[发明专利]一种超导电动悬浮推进系统控制开发辅助平台

说明书

本发明涉及超导电动悬浮仿真装置，具体为一种超导电动悬浮控制开发辅助平台，分为转子、支架和定子。转子部分使用永磁体作为磁极，模拟车辆超导磁极，永磁体安装在不锈钢转子上，然后热套于转轴上；可通过传动端轴头与负载相连，实现负载工况下的推力特性测试；同时在非传动端安装的旋转变压器，可配合调试并验证牵引控制程序。支架部分和两端的端盖、轴承单元配合，起到支撑、保护作用的同时不影响磁场传递。定子部分通过直线导轨与支架连接，可实现轴向滑动，和两侧的压板及微型压力传感器配合可实现轴向悬浮力的测量；可调节定子轴向位置，与转子磁极形成轴向相对位移，可测量不同位置时悬浮力的大小；可实现不同转速下悬浮力大小的测试。

技术领域

本发明涉及超导电动悬浮仿真装置，具体为一种超导电动悬浮推进系统控制开发辅助平台。

背景技术

随着轨道交通技术往更高速度的不断发展，传统的轮轨关系轨交形式已无法满足日益提高的车速需求，磁悬浮技术作为目前唯一能够突破500km/h的陆地轨交技术，正越来越受到重视，电磁悬浮、超导电动悬浮、超导钉扎悬浮等各种制式的磁浮试验车辆相继出现，其中超导电动悬浮因其能够实现自稳定悬浮且悬浮高度高等特点，是近年来磁浮技术研究的热点。但是由于磁浮轨道交通特有的直线拓扑，导致其磁力系统的力学特性验证极其困难，方案开发周期长，试验线投资较大、线路较长，且试验线一经落成，方案很难更改。目前急需一种能够对设计方案进行快速验证、控制软件快速调试且方案调整灵活，便于迭代的开发辅助平台。

国内现有的电动悬浮技术研究大都停留在原理验证阶段，比如专利一种电动悬浮原理演示装置，仅通过旋转的8字线圈实现永磁磁体的悬浮，用以展示电动悬浮原理，并无任何测试、验证功能。又如专利一种悬浮推进一体化旋转平台，虽然将悬浮和推进系统集合到同一平台下，但是仅能用来验证悬浮推进耦合能力或单独验证悬浮系统能力，对推进系统的控制及其在负载情况下的运动特性无法进行调试、测量及验证。

发明内容

本发明提供了一种超导电动悬浮推进系统控制开发辅助平台，集悬浮力、推力测试、反馈于一体，可同时实现控制软件调试的开发辅助平台。

本发明是采用如下的技术方案实现的：一种超导电动悬浮推进系统控制开发辅助平台，包括转子、支架和定子；

转子包括转轴、转子铁心和磁钢，

支架为筒状结构，支架两端分别设置有传动端端盖和非传动端端盖，传动端端盖上设置有传动端轴承单元，非传动端端盖上设置有非传动端轴承单元，支架与传动端端盖、非传动端端盖及传动端轴承单元、非传动端轴承单元配合起到支撑转子及保护的作用；

定子包含定子机座、无源8字线圈和电机绕组，无源8字线圈、电机绕组分内外层分别安装在定子机座内，支架中间部分位于定子机座内，且支架与定子机座同轴，定子机座和支架中间部分之间通过直线导轨连接，定子机座相对于支架能够轴向滑动，从而调节无源8字线圈与转子的中心线相对位置；

在传动端，支架和定子机座之间夹设有第一压板，在非传动端，支架和定子机座之间夹设有第二压板，第一压板上安装有微型压力传感器，支架的传动端和非传动端都设置有固定螺杆，固定螺杆上配套有固定螺母，固定螺杆的尾端抵住压板。

该平台传动端轴头可通过联轴节拖动扭矩传感器和负载，实现扭矩测量进而推算推力大小，实现负载工况下的推力特性测试；同时在非传动端安装旋转变压器，可实现空间位置波形的测量，模拟实际运行工况，配合调试并验证推进控制程序；定子部分通过直线导轨与支架连接，可实现轴向滑动，并通过两侧的压板和固定螺杆将定子部分轴向固定，微型压力传感器配合可实现轴向悬浮力的测量；可调节定子轴向位置，与转子磁极形成轴向相对位移，可测量不同相对位置时悬浮力的大小；可实现不同转速下悬浮力大小的测试。

上述的一种超导电动悬浮推进系统控制开发辅助平台，转轴由高强度合金钢锻造加工制作，转子铁心由不锈钢材料焊接加工制作，后热套到转轴上，起支撑磁钢的作用；磁钢粘接于转子铁心上。

上述的一种超导电动悬浮推进系统控制开发辅助平台，转速高时磁钢还可通过无纬带绑扎固定。