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《高速磁浮列車氣隙磁場測量系統(tǒng)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、國防科技大學學報第29卷第3期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.29No.32007文章編號:1001-2486(2007)03-0123-03X高速磁浮列車氣隙磁場測量系統(tǒng)的研究陳棣湘,潘孟春,羅飛路(國防科技大學機電工程與自動化學院,湖南長沙410073)摘要:介紹了高速磁浮列車氣隙磁場測量系統(tǒng)研制中的幾項關鍵技術,提出了三維磁敏傳感器的設計方法和基于霍爾元件的電壓比磁場測量法,并設計了傳感器的高精度運動控制系統(tǒng)。所研制的系統(tǒng)具有較高的測磁
2、精度和定位精度,實現(xiàn)了高速磁浮列車氣隙磁場的自動測量。關鍵詞:磁浮列車;磁場測量;三維磁敏傳感器;電壓比測量法;步進電機中圖分類號:U237文獻標識碼:BStudyonAir-gapMagneticFieldsMeasurementSystemofHigh-speedMagneticLevitationVehicleCHEND-ixiang,PANMeng-chun,LUOFe-ilu(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation,NationalUniv.ofD
3、efenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Severalkeytechnologieswereintroducedinthedevelopmentoftheair-gapmagneticfieldmeasurementsystemofhigh-speedmagneticlevitationvehicle.Thedesignmethodofthethree-dimensionalmagneticsensorsandthevoltageproportionalm
4、agneticfieldmeasurementmethodbasedonHal-leffectdeviceswereputforwardinthispaper.Italsopresentedamotioncontrolsystemwithhighprecisiondesignedforthesensor.Theresearchshowsthatthedevelopedsystemhashighmeasurementandorientationprecision,anditcanperformautomatic
5、measurementoftheairgapmagneticfieldsofhighspeedmagneticlevitationvehicle.Keywords:magneticlevitationvehicle(MLV);magneticfieldmeasurement;threedimensionalmagneticsensor;proportionalvoltagemeasurementmethod;steppingmotor隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,交通運輸日益緊張并成為制約經(jīng)濟的一個重要因素,緩解并改善
6、交通狀況是當前迫切需要解決的問題。作為新型的陸上交通工具,磁浮列車依靠電磁力將列車懸浮于軌道上,用直線電機推進。它沒有車輪及相應的傳動機構(gòu),與地面無機械接觸,可以高速、平穩(wěn)地運行,并且運營維護費用低,無環(huán)境污染,具有良好的發(fā)展前景。[1]常導型高速磁浮列車采用長定子直線同步電機進行驅(qū)動。懸浮電磁鐵作為直線同步電機的次級,在繞組電流的激勵下,與長定子軌道相互作用,同時具備懸浮、推進、發(fā)電等多項功能。列車中氣隙磁場的分布和變化規(guī)律對于列車的懸浮、推動、導向和車載發(fā)電都有很大的影響。常導高速磁浮列車氣隙磁場測量系統(tǒng)
7、的建立和應用,對于磁浮列車電磁系統(tǒng)的性能評估和優(yōu)化設計具有重要意義,可以為高速磁浮列車技術的國產(chǎn)化提供有力的保障。1三維磁敏傳感器的設計現(xiàn)有磁場測量系統(tǒng)所用的傳感器一般都只能用來測量某個特定方向的磁場,當需要測量空間中同一點磁場的多個分量時,需要精確地調(diào)整傳感器的位置和姿態(tài)才能實現(xiàn)。高速磁浮列車的氣隙磁場是個三維磁場,為了降低運動控制系統(tǒng)的復雜性,提高測量速度和精度,采用將霍爾元件粘貼在立方體表面的方法來制作三維磁敏傳感器。將六個性能參數(shù)相同的霍爾元件分別粘貼在一個小立方體(3mm@3mm@3mm)的六個面上
8、,互相平X收稿日期:2006-12-19基金項目:國家863計劃重大專項資助項目(2001AA505000-109)作者簡介:陳棣湘(1970)),男,副教授,博士。124國防科技大學學報2007年第3期行的兩個面上的霍爾元件以差動的方式進行電路連接,共同完成某一個方向的磁場測量;由于立方體相鄰的三個面彼此正交,從而就可以構(gòu)成一個三維的磁敏傳感器,用于測量立方體中心點磁場的三個分量。由于霍爾元件的體
