接触轨安装精度对中低速磁浮列车受流的影响

董懂

中铁十一局集团电务工程有限公司 湖北武汉 430074

磁浮列车与其他轨道的行驶的交通工具相对比，其具有非常的独特的特点，如安全、快速、节能、环保等。属于一种比较新型的、与地面非接触式的轨道型交通方式，另外，中低速磁浮列车与其他的以电力为主的交通方式存有相同的行驶特点，它们都是顺着固定的轨道进行运动，都是通过地面电网供电的方式来完成驱动，通过接触轨和受电器的的供电系统可以明显看出，接触轨道的安装精度和轨道的顺滑性，对磁浮列车的平稳运行造成直接影响，不仅使其的行驶速度受到限制，还在一定程度上影响了接触轨和滑靴的消损程度。本篇文章主要是深入研究轨道的安装精度对于中低速磁浮类车受流的可靠性影响[1]。

1 中低速磁浮列车的运作状况

中低速磁浮列车是一个与地面非接触式的空间自由体，其主要是通过电磁吸力与轨道间相互作用所产生的力来进行控制的，磁浮列车在空间运行的过程中有六个度的自由空间。通过多个电磁铁的共同作用来完成空间炫富的，如果磁浮列车采用分散控制的方式，那么每一对电磁铁都会有独立的自由控制度。由此可以看出，对于列车的悬浮控制问题来讲，可以将其作为是对单独的电磁铁的悬浮控制，中低速类型的磁浮列车是由车体本身的电磁铁与钢轨之间的相互吸引来完成车体的导线和悬浮，以直线感应的方式来完成列车的驱动工作，而直线电机主要是安装在悬浮架的侧面，通过间隙传感器来实施悬浮监控，并且以主动控制的方式来完成恒定悬浮。

2 中低速磁浮列车的相关理论分析

由图一可以看出，行驶过程中的小汽车在遇到陡坡时，车轮和地面之间的接触压力会随之增大，促使汽车行驶在陡坡上，车轮和地面的接触压力与陡坡的倾斜率以及车辆行驶的速度有关，陡坡越短或者越高，汽车的形式速度就会越快，那么，汽车的驱动速度也会加快，F=ma，m 为车的质量，a 代表着汽车行驶的加速度，当m 变大时，a 就会随之增大，那么轮胎与地面的基础压力也会变大，在陡坡比较高时，就容易形成凹陷，就会使汽车在运动中没有得到平稳的受力点，运动到凹陷处时就会产生一种冲击力，然而，在汽车经过下一个下坡路时，车辆和地面的接触力又会随之变小，最终使得汽车本身的重力成为其运动的驱动力，轮胎与地面的接触压力的与陡坡的倾斜率、形式速度有关，坡越短、沟越深、行驶速度越快，迫使汽车下行的速度就会加快，最终就会出现汽车离地的现象[2]。

靴轨的受流情况与汽车的行驶原理是一样的，供电轨道由于安装和制造误差，就会使其呈现出波纹曲线的形态，随之也会增加靴轨之间的接触压力，最终导致电轨道的曲线状态和列车的行驶速度发生改变。靴轨的动态接触压力为P，其既可以精准的判断出轨道接触的可靠性，还可以准确的判断出受流其的稳定性，靴轨压力的增大，会使机械磨损程度增加，相反，比如压力太小，靴轨接触电阻的压力就会增大，随之增加电蚀的磨耗程度；由此可以看出，靴轨的正压力必须要完全处于一个最为合适的位置，这样才能让行驶中的列车得到平稳的受流。

3 正压力的计算方式

顺着X 轴的方向可以看出，供电轨的具体形态为波纹状，由基础的理论知识可以看出，采集型值点可以顺着x 轴的方向，将其模拟成曲线的状态，任意形式的曲线都能转换为各谐波分量的累积，幅值和波长是正弦函数中的两个要种的组成参数，假设A 为轨道的幅值，L 为波长，那么正弦波的变化规律将呈现出曲线的形态。将入横向安装的精度为±bmm，D 代表着支座的安装距离，m 顺着轨道的纵向延伸，那么三条轨道将呈现出波纹线的形态，以上这些可以为数学建模提供便利，最终可以全面掌握和了解轨道精度对受流情况的影响，通常情况下，轨道的实际安装精度不会参照正弦波的变化来进行设定，但从具体的实践中可以得到结论：轨道的安装精度直接影响着列车受流可靠性的变化。从上文中的数据和理论分析可以详细的列出三轨的波纹曲线方程：

（2）式中，V 代表着列车形式的速度。那么受流器动力学的方程式为：

4 接触轨安装精度的计算及动力学仿真

将b 的数值设定为3 毫米，那么就可以的得出接触轨的安装精度为△y=3sin（wt），在不同的波长范围内，靴轨接触正压力的变化结果如图2 所示。

图2 靴轨接触正压力变化图

5 结语

其实，在目前中国还没有一条正式的中低速磁浮列车的形式轨道，然而供电系统的设计都是依据城市轨道的供电系统来设计的，本篇文章主要通过对靴轨接触正压力的动力学模型，取得了以下结论：在控制总体精度不超差的状态下，需要将两支撑点之间的误差控制在最小范围内，适宜误差在±2 毫米以内，这样既可以保证轨面的平坦性，还可以为接触轨道系统的安装和设计提供有力的理论支持。