在更高的运行速度、更短的旅行时间以及更舒适的乘坐环境等要求下，高速磁悬浮列车被列为重点研发对象。高速磁悬浮列车需采用非接触式供电，而直线发电机是高速磁悬浮系统中车载供电的关键设备。其中，电动悬浮系统直线发电机的电磁特性是其重要研究内容。
目前，针对电动悬浮系统直线发电机的研究主要针对发电机高性能优化控制策略和列车无偏移工况下直线发电机的电磁特性。对磁悬浮列车横向、垂向偏移等多工况下直线发电机电磁特性的理论解析研究不足。
北京交通大学电气工程学院、通号通信信息集团有限公司的吕刚、郭曦临、楚志恒、周桐、于旺，在年第22期《电工技术学报》上撰文，提出一种适用于多工况下直线发电机电磁解析模型。
图1直线发电机整体结构
研究人员利用空间谐波法对超导磁体三维磁通进行表征，建立直线发电机磁动势分布模型。通过分析超导磁体与轨道侧壁悬浮线圈间的电磁耦合关系，得出悬浮线圈电流和悬浮线圈谐波磁场磁通密度的表达式。进一步地，将悬浮线圈谐波磁场作为集电线圈激励，推导出适用于多工况下直线发电机感应电动势的数值解析表达式。最后，通过将数值解析结果与日本山梨线试验数据的对比，验证了磁动势分布模型和电磁解析模型的准确性。
他们的计算结果表明，直线发电机功率与感应电动势随着垂向偏移的增大而减小。而两侧直线发电机总功率随着横向偏移的增大而增大。
该项工作揭示了感应电动势、功率随列车偏移量的变化规律，解析模型在电动悬浮系统直线发电机结构设计和特征分析上具有优势，在衡量高速磁悬浮列车的偏移工况对直线发电机的输出特性的影响时具有指导意义，为高速磁悬浮系统直线发电机的设计和控制提供了相关理论基础。
本文编自年第22期《电工技术学报》，论文标题为“多工况下电动悬浮系统直线发电机电磁特性研究”。本课题得到国家自然科学基金项目的支持。