非对称悬浮线圈

悬浮力增8.3%

经多目标优化的非对称线圈设计，相比对称初始系统，在提升悬浮力的同时显著减轻线圈质量，已通过有限元仿真验证。

Jin, Wang · 葛琼璇 · Lu, Zhao

Xinan Jiaotong Daxue Xuebao/Journal of Southwest Jiaotong University 2025

参数信息

悬浮力提升幅度

8.3 %

每公里悬浮线圈质量降低幅度

12.9 %

垂向位移0.02–0.04 m时悬浮力

270.2 kN

垂向位移0.02–0.04 m时阻力

5.4 kN

水平位移0.17–0.20 m时悬浮力

228.8 kN

水平位移0.17–0.20 m时阻力

4.6 kN

悬浮力波动

6 %

阻力波动

65 %

技术优势

悬浮力更大

优化后的非对称系统悬浮力比初始系统提高8.3%，在垂向位移0.02–0.04 m区间内，悬浮力从262.2 kN增至270.2 kN。

线圈更轻

每公里悬浮线圈质量比初始系统减少12.9%，有利于减轻系统自重和降低线路建设成本。

悬浮力波动小

在水平位移0.17–0.20 m范围内，悬浮力仅下降约6%，而阻力下降约65%，非对称设计使悬浮性能对偏移不敏感。

应用场景

• 磁悬浮交通：用更轻的悬浮线圈获得更高悬浮力，降低磁浮线路建设成本并提升承载能力。
• 超导磁体系统：为超导磁体配套的非对称线圈设计减轻系统重量，并改善力特性对位移的稳定性。
• 电磁悬浮装置：优化的线圈布局在各类悬浮装置中实现力与重量的多目标平衡，增强实用化可行性。
• 多目标优化设计：该设计流程融合灵敏度分析与NSGA-II，为同类电磁系统提供可复用的多目标优化范式。