Анотації 

Лисенко Л.І. Дослідження меж використання лінійного синхронного двигуна для розвантаження системи підвісу магнітолевітного транспорту. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 — електричні машини і апарати. — Харківський державний політехнічний університет, Харків, 1999.

   Дисертація присвячена синтезу тягово-левітної системи (ТЛС) екіпажа високошвидкісного наземного транспорту на магнітному підвісі на основі довгостаторного комбінованого лінійного синхронного двигуна (КЛСД) з плоскими вертикально орієнтованими статорними котушками і плоским надпровідниковим індуктором (НПІ). Особливістю обраного компонування ТЛС є вертикальний зсув подовжніх осей симетрії НПІ відносно подовжніх осей симетрії статорних котушок. Проведено оцінку ефективності виконання КЛСД функцій тяги і підйому за допомогою запропонованої методики, що базується на методології зворотних задач і використовує генетичний алгоритм та метод деформованого багатогранника. Встановлено, що компонування ТЛС на базі КЛСД для тяги і підйому є доцільним, оскільки двигун спроможний на третину розвантажити вузол електродинамічного підвісу без помітного росту повної потужності, споживаної їм із мережі. Це дозволяє досягти значної економії матеріальних ресурсів на виготовлення статорної частини системи підвісу. Результати роботи використано та впроваджено в Харківському державному політехнічному університеті та ПФ “Адаптивні системи” (м. Харків).
   Ключові слова: комбінований лінійний синхронний двигун, надпровідниковий магніт, магнітолевітний транспорт, оптимізація, генетичний алгоритм.

Лысенко Л.И. Исследование пределов использования линейного синхронного двигателя для разгрузки системы подвеса магнитолевитирующего транспорта. — Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.01 — электрические машины и аппараты. — Харьковский государственный политехнический университет, Харьков, 1999.

   Диссертация посвящена синтезу тягово-левитационной системы (ТЛС) высокоскоростного наземного транспорта (ВСНТ) на магнитном подвесе, скомпонованной на базе длинностаторного линейного синхронного двигателя (ЛСД) с плоскими вертикально ориентированными статорными катушками и плоским сверхпроводящим индуктором.
   Целью работы является снижение материалоемкости ТЛС за счет использования комбинированного ЛСД (КЛСД), развивающего, помимо тягового, и нормальное усилие, подвешивающее экипаж. Особенностью предлагаемой компоновочной схемы ТЛС является то, что продольные оси симметрии бортовых сверхпроводящих магнитов (СПМ) смещены в вертикальном направлении относительно продольных осей симметрии статорных катушек.
   Для оценки реализуемости рассматриваемой компоновки ТЛС предложена методика, базирующаяся на сравнении нижних границ достижимого множества критериев задачи оптимизации КЛСД и традиционного ЛСД. Для численного экспериментирования с моделью двигателя разработан программно-алгоритмический комплекс, который использует генетический алгоритм и метод деформируемого многогранника. Эффективность и достоверность работы комплекса подтверждена решением тестовых многопараметрических задач векторной оптимизации.
   В результате сканирования нижней границы достижимого множества критериев, выполненного путем последовательного решения обратных задач с постепенно ужесточающимися требованиями к величине развиваемых двигателем усилий, определена область реализуемости тягово-левитационных усилий. Установлено, что не повышая удельный объемный расход алюминия статорных катушек и не меняя конструкцию и ресурсы двигателя можно без ущерба для эффективности преобразования энергии значительно расширить функциональные возможности ЛСД. Двигатель может развить подъемное усилие, компенсирующее до трети веса экипажа, при росте полной потребляемой мощности всего лишь на 8%.
   Полученные результаты указывают на невозможность компоновки ТЛС ВСНТ на базе только КЛСД рассматриваемой конструкции, без системы электродинамического подвеса (ЭДП).
   В работе выполнена оценка технико-экономической эффективности компоновки ТЛС на базе КЛСД и системы ЭДП путем сравнения этой компоновочной схемы с традиционной, представляющей собой комбинацию ЛСД традиционного исполнения с системой ЭДП. Предложена двухэтапная методика последовательного синтеза ТЛС, включающая первоочередную оптимизацию КЛСД и последующую оптимизацию системы ЭДП. В рамках этого подхода синтезирована ТЛС, в которой КЛСД работал в режиме 25%-ой разгрузки системы ЭДП с ортогональным расположением бортовых СПМ и путевых катушек. Показано, что синтез ТЛС на базе КЛСД для тяги и подвеса является целесообразным, поскольку это позволяет почти вдвое сэкономить материал путевых катушек системы подвеса.
   Предложен алгоритм перераспределения функции подвеса между подсистемами ТЛС на различных скоростях движения. В диапазоне малых скоростей экипаж опирается на колесную подвеску и КЛСД работает в тяговом режиме. В диапазоне средних скоростей КЛСД используется для частичной разгрузки сначала колесной, а потом электродинамической подвески. При достижении крейсерской скорости КЛСД опять переводят в тяговый режим, а подвес экипажа осуществляется системой ЭДП. Это обеспечивает снижение скоростного порога перехода экипажа с колесной подвески на бесконтактную электродинамическую и позволяет ослабить требования к точности изготовления, установки и сопряжения между собой бетонных секций направляющей эстакады.
   Выявлена тенденция изменения оптимальной формы бортового СПМ в зависимости от требований к развиваемым КЛСД усилиям и величины параметрических ограничений, связывающих длину и ширину магнита. Менее жестким требованиям соответствует оптимальная форма СПМ с отношением длины к ширине приблизительно как 2:1. При ужесточении требований к развиваемым тяговому и подъемному усилиям величина отношения уменьшается вплоть до 1,5:1. Определен диапазон равнозначности оптимальных размеров СПМ, которые обеспечивают высокую эффективность электромеханического преобразования энергии с точки зрения удовлетворения требований к энергетическим и силовым характеристикам КЛСД.
   Ключевые слова: комбинированный линейный синхронный двигатель, сверхпроводящий магнит, магнитолевитирующий транспорт, оптимизация, генетический алгоритм.

Lysenko L.I. Research into limits of linear synchronous motor feasibility to unload Maglev train suspension system. — Manuscript.

Thesis for a candidate’s degree by speciality 05.09.01 — electrical machines and devices. — Kharkiv State Polytechnical University, Kharkiv, 1999.

   The dissertation is devoted to synthesizing a Maglev train propulsion and suspension system (PSS) based on a long-stator combined linear synchronous motor (CLSM) with flat vertical stator coils and superconducting inductor. The distinction of the scheme is that the longitudinal axis of the inductor is vertically shifted with respect to that of the ground coils. The CLSM efficiency to generate propulsion and suspension forces is evaluated via proposed technique which is based on inverse problems methodology and employs genetic algorithm and deformed polyhedron method. The CLSM-based PSS is found effective as the motor unloads electrodynamic suspension (EDS) system up to one-third carriage weight as much without significant increase in VA consumption. It results in considerably economizing on EDS passive coils material. The research results have been utilized and implemented in Kharkiv State Polytechnical University and Adaptive Systems Firm (Kharkiv).
   Key words: combined linear synchronous motor, superconducting magnet, magnetically-levitated transport, optimization, genetic algorithm.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Дослідження меж використання лінійного синхронного двигуна для розвантаження системи підвісу магнітолевітного транспорту