基于Halbach阵列的永磁被动阻尼方案研究
乔冲1，单磊2，马卫华1，罗世辉1
（1.西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031；2.山东和顺电气有限公司，山东 泰安 271600）
摘要：采用Halbach永磁体阵列的电动悬浮（PEDS）系统凭借其结构简单、稳定可靠及成本低等优势，在磁浮支撑领域具有很高的应用价值。本文以永磁电动系统为研究对象，针对其临界稳定特性，提出了一种侧面布置Halbach永磁阵列结构，利用磁阻力实现永磁电动悬浮系统垂向阻尼被动控制的阻尼方法。介绍了PEDS的悬浮原理，应用Ansoft软件进行了永磁电动系统的电磁仿真；搭建了带有阻尼模块的悬浮架模型；建立了悬浮系统的动力学模型，仿真阻尼方法的作用效果。仿真结果证明了该永磁被动阻尼方法作为电动悬浮系统阻尼方案的可行性，并对阻尼模块结构对振动抑制效果的影响进行了初步探究，为实际工程应用提供参考依据。
关键词：永磁电动悬浮；临界稳定性；Hlbach永磁阵列；垂向稳定性
中图分类号：U266.2 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2021.05.005
文章编号：1006-0316 (2021) 05-0029-08
Simulation Analysis of Permanent Magnet Passive Damping Method Based on Halbach Array
QIAO Chong1，SHAN Lei2，MA Weihua1，LUO Shihui1
( 1.State Key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China; 2.Shandong Heshun Electric Co., Ltd., Taian 271600, China )
Abstract：The electric suspension maglev system using Halbach permanent magnet array has a high application value in the field of maglev support by virtue of its advantages such as simple structure, low cost, high stability and reliability, etc. This paper takes PEDS system as the research object, Aiming at its critical stability characteristics, proposes a Halbach permanent magnet array structure in which magnetic resistance is used to realize the passive control of the vertical damping of the permanent magnet electric maglev system. The principle of PEDS is introduced, and the Ansoft software is used for electromagnetic simulation to build a three-dimensional model of the suspension frame with damping module and establish the dynamic model of the suspension system to simulate the effect of the damping method. The simulation results prove the feasibility of the permanent magnet passive damping method used in this paper as the damping scheme of the electric suspension system, and the influence of the damping module structure on the vibration suppression effect is initially explored.
Key words：permanent electrodynamic suspension；critical stability；Hlbach permanent magnet array；vertical stability
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收稿日期：2020-09-04
基金项目：牵引动力国家重点实验室自主研究课题：时速450公里永磁电动磁浮悬浮架及悬浮特性研究（2020TPL-T04）
作者简介：乔冲（1995－），四川眉山人，硕士研究生，主要研究方向为永磁电动悬浮，E-mail：1633353676@qq.com；单磊（1973－），山东肥城人，工程师，主要从事磁浮列车悬浮控制器及电磁铁的设计制造工作；马卫华（1979－），山东滕州人，博士，研究员、博导，主要研究方向为磁浮列车悬浮架设计及常导磁浮列车动力学、机车及重载列车动力学；罗世辉（1964－），江西赣州人，博士，教授、博导，主要研究方向为车辆设计及理论研究、机车车辆系统动力学、磁浮列车。
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