專利名稱：地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
航空、航天等國防武器裝備以及民用高新技術(shù)產(chǎn)品的研制，需要重點解決它們在高速度、 高加速度運行過程中可能遇到的一系列技術(shù)問題，例如導彈慣性制導和控制系統(tǒng)、乘員彈射 救生、空氣動力、降落傘、航空生理、高過載、推進系統(tǒng)、雨蝕、砂蝕、碰撞、引信以及爆 炸沖擊等。這些技術(shù)的研究和解決需要強有力的試驗設(shè)施作為依托，目前的試驗措施主要包 括各種類型的風洞、飛行試驗和火箭橇試驗滑軌。其中，火箭橇試驗滑軌是20世紀下半時發(fā) 展起來的一種大型、高精度地面動態(tài)模擬試驗設(shè)備，其最大的優(yōu)越性是空中試驗地面做。地 面滑軌試驗比空中試驗靈活性大，試驗的實現(xiàn)或重復、試件的觀察、試驗數(shù)據(jù)的采集都比空 中方便。試件可以投放或發(fā)射，也可通過剎車系統(tǒng)完好無損地回收，經(jīng)調(diào)整再次進行試驗。 通過滑軌試驗可以準確地、盡可能多地發(fā)現(xiàn)試件在設(shè)計制造上的缺陷，使實驗室和全尺寸飛 行試驗得到銜接。因此，火箭橇試驗滑軌已成為所有地面動態(tài)模擬試驗中最能逼近真實飛行 環(huán)境和置信度最大的一種重要手段。
但是，火箭橇依靠滑靴和滑軌之間的直接接觸對橇體進行約束，這將造成巨大的摩擦損 耗。而且直接接觸已成為火箭橇速度要求和載荷要求提高的最主要限制因素，在速度達到一 定數(shù)值時，直接接觸產(chǎn)生的高頻振動載荷經(jīng)常會導致試驗失敗。因此，國內(nèi)外各重要研究機 構(gòu)一直在探索各種新技術(shù)對火箭橇試驗滑軌技術(shù)進行合理的升級換代。
近幾十年來磁懸浮技術(shù)的快速發(fā)展，為地面高速運行條件提供了重要的技術(shù)途徑。其中， 德國采用電磁吸引式懸浮(EMS)系統(tǒng)己經(jīng)成功實現(xiàn)500km/h的運行速度，日本采用電動斥 浮式(EDS)低溫超導懸浮系統(tǒng)已經(jīng)成功實現(xiàn)550km/h的運行速度。然而EMS系統(tǒng)存在控制 系統(tǒng)復雜、懸浮高度小等問題，很難適用于更高速度的地面運行，而EDS低溫超導懸浮系統(tǒng) 需要成本很高的液氦低溫冷卻系統(tǒng)技術(shù)，且運行穩(wěn)定性一般，因此應(yīng)用也受到限制。近年來 高溫超導材料的研制水平逐漸提高，并取得了很好的應(yīng)用效果，尤其是熔融織構(gòu)生長(MTG) 的強磁浮YBaCuO塊狀超導材料具有完全抗磁效應(yīng)和磁通釘扎效應(yīng)等特性，采用低成本的液 氮制冷系統(tǒng)即可以實現(xiàn)無需控制的高性能磁懸浮系統(tǒng)。同時直線電機技術(shù)的迅猛發(fā)展為取代 火箭橇的火箭發(fā)動機推進方式也提供了可能性。因此，針對火箭橇的試驗運行環(huán)境，我們考 慮采用高溫超導磁懸浮技術(shù)實現(xiàn)橇體與滑軌的懸浮分離，以便于實現(xiàn)無摩擦阻力和減小高頻 振動影響，采用直線電機推進技術(shù)提供磁懸浮橇體的加速和制動動力，以便于實現(xiàn)無污染高 效的推進裝置，最終實現(xiàn)一種低能耗、安全可靠和高效的地面高速橇體試驗裝置。

發(fā)明內(nèi)容
1. 發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是提供一種低能耗、可靠和高效的地面高速橇體試驗裝置。它采用具有強 自穩(wěn)定性的高溫超導體磁懸浮技術(shù)和高效的高溫超導體直線電機技術(shù)，便于實現(xiàn)高速和高加 速的試驗條件，主要用于航空、航天等武器裝備系統(tǒng)的地面試驗研究任務(wù)。
2. 技術(shù)方案
本發(fā)明的目的可以由下列技術(shù)方案來實現(xiàn)-
橇體試驗裝置采用高溫超導體磁懸浮系統(tǒng)，可以實現(xiàn)無摩擦阻力的高速運行。高溫超導 體磁懸浮系統(tǒng)采用非理想第二類超導體，具有在液氮溫區(qū)(77k)排磁通和俘獲磁通實現(xiàn)自穩(wěn) 定懸浮的能力。超導體排磁通懸浮可以實現(xiàn)很大的懸浮力，而且懸浮力會隨著懸浮高度降低 迅速增大，超導體俘獲磁通產(chǎn)生的磁通釘扎力又對超導體在豎直和水平方向產(chǎn)生很強的約束 力作用，因此高溫超導體磁懸浮系統(tǒng)運行過程中不需要控制系統(tǒng)對懸浮狀態(tài)進行約束。
要實現(xiàn)高溫超導體磁懸浮系統(tǒng)的大懸浮力，還需要很強的外磁場勵磁源，為此設(shè)計了一 種可以產(chǎn)生強磁場梯度的閉合場永磁導軌。永磁導軌通過磁極相對的大塊NdFeB永磁體和具 有聚磁作用的工業(yè)純鐵板組裝而成，經(jīng)合理設(shè)計永磁導軌表面磁場強度達到1.5T，并且在導 軌上方豎直和水平方向?qū)⑿纬珊軓姷拇艌鎏荻?。永磁導軌沿縱向方向磁場均勻，因此把它作 為磁懸浮橇體的運動方向。導軌采用雙軌縱向平行分布，磁懸浮橇體置于雙永磁導軌正上方， 這樣的布置方案有利于懸浮載荷的均勻分布。此外，高溫超導體在永磁導軌上方俘獲磁通的 多少直接影響其懸浮穩(wěn)定性，而俘獲磁通多少與超導體在導軌上方的場冷高度位置(指超導 體相對永磁導軌冷卻實現(xiàn)超導的高度位置)直接相關(guān)。因此，對于高速運行的磁懸浮橇體應(yīng) 該采用低場冷高度位置，以利于超導體俘獲更多的磁通，實現(xiàn)運行的強穩(wěn)定性。此外，通過 提高磁懸浮裝置的長徑比，采用更多的超導體來滿足懸浮力和懸浮高度的要求。
為了保證高溫超導體長時間處于液氮低溫環(huán)境，超導體固定在一種液氮低溫保持器內(nèi)部， 其籽晶生長面與保持器的底部內(nèi)壁緊貼。低溫保持器采用0Cd8Ni9Ti無磁不銹鋼材料制成， 容器內(nèi)、外膽壁厚lmm，采用剪切和沖壓技術(shù)保證容器底部的完整性，焊接縫置于容器四周。 低溫保持器采用真空絕熱結(jié)構(gòu)，內(nèi)外膽的底部夾層采用玻璃鋼絕熱材料支撐，以便于增強底 部的結(jié)構(gòu)強度，同時夾層采用高真空度可以消除氣體的對流換熱和絕大部分殘余氣體的導熱， 達到良好的絕熱效果。最終實現(xiàn)的低溫保持器底厚僅4mm，可連續(xù)工作l小時，可以滿足磁 懸浮橇體裝置試驗過程的需要。
由于磁懸浮橇體裝置高速運行過程中受高加速和機械振動等影響，低溫保持器中的液氮 會產(chǎn)生晃動，造成液氮揮發(fā)率的大大增加，同時液氮晃動也會影響磁懸浮裝置的動態(tài)穩(wěn)定性。
為了消除和減輕這種液體晃動影響，實現(xiàn)穩(wěn)定的低溫環(huán)境，采用在低溫保持器的有效空間安 裝多層擋板，作為一種有效的阻尼方案。
磁懸浮橇體的加速驅(qū)動和減速制動采用一種雙邊高溫超導體直線同步電動機系統(tǒng)。直線 電機三相繞組布置在雙永磁導軌之間，并相對于雙永磁導軌對稱固定在地基上。電機次級由 成一定間距排列的高溫超導體和薄壁液氮低溫保持器組成，電機次級固定于磁懸浮橇體底部。 高溫超導體直線電機的典型特點是，超導體在強磁場中低溫冷卻，可以俘獲大量磁通，據(jù)資 料顯示，在77&液氮低溫條件下超導體端面俘獲場達到3.2丁，是目前永磁材料剩磁強度的兩 倍多，因此采用高溫超導體代替永磁直線同步電機中的永磁次級，可以有效提高電機推力水 平和電機作用氣隙。同時，在高溫超導體電機次級接近電機初級繞組過程中，感應(yīng)的排斥力 會逐漸增加，將抵消它們之間的一部分吸引力，產(chǎn)生良好的自穩(wěn)定推進效果，這與永磁直線 電機的強吸引力作用顯著不同。此外，之所以采用雙邊電機初級的布置方案，是為了使電機 次級兩側(cè)來自于電機初級的吸引力平衡，增加電機運動的水平穩(wěn)定性，同時雙邊電機初級繞 組的作用方式對磁懸浮系統(tǒng)的豎直方向運動也具有很好的約束作用。
地面高速試驗的直線電機加速需要上百兆瓦級的電功率輸入，而且試驗往往持續(xù)在一個 十幾秒的短時間內(nèi)，為此選擇可重復使用性較好的大功率脈沖能量存儲裝置，例如電容器儲 能或飛輪儲能裝置。目前正在研究發(fā)展的脈沖能量儲能裝置已經(jīng)具備50MJ的電能輸出和 50MW的功率輸出能力，通過依次并入不同數(shù)量的儲能裝置組合對滿足磁懸浮橇體不同運動 速度的功率需求具有相當?shù)目尚行浴?br> 脈沖能量儲能裝置的輸出電流為直流電，需要經(jīng)過整流、逆變等中間步驟轉(zhuǎn)化為三相交 流電，并按一定分段規(guī)律提供給直線電機，才能實現(xiàn)電機的正常工作和穩(wěn)定控制。驅(qū)動控制 系統(tǒng)的速度控制，是根據(jù)試驗橇體的位置信號計算出它的運行速度，再根據(jù)試驗計劃給定的 加速曲線，求出必要的推力，然后通過速度和狀態(tài)控制系統(tǒng)給出電流和電流相位值傳遞給功 率調(diào)節(jié)系統(tǒng)。功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)接受能量供應(yīng)系統(tǒng)提供的直流脈沖電流，根據(jù)驅(qū)動控制系統(tǒng)提供 的控制信號，用三套逆變器對電流進行調(diào)制轉(zhuǎn)換，改變其電壓和頻率，輸送給主供電線。主 供電線采用三線饋電方式，為更好地實現(xiàn)速度控制，實行分區(qū)段供電，最終將驅(qū)動控制系統(tǒng) 指令的電流輸送到電機軌道線圈中。目前用于調(diào)速控制的矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，已 經(jīng)具有相當高的發(fā)展水平，為直線電機的有效控制提供了相當高的技術(shù)可行性。
地面高速試驗過程中，空氣動力將對磁懸浮橇體產(chǎn)生巨大的氣動載荷，尤其是氣動阻力 影響最大，因此磁懸浮橇體采用了流線化外形設(shè)計。同時由于高超聲速運行環(huán)境下可能達到 2900多度的滯止溫度，橇體宜采用耐高溫材料結(jié)構(gòu)，例如鈦合金結(jié)構(gòu)，這樣的材料和結(jié)構(gòu)可 以實現(xiàn)高溫條件下橇體具有很大的強度重量比。磁懸浮橇體試驗裝置的采集系統(tǒng)放置在橇體
內(nèi)，并通過有效的測試機構(gòu)與試驗件相連接。 3.有益效果
本發(fā)明與現(xiàn)有火箭橇試驗滑軌技術(shù)相比具有下列效果和優(yōu)點
(1) 移動機構(gòu)與導軌之間無機械接觸和摩擦阻力，低損耗，懸浮技術(shù)有利于實現(xiàn)安全可
靠的高速運行。
(2) 高溫超導磁懸浮系統(tǒng)具有很強的自穩(wěn)定懸浮能力，無需控制系統(tǒng)，這大大降低了技 術(shù)難度，對用于短時間、高速、高加速的試驗環(huán)境提供了很好的技術(shù)可行性。
(3) 采用直線電機推進技術(shù)取代以往的固體火箭推進技術(shù)，具有安全可靠、無污染、操 作方便和試驗成本低等特點，而且通過對直線電機加速和減速過程的控制，可以方便地為試 驗件提供不同的試驗彈道環(huán)境，大大提高了試驗效率。
(4) 采用以上高溫超導磁懸浮系統(tǒng)方案已經(jīng)建立了小型高溫超導磁懸浮試驗臺，實現(xiàn)驗 證了其很強的懸浮能力和加速穩(wěn)定性。采用36個①30mmX 18咖的熔融織構(gòu)YBaCuO高溫超導 塊材，在場冷高度25鵬條件下，實現(xiàn)40kg載荷有效懸浮高度達到llmm,水平位移5mm的導 向力達到160N。采用雙邊直線感應(yīng)電機加速方式，直線電機加速度達到12. 5m/s2,緩沖制動 減速度達到100m/s2。由于采用液氮低溫保持器和隔板阻尼方案，有效減少了液氮的揮發(fā)率， 保證了試驗運行的可靠性。


圖l.地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置側(cè)視示意圖。 圖2.地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置正視示意圖。 圖3.高溫超導體磁懸浮系統(tǒng)單元示意圖。
見圖l， l為被測試驗件，2為測試機構(gòu)，3為磁懸浮橇體，4為永磁導軌，5為高溫超導 體直線電動機次級，6為永磁導軌基礎(chǔ)。
見圖2， 7為電機傳動機構(gòu)，8為液氮低溫保持器單元，9為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，IO為直線電 機三相繞組線圈。
見圖3， 11為多層薄環(huán)氧樹脂隔板，12為環(huán)氧樹脂蓋板，13為高溫超導體，14為工業(yè) 純鐵板，15為NdFeB永磁體。
具體實施例方式
永磁導軌4是高溫超導體磁懸浮系統(tǒng)的勵磁源，為了實現(xiàn)強磁場梯度，永磁導軌采用剩
磁強度和嬌頑力都非常高的大塊NdFeB永磁體15 (尺寸為50mmX50mmX50咖)和磁導率很高
的工業(yè)純鐵板14組裝而成。如圖3所示，安裝過程中NdFeB永磁體15保持磁極性相對，純
鐵板14處于兩塊磁體之間，產(chǎn)生很強的聚磁作用。采用這樣的永磁導軌方案，可以在導軌4
表面上方實現(xiàn)很高的表面磁場強度和磁場梯度。導軌4以1米作為單段長度，單段導軌安裝 過程中，通過測試每塊NdFeB的磁通量對永磁體進行有效地篩選，以便于最終形成的永磁導 軌段沿縱向方向磁場保持均勻。永磁導軌4采用縱向雙軌平行鋪設(shè)，鋪設(shè)過程中，嚴格控制 所形成導軌的直線性、平面性和平行性。
采用以上技術(shù)方案中闡述的液氮低溫保持器制作方法，做成500mmX230鵬X120mm的液 氮低溫保持器單元8，底部厚度4mm,可連續(xù)工作1小時以上。高溫超導體13固定在液氮低 溫保持器8內(nèi)部，其籽晶生長面與保持器8的底部內(nèi)壁緊貼，該低溫保持器可以放置90塊 YBaCuO高溫超導塊13。放置超導體的每個低溫保持器單元8，在場冷高度20mm條件下，實 現(xiàn)IO訓以上的有效懸浮高度，可以承載80kg,水平位移5畫時可以產(chǎn)生600N的導向力。環(huán) 氧樹脂蓋板12有效壓緊固定高溫超導體13,在蓋板12上方的液氮有效空間內(nèi)，通過固定多 層薄環(huán)氧樹脂隔板ll，可以有效阻尼高速運行中液氮產(chǎn)生的晃動，降低液氮揮發(fā)率，同時降 低液氮晃動對橇體動態(tài)穩(wěn)定性的可能影響。
磁懸浮橇體3的大小尺寸主要依據(jù)橇體上方的試驗件1的尺寸和質(zhì)量而定。假設(shè)實現(xiàn)一 噸以內(nèi)的有效試驗載荷，磁懸浮橇體3以500kg的質(zhì)量計算，采用以上低溫保持器單元8， 實現(xiàn)有效懸浮高度10mm以上，需要約20個超導單元。采用低溫保持器單元8的雙排布置方 案，磁懸浮橇體至少長為5m，水平位移5ram時可以實現(xiàn)的導向能力為12000N。低溫保持器單 元8呈線性固定在磁懸浮橇體3內(nèi)部，低溫保持器單元8底部與磁懸浮橇體3底部在同一水 平面上并實現(xiàn)很好的配合關(guān)系，保證磁懸浮橇體3底部不留有任何空隙。
磁懸浮橇體3采用流線化外形設(shè)計，最大限度地減小氣動載荷的影響。同時為了實現(xiàn)橇 體具有較高的強度重量比，并滿足高速高溫狀態(tài)下的運行需要，橇體采用鈦合金結(jié)構(gòu)。磁懸 浮橇體試驗的采集系統(tǒng)9放置在橇體內(nèi)，試驗件1通過測試機構(gòu)2與采集系統(tǒng)9連接。
高溫超導體直線同步電動機的三相繞組線圈10布置在雙永磁導軌4之間，并相對永磁導 軌4對稱地固定在地基6上。高溫超導體電機次級5固定于磁懸浮橇體3底部，電機次級5 中高溫超導體以一定間距排列，電機次級5的極距與三相繞組線圈IO的極距相同，以便于實 現(xiàn)針對某一特定速度要求的同步電動機。高溫超導體直線同步電動機中采用了與磁懸浮系統(tǒng) 中相同制作工藝的液氮低溫保持器技術(shù)，低溫保持器壁厚為4mm。
試驗開始之前，首先要實現(xiàn)磁懸浮橇體3的懸浮狀態(tài)和高溫超導體直線電機次級5的勵 磁。采用圖2中所示的電機傳動機構(gòu)7，相對永磁導軌4向上穩(wěn)定地托起磁懸浮橇體3，并停 留在橇體底部距離永磁導軌表面15mm的高度位置，實現(xiàn)高溫超導體磁懸浮系統(tǒng)20mm的場冷 高度位置。然后對低溫保持器單元8同時加注液氮，大約10分鐘后，低溫容器內(nèi)部實現(xiàn)穩(wěn)定 的低溫環(huán)境，表明高溫超導體13己完全進入超導狀態(tài)。電機傳動機構(gòu)7下降，磁懸浮橇體3
跟隨下降，同時不斷增加的懸浮力實現(xiàn)磁懸浮橇體3的最終懸浮，懸浮高度應(yīng)該在10mm以上。磁懸浮橇體3縱向懸浮移動使高溫超導體直線電機次級5處于與其同等長度的直流線圈繞組 中，直流線圈繞組以一定極距排列，操作中相鄰線圈通過相反方向的電流，電流為100A的脈沖電流。在向電機次級低溫容器內(nèi)加注液氮的過程中，直流線圈繞組以一定時間間隔不斷地 通過脈沖電流，使電機次級的高溫超導體逐漸俘獲大量磁通，最終形成表面磁場強度很高的高溫超導永磁體。超導永磁體呈一定極距交替排列，勵磁過程完成。然后移動磁懸浮橇體3 至雙邊三相繞組線圈10處，準備進行磁懸浮橇體試驗。
直線電機的電能及電功率供應(yīng)與試驗速度、加速度有直接關(guān)系。當實現(xiàn)1.5噸的磁懸浮 橇體及有效載荷，以10g (g為重力加速度)的加速水平，實現(xiàn)1000m/s的運行速度要求時， 加速時間為10s，需要最高約250MW的電功率供應(yīng)。采用具有50MW功率輸出能力的脈沖能 量存儲裝置，在不同的速度條件下分別并入不同數(shù)量的脈沖能量存儲裝置以滿足加速所需的 總能量需求。
通過整流、逆變等中間步驟把脈沖能量儲能裝置的輸出直流電轉(zhuǎn)化為三相交流電，并按 一定分段規(guī)律提供給直線電機，實現(xiàn)電機的正常工作和穩(wěn)定控制。驅(qū)動控制系統(tǒng)的速度控制， 根據(jù)試驗橇體的位置信號計算出它的運行速度，再根據(jù)試驗計劃給定的加速曲線，求出必要的推力，然后通過速度和狀態(tài)控制系統(tǒng)給出電流和電流相位值傳遞給功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)。功率調(diào) 節(jié)系統(tǒng)接受能量供應(yīng)系統(tǒng)提供的直流脈沖電流，根據(jù)驅(qū)動控制系統(tǒng)提供的控制信號，用三套逆變器對電流進行調(diào)制轉(zhuǎn)換，改變其電壓和頻率，輸送給主供電線。主供電線采用三線饋電 方式，為更好地實現(xiàn)速度控制，實行分區(qū)段供電，最終將驅(qū)動控制系統(tǒng)指令的電流輸送到電機軌道線圈中，實現(xiàn)高溫超導直線電機的高效率工作，和達到試驗要求的運行速度。當試驗 速度達到后，直線電機三相繞組線圈IO通以相反方向的電流，對磁懸浮橇體3產(chǎn)生反向制動作用，并最終實現(xiàn)磁懸浮橇體3的停止，試驗完成。
權(quán)利要求
1.一種地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置，主要包括永磁導軌及基礎(chǔ)、高溫超導體、薄壁液氮低溫保持器、磁懸浮橇體、雙邊高溫超導體直線同步電動機推進裝置及其電能供給和功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，其特征在于塊狀高溫超導體與強磁場永磁導軌的電磁力作用實現(xiàn)強穩(wěn)定的懸浮系統(tǒng)，定位于磁懸浮橇體底部的高溫超導體直線電機次級與定位于基礎(chǔ)上的雙邊直線電機三相繞組作用產(chǎn)生大推進力，這樣的裝置利于磁懸浮橇體的最小化質(zhì)量設(shè)計和實現(xiàn)更大的速度范圍，對用于高速、高加速的試驗環(huán)境具有更充分的條件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置，其特征在于磁懸浮技術(shù)無摩擦、 高安全可靠，高溫超導磁懸浮系統(tǒng)在豎直方向和水平方向具有高度的自穩(wěn)定懸浮性，低場冷 條件下的高磁通俘獲，可以有效克服氣動力對磁懸浮橇體的干擾影響，滿足高速試驗過程中 的運行穩(wěn)定性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置，其特征在于高溫超導塊材嵌入 平底液氮低溫保持器底部，低溫保持器采用真空絕熱結(jié)構(gòu)，底部厚度僅為4mm，在底部夾層 中采用玻璃鋼等絕熱材料可以有效提高其結(jié)構(gòu)強度，在低溫保持器的液氮空間內(nèi)采用多層薄 環(huán)氧樹脂隔板，可以有效阻尼高速試驗過程中液氮的晃動影響，減少液氮的揮發(fā)量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置，其特征在于使用了雙邊高溫超 導體直線同步電動機的推進加速方案，有助于有效提高直線電機推力水平和電機作用氣隙， 雙邊電機初級的布置方案有利于實現(xiàn)電機次級兩側(cè)作用力的平衡，同時對磁懸浮橇體的豎直 方向運動有很好的約束作用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置，其特征在于直線電機加速采用 大功率的脈沖能量存儲裝置供給電能，采用具有整流、逆變功能的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)脈沖能 量儲能裝置的輸出直流電轉(zhuǎn)化為三相交流電，并按一定分段規(guī)律提供給直線電機，實現(xiàn)電機 的正常工作和穩(wěn)定控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置，其特征在于采用流線化的磁懸 浮橇體外形設(shè)計，可以有效減小氣動載荷，采用鈦合金橇體結(jié)構(gòu)，可以滿足在高速運行中、 高溫條件下的橇體結(jié)構(gòu)強度要求，并且使橇體質(zhì)量大大降低。
全文摘要
地面高速超導磁懸浮橇體試驗裝置屬于高速試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提供了一種低能耗、高安全可靠和高效的地面高速橇體試驗裝置方案。試驗裝置包括永磁導軌及基礎(chǔ)、高溫超導體、薄壁液氮低溫保持器、磁懸浮橇體、雙邊高溫超導體直線同步電動機推進裝置及其電能供給和功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。通過塊狀高溫超導體與強磁場永磁導軌的電磁力作用實現(xiàn)高度自穩(wěn)定的磁懸浮系統(tǒng)，通過定位于磁懸浮橇體底部的高溫超導體直線電機次級與定位于基礎(chǔ)上的雙邊直線電機三相繞組作用產(chǎn)生高推進水平，這樣的方案利于磁懸浮橇體試驗裝置的最小化質(zhì)量設(shè)計和實現(xiàn)更大的速度范圍。期望可以實現(xiàn)0～10g的地面加速度和1000m/s以上的地面運行直線速度，主要用于航空、航天等武器裝備系統(tǒng)以及民用高新技術(shù)產(chǎn)品在高速度、高加速度運行過程中的技術(shù)問題研究。
文檔編號G01M99/00GK101191759SQ20061011463
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者宇 劉, 楊文將, 毅 段, 正 溫, 陳曉東 申請人:北京航空航天大學