董懂

中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司 湖北武漢 430074

磁浮列車與其他軌道的行駛的交通工具相對(duì)比，其具有非常的獨(dú)特的特點(diǎn)，如安全、快速、節(jié)能、環(huán)保等。屬于一種比較新型的、與地面非接觸式的軌道型交通方式，另外，中低速磁浮列車與其他的以電力為主的交通方式存有相同的行駛特點(diǎn)，它們都是順著固定的軌道進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，都是通過地面電網(wǎng)供電的方式來完成驅(qū)動(dòng)，通過接觸軌和受電器的的供電系統(tǒng)可以明顯看出，接觸軌道的安裝精度和軌道的順滑性，對(duì)磁浮列車的平穩(wěn)運(yùn)行造成直接影響，不僅使其的行駛速度受到限制，還在一定程度上影響了接觸軌和滑靴的消損程度。本篇文章主要是深入研究軌道的安裝精度對(duì)于中低速磁浮類車受流的可靠性影響[1]。

1 中低速磁浮列車的運(yùn)作狀況

中低速磁浮列車是一個(gè)與地面非接觸式的空間自由體，其主要是通過電磁吸力與軌道間相互作用所產(chǎn)生的力來進(jìn)行控制的，磁浮列車在空間運(yùn)行的過程中有六個(gè)度的自由空間。通過多個(gè)電磁鐵的共同作用來完成空間炫富的，如果磁浮列車采用分散控制的方式，那么每一對(duì)電磁鐵都會(huì)有獨(dú)立的自由控制度。由此可以看出，對(duì)于列車的懸浮控制問題來講，可以將其作為是對(duì)單獨(dú)的電磁鐵的懸浮控制，中低速類型的磁浮列車是由車體本身的電磁鐵與鋼軌之間的相互吸引來完成車體的導(dǎo)線和懸浮，以直線感應(yīng)的方式來完成列車的驅(qū)動(dòng)工作，而直線電機(jī)主要是安裝在懸浮架的側(cè)面，通過間隙傳感器來實(shí)施懸浮監(jiān)控，并且以主動(dòng)控制的方式來完成恒定懸浮。

2 中低速磁浮列車的相關(guān)理論分析

由圖一可以看出，行駛過程中的小汽車在遇到陡坡時(shí)，車輪和地面之間的接觸壓力會(huì)隨之增大，促使汽車行駛在陡坡上，車輪和地面的接觸壓力與陡坡的傾斜率以及車輛行駛的速度有關(guān)，陡坡越短或者越高，汽車的形式速度就會(huì)越快，那么，汽車的驅(qū)動(dòng)速度也會(huì)加快，F(xiàn)=ma，m 為車的質(zhì)量，a 代表著汽車行駛的加速度，當(dāng)m 變大時(shí)，a 就會(huì)隨之增大，那么輪胎與地面的基礎(chǔ)壓力也會(huì)變大，在陡坡比較高時(shí)，就容易形成凹陷，就會(huì)使汽車在運(yùn)動(dòng)中沒有得到平穩(wěn)的受力點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)到凹陷處時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一種沖擊力，然而，在汽車經(jīng)過下一個(gè)下坡路時(shí)，車輛和地面的接觸力又會(huì)隨之變小，最終使得汽車本身的重力成為其運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，輪胎與地面的接觸壓力的與陡坡的傾斜率、形式速度有關(guān)，坡越短、溝越深、行駛速度越快，迫使汽車下行的速度就會(huì)加快，最終就會(huì)出現(xiàn)汽車離地的現(xiàn)象[2]。

靴軌的受流情況與汽車的行駛原理是一樣的，供電軌道由于安裝和制造誤差，就會(huì)使其呈現(xiàn)出波紋曲線的形態(tài)，隨之也會(huì)增加靴軌之間的接觸壓力，最終導(dǎo)致電軌道的曲線狀態(tài)和列車的行駛速度發(fā)生改變。靴軌的動(dòng)態(tài)接觸壓力為P，其既可以精準(zhǔn)的判斷出軌道接觸的可靠性，還可以準(zhǔn)確的判斷出受流其的穩(wěn)定性，靴軌壓力的增大，會(huì)使機(jī)械磨損程度增加，相反，比如壓力太小，靴軌接觸電阻的壓力就會(huì)增大，隨之增加電蝕的磨耗程度；由此可以看出，靴軌的正壓力必須要完全處于一個(gè)最為合適的位置，這樣才能讓行駛中的列車得到平穩(wěn)的受流。

3 正壓力的計(jì)算方式

順著X 軸的方向可以看出，供電軌的具體形態(tài)為波紋狀，由基礎(chǔ)的理論知識(shí)可以看出，采集型值點(diǎn)可以順著x 軸的方向，將其模擬成曲線的狀態(tài)，任意形式的曲線都能轉(zhuǎn)換為各諧波分量的累積，幅值和波長是正弦函數(shù)中的兩個(gè)要種的組成參數(shù)，假設(shè)A 為軌道的幅值，L 為波長，那么正弦波的變化規(guī)律將呈現(xiàn)出曲線的形態(tài)。將入橫向安裝的精度為±bmm，D 代表著支座的安裝距離，m 順著軌道的縱向延伸，那么三條軌道將呈現(xiàn)出波紋線的形態(tài)，以上這些可以為數(shù)學(xué)建模提供便利，最終可以全面掌握和了解軌道精度對(duì)受流情況的影響，通常情況下，軌道的實(shí)際安裝精度不會(huì)參照正弦波的變化來進(jìn)行設(shè)定，但從具體的實(shí)踐中可以得到結(jié)論：軌道的安裝精度直接影響著列車受流可靠性的變化。從上文中的數(shù)據(jù)和理論分析可以詳細(xì)的列出三軌的波紋曲線方程：

（2）式中，V 代表著列車形式的速度。那么受流器動(dòng)力學(xué)的方程式為：

4 接觸軌安裝精度的計(jì)算及動(dòng)力學(xué)仿真

將b 的數(shù)值設(shè)定為3 毫米，那么就可以的得出接觸軌的安裝精度為△y=3sin（wt），在不同的波長范圍內(nèi)，靴軌接觸正壓力的變化結(jié)果如圖2 所示。

圖2 靴軌接觸正壓力變化圖

5 結(jié)語

其實(shí)，在目前中國還沒有一條正式的中低速磁浮列車的形式軌道，然而供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是依據(jù)城市軌道的供電系統(tǒng)來設(shè)計(jì)的，本篇文章主要通過對(duì)靴軌接觸正壓力的動(dòng)力學(xué)模型，取得了以下結(jié)論：在控制總體精度不超差的狀態(tài)下，需要將兩支撐點(diǎn)之間的誤差控制在最小范圍內(nèi)，適宜誤差在±2 毫米以內(nèi)，這樣既可以保證軌面的平坦性，還可以為接觸軌道系統(tǒng)的安裝和設(shè)計(jì)提供有力的理論支持。