永磁电磁混合式磁浮轨道交通系统 

任务来源：电工所所长基金和国家自然科学基金，正进行。

简介：针对目前常导磁悬浮交通系统存在的问题，磁悬浮与直线驱动技术中心提出了一种新型的永磁电磁混合式磁浮和牵引系统。该新型悬浮系统的特点是：1)由永磁体提供基本的悬浮力；2)调节电磁体线圈中的励磁电流提供可控制的悬浮力。其优势有：1）提供同样悬浮力的情况下，电磁铁磁势和励磁功率较小，甚至可以实现零功率悬浮的效果，即悬浮力完全由永磁体产生；2）同样励磁磁势、励磁功率和悬浮气隙的情况下，提高悬浮力；3）同样励磁磁势、励磁功率和悬浮力情况下，可加大悬浮的机械气隙。

该技术可应用于工业搬运系统和磁浮交通系统。如用于磁浮列车轨道交通，可降低轨道和车辆造价，提高单位磁体重量的载重量，简化控制系统，是德国常导磁悬浮系统的重大改进和创新。

主要研究内容和解决的技术难点：

n 混合磁体优化设计，解决悬浮、驱动、导向等电机间隙区域的电磁耦合问题；

n 多点解耦控制技术，实现多点解耦稳定悬浮；

n 混合磁体长定子直线电机牵引控制技术；

n 被动稳定导向技术，包括被动电磁恢复力导向、双侧牵引力控制导向；

n 研制一套2米长轨道混合磁体悬浮与驱动实验系统，实现在轨道上稳定悬浮和牵引运行；

n 混合磁体磁浮技术在轨道交通中应用的关键技术。

已取得的重要研究成果：

磁悬浮与直线驱动技术实验室研制成功一套2米长轨道混合磁体悬浮与驱动实验系统，其主要特点：长定子绕组直线同步电机轨道，包括4点混合磁体悬浮小车(1300×600×200)、悬浮控制器、位置检测装置和牵引控制器等。悬浮总重量：130kg(小车60kg）。悬浮高度10～20mm。基于该实验系统取得的重要研究成果有：

n 掌握了悬浮、牵引、导向兼用混合磁体的优化设计技术，设计了混合磁体；

n 在国内首次实现了混合磁体系统多点解耦和悬浮稳定控制；

n 实现了混合磁体长定子直线同步电机的磁场定向控制和稳定牵引运行；

n 分析和验证了混合磁体悬浮与牵引系统的优势。

下一步研究工作：

n 在原系统基础上，将轨道延长至6米，研究混合悬浮系统的中高速特性；

n 设置弯道，研究和验证混合悬浮系统的自导向特性；

n 研究和分析混合磁体磁浮技术在轨道交通中应用的关键技术。

悬浮气隙和励磁电流实验波形	悬浮模糊解耦控制框图