Оn the issue of the development of permanent magnet suspension systems for transport systems

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim: to develop recommendations for the development of optimal design schemes of permanent magnet systems designed to create a suspension force.

Methods: we described the electromagnetic interaction in the system using classical field theory, the principle of superposition was used, the forces were calculated using the method of mirror images and Chebyshev quadrature formulas.

Results: an increase of the number of rows of magnets with alternating polarity leads to an increase in the resulting strength of the demagnetizing field and there is the opposite effect in the case without alternating polarities. The suspension force reaches its maximum at a certain distance between the rows of permanent magnets. The side force reaches a maximum at a certain amount of transverse displacement in the horizontal suspension system. The control of the loading capacity of the suspension by changing the size of the cross sections of permanent magnets is accompanied by an increase their mass of the magnetic material. The presence of a ferromagnetic buss significantly improves the characteristics of the suspension and has a beneficial effect on the stability of the suspension.

Conclusion: it is advisable to use multi-row structures on the track and on the vehicle with a certain step of installing magnetic rows with alternating polarity and the distance between the rows affects the magnitude of electromagnetic forces. The choice of the cross-sectional dimensions of permanent magnets should be carried out taking into account the specific requirements for the suspension system, taking into account the reversibility of the remagnetization process.

About the authors

Konstantin K. Kim

Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University

Author for correspondence.
Email: kimkk@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-7282-4429
SPIN-code: 3278-4938

Doctor of Technical Sciences, Professor

Russian Federation, St. Petersburg

Irina M. Karpova

Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University

Email: legiero@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1197-0753
SPIN-code: 7820-7708

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Ким К.К. Системы электродвижения с использованием магнитного подвеса и сверхпроводимости. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. – 360 с. [Kim KK. Sistemy elektrodvizheniya s ispol'zovaniem magnitnogo podvesa i sverhprovodimosti. Moscow: GOU “Uchebno-metodicheskij centr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte”; 2007. 360 p. (In Russ.)].
  2. Магнитолевитационный транспорт: научные проблемы и технические решения / под ред. Ю.Ф. Антонова, А.А. Зайцева. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2015. – 612 с. [Zaitsev AA, Antonov YuF, editors. Magnitolevitacionnyj transport: nauchnye problemi i tekhnicheskie resheniya. Moscow: FIZMATLIT; 2015.612 р. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 02.02.2019.Доступно по: https://b-ok.org/book/2910926/a2ce27
  3. Bins KJ, Lawrenson P. Analysis and computation of electric and magnetic problems. Oxford: Pergamon Press; 1963. 376 p.
  4. Демирчян К.С., Чечурин В.Л. Машинные расчеты электромагнитных полей. – М.: ВШ, 1986. – 240 с. [Demirchyan KS, Chechurin VL. Mashinnye raschety elektromagnitnyh polej. Moscow: VSh; 1986. 240 p. (In Russ.)].
  5. Flankl M, Wellerdieck T, Tüysüz A, Kolar JW. Scaling laws for electrodynamic suspension in high-speed transportation. IET Electric Power Applications. 2017;12(3):357-364. doi: 10.1049/iet-epa.2017.0480
  6. Chin JC, Gray JS, Jones SM, Berton JJ. Open-Source Conceptual Sizing Models for the Hyperloop Passenger Pod. 56th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference. 5–9 January 2015. Kissimmee, Florida. doi: 10.2514/6.2015-1587
  7. Janzen R. Trans Pod Ultra-High-Speed Tube Transportation: Dynamics of Vehicles and Infrastructure. Procedia Engineering.2017;199:8-17. doi: 10.1016/j.proeng.2017.09.142
  8. Beach AE. The Pneumatic Tunnel Under Broadway, NY. Scientific American. 1870;22(10):154-156. doi: 10.1038/scientificamerican03051870-154
  9. Oettershagen P. Perpetual flight with a small solar-powered UAV: Flight results, performance analysis and model validation. 2016. IEEE Aerospace Conference, Big Sky, MT, 2016. doi: 10.1109/AERO.2016.7500855
  10. Evstaf’ev AM, Nikitin VV, Telichenko SA. Energy Converters for Hybrid Traction Power Systems Used in Electric Transport. Russ. Electr. Engin. 2020;91:77-81. doi: 10.3103/S1068371220020042
  11. Nikitin VV, Sychugov AN, Rolle IA, et al. Calculations of the Parameters and Simulation of the Operation of Nonlinear Surge Arresters for AC Rolling Stock. Russ. Electr. Engin. 2020;91:87-92. doi: 10.3103/S1068371220020078
  12. Valinsky OS, Evstaf’ev AM, Nikitin VV. The Effectiveness of Energy Exchange Processes in Traction Electric Drives with Onboard Capacitive Energy Storages. Russ. Electr. Engin.2018;89:566-570. doi: 10.3103/S1068371218100103
  13. Nikitin VV, Marikin AN, Tret’yakov AV. Generator cars with hybrid power plants. Russ. Electr. Engin. 2016;87:260-265. doi: 10.3103/S1068371216050138
  14. Baiko AV, Nikitin VV, Sereda EG. Autonomous power systems with synchronous generators and hydrogen energy sources. Russ. Electr. Engin.2015;86:479-484. doi: 10.3103/S1068371215080027

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1

Download (24KB)
3. Fig. 2

Download (13KB)
4. Fig. 3

Download (24KB)
5. Fig. 4

Download (27KB)
6. Fig. 5

Download (28KB)
7. Fig. 6

Download (29KB)
8. Fig. 7

Download (28KB)
9. Fig. 8

Download (38KB)

Copyright (c) 2022 Kim K.K., Karpova I.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

link to the archive of the previous title

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».