Комбінована система синхронізованого керування рухом і підвісом магнітоплана
Loading...
Files
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро
Abstract
UKR: Основною метою цієї роботи є формування концептуальних підходів до побудови ефективної ін-тегрованої системи синхронізованого керування рухом та підвісом магнітолевітаційного транспортного за-собу – магнітоплана. Методика. У ході дослідження використано метод одночасного керування рухом і підвісом магнітолевітаційного транспортного засобу, взаємоузгоджене застосування обох способів левіта-ції – електромагнітного та електродинамічного – через індивідуальне керування енергопостачанням кожної шляхової котушки. Результати. Обґрунтовано концептуальні принципи керування тягово-левітаційною си-стемою в гібридному режимі її роботи. Розкрито взаємодію шляхової структури та транспортного засобу на електродинамічному підвісі з лінійним приводом, висвітлено особливості реалізації силової частини. Наукова новизна. Показано, що значного поліпшення магнітолевітаційної технології можна досягнути за-вдяки взаємоузгодженій комбінації електромагнітного й електродинамічного способів левітації та викорис-тання принципово іншої побудови маглев-траси – не із довгих секцій з трифазними силовими обмотками, а з дискретних коротких котушок, які одночасно є і тяговими котушками лінійного двигуна, і складовим елементом (навантаженням) сонячної шляхової енергоустановки (СШЕУ), розміщеної уздовж шляхопрово-ду. До складу СШЕУ входять фотоелектричний модуль (сонячна батарея), що перетворює сонячну енергію в електроенергію, накопичувач та інвертор. Така будова робить можливим незалежне, автономне живлення кожної шляхової котушки та автономне керування нею з перемиканням або в тяговий режим, або в режим левітації. Концепція керування полягає в тому, щоб кожна шляхова котушка могла брати участь як у ство-ренні статичного підвісу за рахунок взаємодії магнітного поля бортового надпровідного магніту та магніт-ного поля шляхових котушок під час подачі на них постійного струму певної величини, так і динамічного підвісу в процесі руху поїзда в результаті взаємодії магнітного поля бортового надпровідного магніту та магнітних полів, створюваних у шляхових котушках струмами, що надходять до них під час перетину магні-тних полів бортового надпровідного магніту. Практична значимість. Використання такої комбінованої системи керування рухом та підвісом магнітоплана призведе до якісного поліпшення маглев-технології, збі-льшення ефективності та надійності високошвидкісного наземного транспорту на основі електродинамічної левітації з використанням надпровідних магнітів.
ENG: The purpose of this work is the formation of conceptual approaches to the construction of an effective integrated system of simultaneous synchronized control of the movement and suspension of a maglev vehicle – a magnetoplane. Methodology. The paper uses a technique for simultaneous control of the movement and suspen-sion of a maglev vehicle with the mutually coordinated application of both levitation methods, electromagnetic and electrodynamic, through individual control of the energy supply of each track coil. Findings. The conceptual control principles of a traction-levitation system in a hybrid mode of its operation are substantiated. The interaction of a track structure with a vehicle on an electrodynamic suspension with a linear drive is disclosed and the features of the implementation of the power unit are highlighted. Originality. It is shown that a significant improvement in maglev technology can be achieved due to the mutually coordinated combination of electromagnetic and electrody-namic methods of magnetic levitation and the use of a fundamentally different architecture for constructing a MAGLEV track. It is constructed not from long sections with three-phase power windings, but from discrete ones, they are also linear engine traction coils, and a component (load) of a solar track power plant located along the over-pass. The power plant includes a photovoltaic module (solar battery) that converts solar energy into electricity, a storage device and an inverter. This construction makes possible independent supply of each travel coil and its autonomous control with the ability to switch to traction or levitation mode. The control concept is that each track coil can participate both in the creation of a static suspension due to the interaction of the magnetic field of the onboard superconducting magnet and the magnetic field of the track coils when a certain amount of direct current is applied to them, as well as the dynamic suspension provided during the train movement as a result of the interaction of the magnetic field of the onboard superconducting magnet and the magnetic fields created in the track coils by currents induced in them when the magnetic fields of the onboard superconducting magnet intersect. Practical value. The results are of practical value, as the use of such complex control system of the suspension and the magnetic plane movement will significantly improve the quality of MAGLEV technology, increase the efficien-cy and reliability of high-speed land transport based on electrodynamics levitation using superconducting magnets.
ENG: The purpose of this work is the formation of conceptual approaches to the construction of an effective integrated system of simultaneous synchronized control of the movement and suspension of a maglev vehicle – a magnetoplane. Methodology. The paper uses a technique for simultaneous control of the movement and suspen-sion of a maglev vehicle with the mutually coordinated application of both levitation methods, electromagnetic and electrodynamic, through individual control of the energy supply of each track coil. Findings. The conceptual control principles of a traction-levitation system in a hybrid mode of its operation are substantiated. The interaction of a track structure with a vehicle on an electrodynamic suspension with a linear drive is disclosed and the features of the implementation of the power unit are highlighted. Originality. It is shown that a significant improvement in maglev technology can be achieved due to the mutually coordinated combination of electromagnetic and electrody-namic methods of magnetic levitation and the use of a fundamentally different architecture for constructing a MAGLEV track. It is constructed not from long sections with three-phase power windings, but from discrete ones, they are also linear engine traction coils, and a component (load) of a solar track power plant located along the over-pass. The power plant includes a photovoltaic module (solar battery) that converts solar energy into electricity, a storage device and an inverter. This construction makes possible independent supply of each travel coil and its autonomous control with the ability to switch to traction or levitation mode. The control concept is that each track coil can participate both in the creation of a static suspension due to the interaction of the magnetic field of the onboard superconducting magnet and the magnetic field of the track coils when a certain amount of direct current is applied to them, as well as the dynamic suspension provided during the train movement as a result of the interaction of the magnetic field of the onboard superconducting magnet and the magnetic fields created in the track coils by currents induced in them when the magnetic fields of the onboard superconducting magnet intersect. Practical value. The results are of practical value, as the use of such complex control system of the suspension and the magnetic plane movement will significantly improve the quality of MAGLEV technology, increase the efficien-cy and reliability of high-speed land transport based on electrodynamics levitation using superconducting magnets.
Description
А. Муха: ORCID 0000-0002-5629-4058; С. В. Плаксін: ORCID 0000-0001-8302-0186; Д. Устименко: ORCID 0000-0003-2984-4381; Л. Погоріла: ORCID 0000-0002-3718-0733; Ю. Шкіль: ORCID 0000- 0002-8684-5906
Keywords
магнітолевітаційний транспортний засіб, електромагнітна левітація, електродинамічна левітація, тягово-левітаційна система, комбінована система керування рухом та підвісом, magnetic levitation vehicle, electromagnetic levitation, electrodynamic levitation, traction-levitation system, complex movement and suspension control system, КЕТЕМ
Citation
Муха А. М., Плаксін С. В., Погоріла Л. М., Устименко Д. В., Шкіль Ю. В. Комбінована система синхронізованого керування рухом і підвісом магнітоплана. Наука та прогрес транспорту. 2022. № 1 (97). С. 23–31. DOI: 10.15802/stp2022/265332.