于青松 袁茂林 李小庆 王子超 刘 帅 王剑博

（1、中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130024 2、湖南长沙凌翔磁浮科技有限责任公司，湖南 长沙 410000）

磁悬浮列车是通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行的现代高科技轨道交通工具。

磁悬浮列车在平直道运行时，电磁铁与轨道正对，两侧电磁铁对称，产生的导向力大小相等、方向相反，导向力合力约等于零。当过平面曲线时，电磁铁与轨道会发生侧向偏移，电磁铁产生足够导向力，保证列车能正常跟踪轨道运行。

本文对中低速磁悬浮列车典型的HSST电磁吸力型悬浮方式（EMS）进行了平直轨道、曲线轨的悬浮力和导向力计算和仿真分析。

1 电磁力的计算

如图1为磁浮系统中电磁铁和轨道的结构形式。假设磁感应强度B延磁极表面是均匀分布的，则电磁力的基本公式为：

图1 电磁铁和轨道的结构

F-电磁力（J/cm）；

S-磁极面总面积（cm2）；

u0-空气磁导率（1.25×10-8H/cm）。

磁感应强度计算为

ds-极板与F轨悬浮气隙。

将公式（2）带入公式（1）得到U型电磁铁吸力计算公式

上面公式（1）就是通常称的麦克斯韦公式，如果B的单位为高斯，F的单位为公斤，则上式可改写为更为实用的公式：

由以上计算公式可知，电磁力与磁感应强度和磁极面面积成正比，但需要注意的是需避免铁芯材料的磁通密度达到饱和状态。

2 电磁铁参数

单个电磁铁的基本参数如表1所示。

表1 电磁铁主要参数

3 仿真计算

按照设计要求，三转向架磁浮列车的总重量为22t，需要的额定悬浮力约220kN，由三个转向架共同承担。……