用于磁悬浮列车的长定子同步直线电动机电磁设计

图2 主程序框图

（12）运行时保持气隙磁通不变,则电机磁路各部分的磁通密度也不变,因此磁路所需励磁磁动势一定而与频率无关。

（13）电枢反应发生在列车所在位置,电枢反应电抗及电枢反应磁动势计算与一般旋转电机相同.无列车处,定子绕组只产生漏磁通和漏电动势。

（14）由于铁耗近似与频率的1.3 次方成正比,还与气隙磁密的平方成正比,而列车重量一定时气隙磁密不变,因此铁耗只随频率变化,频率最大时铁耗最大;又由于铜耗与电流的平方成正比,而频率最大时电流稳态值最大,因此频率最大时稳态运行时的铜耗也最大。

1.3 　电磁设计程序框图

在长定子同步直线电动机电磁设计特点的基础上,编制了其电磁设计程序,主程序框图如图2 所示。

2 计算例题

用本程序对长定子同步直线电动机进行了计算,算例尺寸如图3 所示. 列车由两节车辆组成,总长54. 2 m , 列车总重 108. 4 t , 最大速度400 km/ h , 运行阻力60. 4 kN （400 km/ h 时）. 电动机Y接法,最大相电压 4 500 V , 最大相电流1 200 A , 供电频率0～215 Hz , 主极极对数160 , 极距258 mm , 气隙10 mm。

图3 长定子同步直线电动机算例尺寸

计算得到的参数值为: 75 ℃ 、215 Hz 时,300 m 供电区段定子每相电阻为0. 283 8 Ω ,定子漏抗为21021 8Ω , 直轴同步电抗为1. 195 8Ω ,交轴同步电抗为0. 943 3Ω ,励磁绕组电阻为0. 815 5Ω ,励磁绕组漏抗为 0. 172 9 Ω. 其它主要计算数据为:气隙磁位降为11 967 A , 空载所需励磁磁动势为12 630 A , 额定负载时所需励磁磁动势为1 2280 A. 空载时励磁绕组电流密度为1. 79 A/mm2,额定负载时励磁绕组电流密度为1. 74 A/ mm2 ,励磁装置额定电压为 295 V ,额定电流为307 A ,额定容量为90 kW。

300 m 供电区段内,当列车以400 km/ h 的速度恒速运行时,电动机额定相电压为4441 V ,额定相电流为758 A ,总损耗为647 W ,额定效率为91 %。

3 结束语

介绍了长定子同步直线电动机的工作原理,指出了其电磁设计特点并编制了电磁设计程序,为长定子同步直线电动机的计算提供了依据。