Гибридный и традиционный электромагниты для целей магнитного подвешивания: сопоставительный анализ
- Авторы: Амосков В.М.1, Арсланова Д.Н.1, Белов А.А.1, Белов А.В.1, Васильев В.Н.1, Деомидов В.В.1, Капаркова М.В.1, Кухтин В.П.1, Ламзин Е.А.1, Ларионов М.С.1, Морозов И.А.2, Неженцев А.Н.1, Овсянников Д.А.3, Овсянников Мл. Д.А.4,1, Родин И.Ю.1, Смирнов С.А.5, Смирнова О.Ю.5, Сычевский С.Е.3,1, Шатиль Н.А.1, Фирсов А.А.1, Фирсова Т.А.1
-
Учреждения:
- АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
- НАО НПЦ «ТИТ»
- Санкт-Петербургский государственный университет
- Санкт-Петербургский Государственный Университет промышленных технологий и дизайна
- Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
- Выпуск: Том 8, № 2 (2022)
- Страницы: 43-54
- Раздел: Оригинальные статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/transj/article/view/109062
- DOI: https://doi.org/10.17816/transsyst20228243-54
- ID: 109062
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель: сравнение гибридных электромагнитов (ГЭМ) и традиционных электромагнитов (ЭМ) левитационного подвеса.
Методы: Сопоставление проводится на базе вычислительного эксперимента для варианта ГЭМ, достоверность численной модели которого подтверждается верификацией с использованием адекватной натурной (физической) модели.
Результаты: Конструкция гибридных электромагнитов (ГЭМ) совмещает в качестве источников поля в единой магнитной цепи токовые катушки и постоянные магниты. Сравнение продемонстрировало семикратное снижение энергопотребление для ГЭМ по сравнению с ЭМ, причём вес гибридного магнита в два раза меньше.
Заключение: Подтверждена правильность выбранной концепции построения магнитной системы предложенного варианта магнитолевитационного подвеса.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Виктор Михайлович Амосков
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: amoskov-sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9781-9116
SPIN-код: 2436-3828
Scopus Author ID: 6701846033
к.ф-м.н.
Россия, Санкт-ПетербургДарья Николаевна Арсланова
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: arslanova-sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3791-723X
SPIN-код: 3234-8141
Scopus Author ID: 55314279800
магистр
Россия, Санкт-ПетербургАндрей Александрович Белов
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: andrewthewhite@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7040-6741
SPIN-код: 6291-0480
магистр
Россия, Санкт-ПетербургАлександр Вячеславович Белов
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: belov-sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9486-3437
SPIN-код: 3748-2363
Scopus Author ID: 7202831959
магистр
Россия, Санкт-ПетербургВячеслав Николаевич Васильев
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: vvnm@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1218-6274
SPIN-код: 5444-8639
Scopus Author ID: 7005989574
MSc
Россия, Санкт-ПетербургВалерий Викторович Деомидов
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: deomidov@icloud.com
ORCID iD: 0000-0003-2795-8342
SPIN-код: 5931-9704
магистр
Россия, Санкт-ПетербургМарина Викторовна Капаркова
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: kaparkova-sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3489-5581
SPIN-код: 6881-2266
Scopus Author ID: 12445243900
MSc
Россия, Санкт-ПетербургВладимир Петрович Кухтин
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: kukhtin-sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6925-6141
SPIN-код: 1628-3135
Scopus Author ID: 35353250700
к.ф-м.н.
Россия, Санкт-ПетербургЕвгений Анатольевич Ламзин
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: lamzin-sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6072-5711
SPIN-код: 8287-7879
Scopus Author ID: 12756829300
д.ф-м.н.
Россия, Санкт-ПетербургМихаил Сергеевич Ларионов
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: larionov-sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8570-7210
SPIN-код: 1631-3598
Scopus Author ID: 36443801800
MSc
Россия, Санкт-ПетербургИгорь Александрович Морозов
НАО НПЦ «ТИТ»
Email: morozov083@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7451-730X
SPIN-код: 4815-5843
магистр
Россия, Санкт-ПетербургАндрей Николаевич Неженцев
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: nezhentzev-sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8724-7211
SPIN-код: 7319-8924
Scopus Author ID: 57201374326
MSc
Россия, Санкт-ПетербургДмитрий Александрович Овсянников
Санкт-Петербургский государственный университет
Email: d.a.ovsyannikov@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0002-0829-2023
SPIN-код: 7762-9740
д.ф-м.н., профессор
Россия, Санкт-ПетербургДмитрий Александрович Овсянников Мл.
Санкт-Петербургский Государственный Университет промышленных технологий и дизайна; АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Автор, ответственный за переписку.
Email: d-ovs@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4191-8494
SPIN-код: 5657-4707
магистр
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургИгорь Юрьевич Родин
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: rodin@sintez.niiefa.spb.su
SPIN-код: 4935-6473
Scopus Author ID: 7005063976
к.т.н.
Россия, Санкт-ПетербургСергей Александрович Смирнов
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
Email: noc-pgups@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2096-6967
SPIN-код: 3042-2910
в.н.с.
Россия, Санкт-ПетербургОльга Юрьевна Смирнова
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
Email: noc-pgups@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2239-4384
SPIN-код: 9083-2984
с.н.с.
Россия, Санкт-ПетербургСергей Евгеньевич Сычевский
Санкт-Петербургский государственный университет; АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: sytch-sie@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1527-4015
SPIN-код: 3073-0334
Scopus Author ID: 6602159085
д.ф-м.н.
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургНиколай Александрович Шатиль
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: shatiln@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8529-130X
SPIN-код: 2818-0206
Scopus Author ID: 6507475131
к.т.н.
Россия, Санкт-ПетербургАлексей Анатольевич Фирсов
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: firsov-sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7846-8717
SPIN-код: 7943-4297
Scopus Author ID: 56069602000
MSc
Россия, Санкт-ПетербургТатьяна Александровна Фирсова
АО «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова»
Email: firsova@sintez.niiefa.spb.su
ORCID iD: 0000-0002-9229-9622
SPIN-код: 2858-7562
Россия, Санкт-Петербург
Список литературы
- Журавлев Ю.Н. Активные магнитные подшипники. Теория, расчет, применение. – СПб: Политехника, 2003. – 206 с. [Zhuravljov JuN. Aktivnye magnitnye podshipniki. Teoriya, raschyot, primenenie. SPb: Politehnika, 2003. 206 s. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 27.10.2021. Доступно по: https://www.studmed.ru/zhuravlev-yun-aktivnye-magnitnye-podshipniki-teoriya-raschet-primenenie-2003_ae0c7437419.html
- Amoskov VM, Arslanova DN, Bazarov AM, et al. Modeling EMS maglev systems to develop control algorithms. Cybernetics and physics. 2018;7(1):11-17. doi: 10.35470/2226-4116-2018-7-1-11-17
- Tzeng YK, Wang TC. Optimal design of the electromagnetic levitation with permanent and electro magnets. IEEE Transaction on Magnetics. 1994;30(6):4731-733. doi: 10.1109/20.334204
- Onuki T, Toda Y. Optimal Design of Hybrid Magnet in Maglev System with Both Permanent and Electro Magnets. IEEE Transaction on Magnetics. 1993;29(2):1783-1786. doi: 10.1109/20.250751
- Kim K, Han H, Kim C, Yang S. Dynamic Analysis of a Maglev Conveyor Using an EM-PM Hybrid Magnet. Journal of Electrical Engineering and Technology. 2013;8(6):1571-1578. doi: 10.5370/JEET.2013.8.6.1571
- Kim C-H, Cho H-W, Lee J-M, et al. Zero-power control of magnetic levitation vehicles with permanent magnets. ICCAS 2010: Proceedings of the International Conference on Control, Automation and Systems; 2010 Oct 27-30; Gyeonggi-do, Korea (South). 2010. p. 732-735. doi: 10.1109/ICCAS.2010.5670118
- Safaei F, Suratgar AA, Afshar A, et al. Characteristics Optimization of the Maglev Train Hybrid Suspension System Using Genetic Algorithm. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2015;30(3):1163-1170. doi: 10.1109/tec.2014.2388155
- Erkan K, Okur B, Koseki T, et al. Experimental evaluation of zero-power levitation control by transfer function approach for a 4-pole hybrid electromagnet. In: Proceeding of the 2011 IEEE International Conference on Mechatronics; 2011 April 13-15; Istanbul, Turkey. 2011. p. 23-28, doi: 10.1109/ICMECH.2011.5971299
- Morishita M, Azukizawa T, Kanda S, et al. A new MAGLEV system for magnetically levitated carrier system. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1989;38(4):230-236. doi: 10.1109/25.45486
- Wang TC, Tzeng YK. A new electromagnetic levitation system for rapid transit and high speed transportation. IEEE Transactions on Magnetics. 1994;30(6):4734-4736. doi: 10.1109/20.334205
- Патент РФ на изобретение № RU2739939/ 30.12.2020. Бюл. № 1. Амосков В.М., Арсланова Д.Н., Белов А.В., Васильев В.Н., Кухтин В.П., Капаркова М.В., Ламзин Е.А., Ларионов М.С., Неженцев А.Н., Родин И.Ю., Сычевский С.Е., Фирсов А.А., Шатиль Н.А. «Гибридный электромагнит для системы маглев». [Pat. RUS № RU2739939/ 30.12.2020. Byul. № 1. Amoskov V.M., Arslanova D.N., Belov A.V., et al. “Gibridnyj jelektromagnit dlya sistemy maglev”. (In Russ.)]. Доступно по: https://patenton.ru/patent/RU2739939C1 Ссылка активна на: 27.10.2021.
- Патент РФ на изобретение № RU2743753/ 25.02.2021. Бюл. № 6. Амосков В.М., Арсланова Д.Н., Белов А.В., Васильев В.Н., Кухтин В.П., Капаркова М.В., Ламзин Е.А., Ларионов М.С., Неженцев А.Н., Родин И.Ю., Сычевский С.Е., Фирсов А.А., Шатиль Н.А. «Гибридный магнит без полей рассеяния для системы маглев». [Pat. RUS № RU2743753/ 25.02.2021. Byul. № 6. Amoskov V.M., Arslanova D.N., Belov A.V., et al. “Gibridnyj magnit bez poley rassejaniya dlya sistemy maglev”. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 27.10.2021. Доступно по: https://patenton.ru/patent/RU2743753C1
- Amoskov VM, Belov AV, Belyakov VA, et al. Computation technology based on KOMPOT and KLONDIKE codes for magnetostatic simulations in tokamaks. Plasma Devices and Operations. 2008;16(2):89-103. doi: 10.1080/10519990802018023
- Акулицкий С.Г., Амосков В.М., Арсланова Д.Н. и др. Результаты стендовых испытаний прототипа полномасштабного гибридного электромагнита для систем маглев // Инновационные транспортные системы и технологии. – 2021. – Т. 7. – № 4. – С. 14–32. [Akulitzky SG, Amoskov VM, Arslanova DN, et al. Bench testing of hybrid EMS prototype. Modern Transportation Systems and Technologies. 2021;7(4):14-32. (In Russ.)]. doi: 10.17816/transsyst20217400-00
- Амосков В.М., Арсланова Д.Н., Белов А.В. и др. Натурные испытания и верификация математической модели гибридного электромагнита подвеса для больших величин левитационных зазоров // Инновационные транспортные системы и технологии. – 2022. – Т. 8. – № 1. – С. 28–37. [Amoskov VM, Arslanova DN, Belov AV, et al. Verification of numerical model of hybrid ems using test bench measurements at large air gap. Modern Transportation Systems and Technologies. 2022;8(1):28-37. (In Russ.)]. doi: 10.17816/transsyst20228128-37
Дополнительные файлы
