Регистрация / Вход
Прислать материал

14.576.21.0040

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.576.21.0040
Тематическое направление
Транспортные и космические системы
Исполнитель проекта
Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "ПРИВОД-Н"
Название доклада
Исследование и разработка научно-технических решений в области создания тягово-левитационного модуля на базе линейного реактивного индукторного двигателя для высокоскоростного наземного транспорта с магнитным подвесом.
Докладчик
Киреев Александр Владимирович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью выполнения ПНИЭР является создание научно-технического задела в области разработки научно-технических решений и принципов проектирования тягово-левитационного модуля на базе линейного реактивного индукторного двигателя, обеспечивающего снижение расходов на создание высокоскоростной транспортной системы с магнитным подвесом.
Проект направлен на решение транспортных проблем путем разработки и внедрения технологии, использующей эффект магнитной левитации.
Актуальность и новизна исследования
В мировой практике высокоскоростной наземный транспорт до сих пор широко не используется из-за высоких затрат на строительство и недостаточно интенсивного пассажиропотока. Поэтому актуальным является поиск технических решений, позволяющих снизить затраты на создание транспортной системы с магнитным подвесом за счет ее упрощения.
Наиболее простой вариант тягово-левитационной системы может быть выполнен на основе линейного реактивного индукторного двигателя. В предлагаемой системе тяговые обмотки совмещают функции создания тяги, левитации и курсовой стабилизации и получают питание от одного преобразователя, что существенно упрощает систему и улучшает ее энергетические показатели.
Такая постановка задачи является новой в рассматриваемой области. Её решение связано с поиском такой конфигурации магнитной системы электрической машины и кинематической схемы ее установки на экипаже, которая позлила бы управлять пространственным положением экипажа относительно пути только по одному силовому каналу
Описание исследования

Объектом исследований является макет тягово-левитационного модуля, выполненный на базе линейного реактивного индукторного двигателя. Конструктивно макет выполнен из последовательно расположенных U-образных  ферромагнитных модулей с обмотками на зубцах и ферромагнитных элементов, установленных на путевой структуре. Между торцевыми поверхностями полюсов U-образных модулей  и ферромагнитными элементами путевой структуры располагается регулируемый рабочий воздушный зазор. Обмотки каждого силового элемента получают питание от силового преобразователя. Управление процессом стабилизации величины рабочего воздушного зазора осуществляется микропроцессорной системой управления. Специфика объекта исследований заключается в наличии только одного силового канала управления, который должен обеспечить управление пространственным положением транспортного средства в трех координатах. Это выдвигает на первый план задачу изучения свойств тягово-левитационного модуля как объекта управления и доказательства способности объекта выполнять задачи, для решения которых он предназначен. На первом этапе исследованы свойства макета тягово-левитационного модуля при одноточечной левитации. На втором этапе проведены исследования макета тягово-левитационного модуля в составе  полнофункциональной многоточечной тягово-левитационной системы. С методологической точки зрения такое разделение позволило более эффективно провести испытания, так как на втором этапе использована информация, полученная при испытании по упрощенной схеме одноточечного подвеса.

При создании стендового оборудования учитывалось, что воспроизведение условий функционирование тягово-левитационного модуля в полном объеме, включая высокоскоростное линейное перемещение, крайне затруднительно. Оценка тяговых свойств макета выполнена, основываясь на опытно-теоретическом методе испытаний, который предполагает проведение натурных испытаний объекта и его составных частей в сочетании с проведением расчетов на математической модели объекта.  При этом данные натурных испытаний используются в качестве исходных данных при моделировании процессов. Такой подход позволил сконцентрировать внимание на левитационных свойствах модуля при движении на низких скоростях, где особенно существенны возмущения, вызванные циклическим переключением фазных обмоток, а также существенно упростить стендовое оборудование. Полученная информация о протекании электромеханических процессов в системе легла в основу методики проектирования тягово-левитационной системы.

Результаты исследования

Изготовлен  макет тягово-левитационного модуля, разработана программа и методика исследовательских испытаний, проведены исследовательские испытания макета тягово-левитационного модуля. Изготовлен стенд для исследо­вания процессов в тягово-левитационной  системе, разработана программа и методика экспериментальных исследований процессов в комбинированной системе тяги и подвеса на базе линейного реактивного индукторного двигателя. Проведены экспериментальные ис­следования процессов системе тяги и подвеса.

Выполнена оценка  адекватности технических решений магнитной системы тяги и подвеса, проведено сравнение электромеханических процессов с результатами теоретических исследований. Продемонстрирована работоспособность полнофункциональной комбинированной системе тяги и подвеса.

Получены эмпирические данные, содержащие информацию об электромеханических процессах, протекающих в системе. Установлено, что тягово-левитационный модуль обеспечивает показатель левитационного качества на уровне мировых образцов.

Разработана методика проектирования комбинированных систем тяги, подвеса и курсовой стабилизации для высокоскоростного наземного транспортного средства с магнитным подвесом, выполненного на основе линейного реактивного индукторного двигателя. Подготовлен проект технического задания на проведение ОКР по разработке комбинированной системы тяги, магнитного подвеса и курсовой стабилизации для транспортных средств на магнитном подвесе. Разработаны предложения и рекомендации по использованию полученных результатов в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.

Практическая значимость исследования
Полученные результаты позволят разработчикам ознакомиться с принципами проек-тирования тягово-левитационных систем, подготовить техническое задание на проведение опытно конструкторской работы по созданию макетного образца транспортной системы, проводить численные расчеты параметров и характеристик системы, проводить испытания элементов новой транспортной системы.