Устройство электромагнитной подвески и тяги экипажа транспортного средства

 

Устройство электромагнитной подвески и тяги экипажа транспортного средства, содержащее расположенные на путевом полотне ферромагнитные перпендикулярные направлению движения транспортного средства бруски и закрепленные на экипаже транспортного средства два индуктора линейного синхронного индукторного двигателя, соединенные ярмом, несущим его обмотки возбуждения и снабженным индуктором линейного асинхронного двигателя, расположенным между индукторами линейного синхронного индукторного двигателя, отличающееся тем, что, с целью увеличения тягового и подъемного усилий, путевое полотно в зоне индуктора линейного асинхронного двигателя снабжено сплошной ферромагнитной полосой, а обмотка линейного асинхронного двигателя выполнена с полюсным делением, большим полюсного деления обмотки индуктора линейного синхронного индукторного двигателя на 5-20%.

Изобретение относится к области высокоскоростного наземного транспорта /ВЕНТ/, а именно к устройству электромагнитной подвески и тяги экипажа транспортного средства. Известно устройство электромагнитной подвески и тяги экипажа транспортного средства, содержащее расположенные на путевом полотне ферромагнитные перпендикулярные направлению движения транспортного средства бруски и закрепленные на экипаже транспортного средства два индуктора линейного синхронного индукторного двигателя, соединенные ярмом, несущим его обмотки возбуждения и снабженным индуктором линейного асинхронного двигателя, расположенным между индукторами линейного синхронного индукторного двигателя. Основным недостатком этой системы является необходимость использования источника трехфазного напряжения с плавной регулировкой частоты с целью получения достаточного тягового усилия в момент пуска. Целью настоящего изобретения является увеличение тягового и подъемного усилий при пуске экипажа. Эта цель достигается тем, что в устройстве электромагнитной подвески и тяги экипажа транспортного средства, содержащем расположенные на путевом полотне ферромагнитные перпендикулярные направлению движения транспортного средства бруски и закрепленные на экипаже транспортного средства два индуктора линейного синхронного индукторного двигателя, соединенные ярмом, несущим обмотки возбуждения и снабженным индуктором линейного асинхронного двигателя, расположенным между индукторами линейного синхронного индукторного двигателя, путевое полотно в зоне индуктора линейного асинхронного двигателя снабжено сплошной ферромагнитной полосой, а обмотка линейного асинхронного двигателя выполнена с полюсным делением большим, чем полюсное деление обмотки индуктора линейного синхронного индукторного двигателя на 5-20% Существо изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлено устройство подвески и тяги в поперечном сечении; на фиг.2 то же, вид сверху. Путевое полотно состоит из оплошной ферромагнитной полосы 1, снабженной ферромагнитными перпендикулярными направлению движения транспортного средства брусками 2. Под сплошной полосой 1 и выступающими частями брусков 2 на экипаже располагаются шихтованные сердечники 3 индукторов линейного синхронного индуктивного двигателя /ЛСИДа/ с якорной обмоткой 4 Сердечники 3 соединены ярмом 5, несущим обмотки возбуждения 6 и имеющим шихтованный выступ 7, в пазах которого располагается трехфазная обмотка 8 индуктора линейного асинхронного двигателя ЛАДа. На поверхности сплошной полосы 1 путевого полотна может быть расположена немагнитная реактивная шина 9 с высокой удельной электропроводностью материала. Система работает следующим образом. Тяговое усилие создается ЛСИДом на ширине зубцовой части и Ладом на ширине сплошной части путевого полотна. При питании от источника трехфазного переменного напряжения якорной обмотки 4 в рабочем зазоре ЛСИДа создается бегущее магнитное поле, поток которого Φ_w замыкается в плоскости, перпендикулярной направлению движения. Подобно тому, как и во вращающемся синхронном реактивном двигателе, бруски 2 путевого полотна стремятся занять по отношению к бегущему магнитному полю положение, при котором сопротивление магнитному потоку и энергия магнитного поля минимальны. Обмотка возбуждения 6 создает в рабочем зазоре ЛСИДа периодически распределенный по длине машины однополярный постоянный магнитный поток Φ₁. В результате взаимодействия потока возбуждения по ширине зубцовой зоны с бегущей волной тока якорной обмотки 4 создается вторая составляющая тягового усилия ЛСИДа. Трехфазная обмотка 8 индуктора ЛАДа создает в рабочем зазоре бегущее магнитное поле, поток которого Φ₂ замыкается через спинку индуктора ЛАДа и сплошную полосу 1 путевого полотна. Бегущее магнитное поле индуктора наводит в реактивной шине 9 и сплошной полосе 1 путевого полотна вихревые токи, взаимодействие которых с полем, их вызвавшим, создает электродинамическое усилие, одна составляющая которого является тяговым усилием. В режиме синхронного хода ЛСИДа асинхронный двигатель работает со скольжением S, определяем соотношение полюсных делений якорных обмоток ЛСИДа (τ_c) и ЛАДа (τ_c) Подъемное электромагнитное усилие, вызванное якорной обмоткой 4 и обмоткой возбуждения 6 ЛСИДа, определяется стремлением индуктора занять положение, при котором магнитное сопротивление потоком Φ_w и Φ₁ замыкающимся через шихтованные зубцы путевого полотна, и энергия магнитного поля минимальны, т. е. стремлением уменьшить воздушный зазор между индуктором и путевым полотном. Подъемное усилие, создаваемое ЛАДом, имеет две составляющие. Электромагнитная составляющая, как и ЛСИДе, вызвана стремлением индуктора ЛАДа занять положение, при котором магнитное сопротивление потоку Φ₂ и энергия магнитного поля ЛАДа минимальны, т.е. стремлением уменьшить немагнитный зазор между индуктором и путевым полотном. Электродинамическая составляющая является усилием отталкивания между индуктором и путевым полотном вызвана взаимодействием вихревых токов путевого полотна с магнитным полем, их вызвавшим. Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в исключении жестких требований по плавности регулировки частоты от нулевого значения, в создания элементом ЛАДа при полуторократной перегрузке его по току пускового тягового усилия, равного половине номинального значения, развиваемого элементами ЛСИДа при одинаковой ширине сердечника ЛСИДа и полюсного выступа.

Формула изобретения

Устройство электромагнитной подвески и тяги экипажа транспортного средства, содержащее расположенные на путевом полотне ферромагнитные перпендикулярные направлению движения транспортного средства бруски и закрепленные на экипаже транспортного средства два индуктора линейного синхронного индукторного двигателя, соединенные ярмом, несущим его обмотки возбуждения и снабженным индуктором линейного асинхронного двигателя, расположенным между индукторами линейного синхронного индукторного двигателя, отличающееся тем, что, с целью увеличения тягового и подъемного усилий, путевое полотно в зоне индуктора линейного асинхронного двигателя снабжено сплошной ферромагнитной полосой, а обмотка линейного асинхронного двигателя выполнена с полюсным делением, большим полюсного деления обмотки индуктора линейного синхронного индукторного двигателя на 5-20%

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2