Matlab磁悬浮列车电磁系统模型的研究(6)
式中 －最大磁通密度
， 为电源角频率
-频率
x-定子表面上的距离
由上可知，B是不断变化的，由法拉第电磁感应定律知，变化的磁场将激发变化的电场，初级通以交流，列车上装有磁体（有的就是兼用直线电机的线圈），磁体随列车运动时，使设在地面上的线圈（或金属板）中产生感应电势为：
式中A－磁通的作用面积
感应电势使设在地面上的线圈（或金属板）中产生感应电流，感应电流同行波磁场B互相作用，按弗雷明法则产生电磁力把列车悬浮起。
感应电流为： (2.4)
式中Z表示线圈的阻抗值，由电感L和电阻R组成。表达式为
电磁力F的大小是如何计算的？进行精确的理论计算需用麦克斯韦公式,日本的山田一教授、美国的S.A.纳斯尔等人经过实验数据和理论推导，得出力F与B有如下关系，铁磁体所受电磁力为：
式中 =4π•10-7H/m,真空磁导率；
-气隙磁密；
S0-气隙面积。
了解直线电机的工作原理有助于理性地调控直线电机的励磁电流、气隙等参数，可以更好地满足悬浮控制系统要求。
2.2 电磁悬浮原理
随着电磁感应知识的普及，人们对神奇的磁悬浮现象已经有一定的认识。所谓“磁悬浮”，就是指某一物体受磁拉力或磁推力的作用，从而导致该物体和它周围物体的接触不是实质性的，则称该物体是被磁悬浮的。
在一般情况下，磁悬浮是由固定构件、可动构件和自动控制线路三部分构成。用铁磁性铁心、导电的短路回路、永久磁铁以及励磁绕组均可构成可动部件。可动部件在电磁力和重力的作用下，能在磁场中自由地悬浮。图2.4所示为一简单的磁悬浮原理示意图
图2.4 磁悬浮原理示意图
当给励磁绕组通以直流或交流电时，电磁铁会建立一个气隙磁场，根据磁感应理论，磁性材料棒会受到电磁力的作用，该电磁力的大小与磁性材料棒和电磁铁之间的间隙大小有关。当在一定的间隙下，磁性材料棒所受到的电磁力与其重力大小相等时，磁性材料棒就会悬浮在空中了。
它的应用优点是：
(1)无接触式应用，无摩擦，摩耗，振动噪声大幅下降，寿命长。
(2)特殊场合应用，如真空、高温、低温、水蒸汽、生物体内等特殊应用，不损害原体。
(3)需控制的场合应用，如位置、过速、振动等控制比较容易。
(4)具有一些特殊场合应用，如记忆、学习、判断能力的能力，运行状态的监视、记录、诊断能力等。
(5)可控力的分布性应用，如磁悬浮车、磁悬浮轴承各点位置力的分布与控制。
2.3 磁悬浮原理的应用
磁悬浮技术是近年来的研究热点，其利用磁场力将物体悬浮在空间，无摩擦、无死区、无需润滑的性能，使其在各行各业有着广泛的用途，如用于轴承可获得高性能的磁悬浮轴承，从而可以降低机床的噪声和提高切削精度；还可以用于主动磁悬浮刀架，从事精密加工。但是磁悬浮系统是一个本质非线性系统，磁浮力正比于电流强度的平方，还与磁场气隙有关，并且还有一些不确定因素如磁滞等，所以要实现对磁悬浮系统的精确控制存在一定的困难。
磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。磁悬浮列车推进系统最关键的技术是把旋转电机展开成直线电机。它的基本构成和作用原理与普通的旋转电机类似，展开后，其传动方式也就由旋转运动变为直线运动。
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