基于振動的鐵道貨車供電裝置研究.pdf

1、鐵道貨車由于其應用工況的特殊性，尚未安裝有效的供電裝置，致使在客車、機車上成熟的控制技術，如電子防滑器、軸溫檢測等設備無法使用，制約了鐵道貨車的技術水平發(fā)展。如何給鐵道貨車提供電力能源一直是研究的熱點。本文設計了一種基于Halbach陣列結構圓筒型永磁直線電機的供電裝置，把該供電裝置直接與車輛懸掛彈簧并聯(lián)安裝，利用電磁感應原理將貨車車輛運行時振動的機械能轉化為電能，中間不需要其他傳動裝置，具有較高的能量轉化效率和實用性。
　　

2、根據160km/h快速貨車動力學參數，確定了轉向架一系彈簧處振動的振幅及頻率較為理想，以該數據作為電機的主要設計參數，依據永磁直線電機的工作原理和電磁場分析理論，完成了對Halbach陣列結構圓筒型永磁直線電機的設計，并確定了電機各組成部分的相關參數。
　　 利用電磁場分析軟件Ansoft對設計的直線電機進行了有限元分析。首先對電機進行二維靜態(tài)和瞬態(tài)磁場分析，得到了電機內磁場分布情況及電機產生的三相空載電動勢，結果驗證了Halb

3、ach陣列結構圓筒型永磁直線電機能夠滿足工作需求。然后，對電機進行了結構優(yōu)化，通過分析有無槽肩結構，不同徑向充磁永磁鐵的排列方式，以及徑向充磁永磁鐵和軸向充磁永磁鐵的軸向長度等對電機性能的影響，確定了電機合理的結構。
　　 利用Ansoft和MATLAB/Simulink軟件聯(lián)合仿真，對電機的負載特性進行了分析，得到了不同負載下電機受力曲線圖以及電機輸出電壓和輸出功率隨負載電阻變化的曲線圖。然后根據電機的負載特性，利用有限元軟件