Разработка вихретоковых замедлителей для транспортных комплексов «второго уровня» uST
- Авторы: Юницкий А.Э.1,2, Кузьмин И.А.2, Попко С.С.2, Лобазова И.Е.1
-
Учреждения:
- ООО «Астроинженерные технологии»
- ЗАО «Струнные технологии»
- Выпуск: Том 9, № 3 (2023)
- Страницы: 41-58
- Раздел: Оригинальные статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/transj/article/view/253276
- DOI: https://doi.org/10.17816/transsyst20239341-58
- ID: 253276
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование: В настоящее время перед человечеством остро встают вопросы поиска новых транспортно-инфраструктурных решений – более безопасных, более эффективных и экологически чистых. Одним из возможных путей решения данных задач является перемещение взаимодействующих и ограничивающих друг друга инфраструктурно-транспортных элементов в разные плоскости, в частности, перенос путевых структур и подвижного состава транспортных систем на «второй уровень». При возникновении нештатных ситуаций и при приближении юнимобиля (беспилотного рельсового электромобиля на стальных колесах) к зонам остановки, парковки и вхождении в крутые повороты на высоких скоростях, механическое торможение не всегда может гарантированно обеспечить безопасную остановку рельсового электромобиля в таких погодных условиях как ливень, обледенение пути, а также износ компонентов тормозной системы. Разработанные авторами вихретоковые замедлители (ВТЗ) позволяют решить данную проблему, минимизировав количество продуктов износа, поскольку тормозящая сила возникает за счет взаимодействия магнитных полей, при этом в такой тормозной системе отсутствует механический контакт.
Цель: Разработка энергонезависимого ВТЗ, конструкция которого обеспечивает стабильную работу без предъявления повышенных требований к точности позиционирования транспортного средства «второго уровня» uST.
Материалы и методы: В статье приводятся исследования образцов вихретоковых замедлителей с шинами из различного материала и компоновкой магнитов. Подтверждение экспериментальных данных проводилось с помощью компьютерной модели ANSYS Maxwell – метода конечных элементов.
Результаты: В статье представлены ВТЗ с оптимальным относительным расположением и ориентацией магнитов в сочетании с магнитопроводами, разработанные и рассчитанные методом математического моделирования, подтвержденного натурными испытаниями и экспериментами.
Разработанный ВТЗ (вариант №2) развивает требуемое усилие и, в отличие от ВТЗ (вариант №1) с классической компоновкой магнитной системы, способен работать при неточном позиционировании юнимобиля как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.
Заключение: Разработанные опытные образцы секций ВТЗ будут использованы в системах пассивной безопасности в качестве энергонезависимого замедлителя подвижного состава в городских, а также в транспортно-инфраструктурных комплексах uST применительно к любым природно-климатическим условиям нашей планеты.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Анатолий Эдуардович Юницкий
ООО «Астроинженерные технологии»; ЗАО «Струнные технологии»
Автор, ответственный за переписку.
Email: a@unitsky.com
ORCID iD: 0000-0003-1574-3539
председатель совета директоров и генеральный конструктор ЗАО «Струнные технологии» и ООО «Астроинженерные технологии»
Белоруссия, Минск; МинскИгорь Александрович Кузьмин
ЗАО «Струнные технологии»
Email: i.kuzmin@unitsky.com
ORCID iD: 0000-0002-7521-9184
ведущий инженер-конструктор
Белоруссия, МинскСергей Сергеевич Попко
ЗАО «Струнные технологии»
Email: s.popko@unitsky.com
ORCID iD: 0009-0007-1997-6838
инженер
Белоруссия, МинскИрина Евгеньевна Лобазова
ООО «Астроинженерные технологии»
Email: i.lobazova@aet.space
ORCID iD: 0000-0002-2796-3582
к.х.н; ведущий специалист по научным разработкам и исследованиям
Белоруссия, МинскСписок литературы
- Юницкий А.Э. Транспортные системы «второго уровня»: современное состояние и перспективы развития / А. Э. Юницкий, С. В. Артюшевский, Д. И. Бочкарев // Горная механика и машиностроение. – 2022. − № 4. – С. 39 – 56.
- Юницкий А.Э. Струнные транспортные системы: на Земле и в Космосе: / под.ред. А.Э. Юницкого. – Силагрос: ПНБ, 2019. [Unitsky AE. Strunnye transportnye sistemy: na Zemle i v Kosmose. Unitsky AE. editor. Silagros:PNB; 2019. 576 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 14.06.2023. Доступно по: https://unitsky.engineer/assets/files/shares/2019/2019_26ru.pdf
- Karakoc K, Park EJ, Suleman A. Improved braking torque generation capacity of an eddy current brake with time varying magnetic fields: a numerical study. FiniteElem.Anal.Des. 2012;(59):66-75. doi: 10.1016/j.finel.2012.05.005
- Sinha G, Prabhu SS. Analytical model for estimation of eddy current and power loss in conducting plate and its application. Phys.Rev.Spec.Top.:Accel.Beams. 2011;14(6):062401-1-10. doi: 10.1103/physrevstab.14.062401
- Karakoc K, Sauleman A, Park JE. Analytical modeling of eddy current brakes with the application of the time varying magnetic fields. Applied Mathematical Modelling. 2016;(40):1168-1179. doi: 10.1016/j.apm.2015.07.006
- Niu B, Wang D, Pan P. Multi-objective optimal design of permanent magnet eddy current retarder based on NSGA-II algorithm. Energy Reports. 2022;(8):1448-1456. doi: 10.1016/j.egyr.2021.11.165
- Eddy-current brakes of rail transport [Internet]. [cited 2021 August 9]. Available from: http://www.ipem.ru/files/files/tzd_web_versions/tzd_32_web_full.pdf
- Forrister, T. Eddy current braking systems as a way to get rid of friction in rail transport [Internet]. [cited 2021 August 16]. Available from: https://www.comsol.ru/blogs/how-eddy-current-braking-technology-is-freeing-us-from-friction/
- Озолин А.Ю. Торможение машин системами с постоянными магнитами: дис. канд. техн. наук. – СПб; 2009. – 19 с. [Ozolin AYu. Tormozhenie mashin sistemami s postoyannymi magnitami [dissertation]. St. Petersburg; 2009. 19 p. (In Russ.)].
- Simeu E, Georges D. Modeling and control of an eddy current brake Control Engineering Practice. 1996;4(1):19-26. doi.org:10.1016/0967-0661(95)00202-4
- Canova A, Vusini B. Analytical modeling of rotating eddy-current couplers, IEEE Transactions on Magnetics. 2005;41(1):24-35. doi.org: 10.1109/tmag.2004.839730
- Shin K.-H, Park H.-I, Cho H.-W, Choi J.-Y. Semi-three-dimensional analytical torque calculation and experimental testing of an eddy current brake with permanent magnets, IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2018;28(3):1-5. doi: 10/1109/tasc.2018.2795010
- Linear Magnetic Brakes [Internet]. [cited 2022 September 16]. Available from: https://www.h2wtech.com/page/linear-magnetic-brakes
- Lu X, Li Y, Wu M, et al. Rail temperature rise characteristics caused by linear eddy current brake of higt-speed train. J of Traffic and Transportation Eng. 2014;1(6):448-456. doi: 10.1016/s2095-7564(15)30295-6
- User’s guide – Maxwell 3D, 2005, Ansoft Corporation. [cited 2023 June 6]. Available from: http://ansoft-maxwell.narod.ru/en/CompleteMaxwell3D_V11.pdf
Дополнительные файлы
