Prototyping components for maglev eds

封面

如何引用文章

全文:

详细

Prototyping components for maglev eds

全文:

Анализ реализованных в мире систем левитационного транспорта и расчёты магнитных систем электромагнитных (ЭМП) и электродинамических (ЭДП) подвесов, проведённые в АО «НИИЭФА», привели к созданию концепции построения системы комбинированного подвеса с пониженным электропотреблением.

Основная задача текущего этапа заключается в построении прообраза элементов ЭМП, входящих в систему комбинированного подвеса, выбора оптимального сочетания функций различных подсистем, их инженерной и технологической проработки для максимального снижения производственных и эксплуатационных затрат. Цель работы – создание макетов в обоснование предварительных технических решений, а также исследование системы магнитной левитации и стабилизации с пониженным энергопотреблением.  В макетах  близки  к реальной величине левитационный зазор, быстродействие и точность измерения подсистемы диагностики и контроля, а также системы питания. Предполагается, что магнитная система ЭМП, входящего в комбинированный подвес, будет содержать нормально-проводящие электромагниты (ЭМ), постоянные магниты (ПМ) и сверхпроводниковые (в частности, ВТСП-2) магниты (СП).

Разработанная в АО «НИИЭФА» вычислительная технология обеспечила надёжное масштабирование параметров магнитных систем в требуемом на практике диапазоне, что позволило существенно уменьшить размеры макетов и, как следствие, радикально сократить затраты на материалы, изготовление и оснастку по сравнению с полномасштабными изделиями.

Основные задачи, решаемые в ходе работ на макетах:

  • Оптимизация прообраза левитационной системы с магнитным подвешиванием путём оптимального сочетания функций подсистем. Важность задачи подтверждается предварительным анализом, который показал сверхвысокое энергопотребление или неработоспособность, в принципе, ряда предложенных в литературе схем.
  • Минимизация энергетических затрат Pe, характеризуемых величиной мощности, (выраженной в Вт), которая затрачивается на обеспечение левитации груза (весом 1 Н). Проверка соответствия общей концепции и элементов системы  с магнитным подвешиванием требованиям энергосбережения и экологической безопасности.
  • Оптимизация технологий изготовления, как отдельных элементов системы магнитного подвешивания, так и системы в целом.
  • Проверка разработанных алгоритмов управления ЭМП.
  • Отладка макета подсистемы слежения и управления в статическом режиме и при изменении весовой нагрузки.
  • Отладка подсистемы диагностики и контроля системы левитации.

Основные исходные параметры:

  • левитационный зазор – 5 мм,
  • размер по осям ферромагнитных направляющих 500 мм,
  • размеры направляющих 25х50 мм,
  • собственный вес левитирующего модуля не более 100 кг,
  • суммарная нагрузка на систему левитации не менее 300 кг.

При разработке конструкции макетов ЭМП были выполнены расчеты напряженно-деформированного состояния несущей рамы левитирующего модуля и путевой структуры для различных условий работы и положений полезного груза (комплекс программ ANSYS). Разработана 3-х мерная конечно-элементная модель рамы макета. Выполнен анализ механических напряжений и деформаций, в частности, определены перемещения посадочных площадок несущей рамы для элементов магнитной системы.

На разработанных и изготовленных АО «НИИЭФА» натурных макетах различного масштаба:

  • отработаны конструкторские решения и верифицированы вычислительные модели.
  • проверены алгоритмы управления током питания ЭМ;
  • отлажен макет подсистемы слежения и управления ЭМ в статическом режиме и при изменении весовой нагрузки на подвес;
  • проведен анализ изменения силы притяжение блока ПМ к ферромагнитной направляющей в зависимости от зазора между ними;
  • исследована левитация элементов магнитной системы, содержащей одновременно управляемые ЭМ и ПМ.

Планируется:

  • изучение устойчивости системы магнитного подвешивания макета при движении с малыми скоростями;
  • оценка параметров системы стабилизации;
  • исследование левитации макетов ЭМ и СП магнитов (ВТСП 2), а также совместной левитации ЭМ, ПМ и СП магнитов.
×

作者简介

V. Amoskov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

编辑信件的主要联系方式.
Email: avm@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

D. Arslanova

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: arslanova@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

A. Bazarov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: bazarov@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

V. Belyakov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”; Saint Petersburg State University

Email: belyakov@niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

E. Bystrenina

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: bystrenina@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

V. Vasiliev

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: vasilievvn@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

A. Kavin

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: kavina@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

M. Kaparkova

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: sytch@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

V. Korotkov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: korotkov@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

V. Kuzmenkov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: kuzmenkov@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

V. Kukhtin

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: kukhtin@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

A. Labusov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: Labusov@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

E. Lamzin

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: elamzin@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

A. Lantzetov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: lancetov@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

V. Lantzetov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: firsov@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

M. Larionov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: larionov@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

M. Manzuk

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: manzuk@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

A. Mizintzev

NIIEFA-ENERGO Ltd

Email: info@nfenergo.ru
俄罗斯联邦

V. Mikhailov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: mikhailov_valery@list.ru
俄罗斯联邦

A. Nezhentzev

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: nezhentsev@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

I. Rodin

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: rodin@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

S. Sytchevsky

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”; Saint Petersburg State University

Email: sytch@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

A. Firsov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: firsov@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

M. Khokhlov

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: hohlov@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

N. Shatil

Joint Stock Company “D. V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: shatiln@sintez.niiefa.spb.su
俄罗斯联邦

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Amoskov V.M., Arslanova D.N., Bazarov A.M., Belyakov V.A., Bystrenina E.V., Vasiliev V.N., Kavin A.A., Kaparkova M.V., Korotkov V.A., Kuzmenkov V.D., Kukhtin V.P., Labusov A.N., Lamzin E.A., Lantzetov A.A., Lantzetov V.A., Larionov M.S., Manzuk M.V., Mizintzev A.V., Mikhailov V.M., Nezhentzev A.N., Rodin I.Y., Sytchevsky S.E., Firsov A.A., Khokhlov M.V., Shatil N.A., 2016

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。