Линейный синхронный электродвигатель
Изобретение относится к электротехнике, а именно к системе электромагнитного подвеса и тяги высокоскоростного наземного транспорта. Целью изобретения является экономия электроэнергии. Линейный электродвигатель содержит односторонний индуктор 5 с магнитопроводом 6 и полюсами 7, на которых размещены обмотка 8 якоря и обмотка 9 возбуждения, и вторичный элемент 1 с чередующимися зубцами 2, образующими зубцовые ряды, смещенные в продольном направлении на величину относительного смещения соответствующих им якорных обмоток. Якорные обмотки создают бегущее магнитное поле, обмотки возбуждения обеспечивают пространственную модуляцию поля, в результате которой создается тяговое усилие. Положительный эффект достигается за счет исключения пульсаций вертикального усилия. 6 ил.
Изобретение относится к электротехнике, а именно к системе электромагнитного подвеса и тяги высокоскоростного наземного транспорта. Целью изобретения является экономия электроэнергии за счет устранения пульсаций усилий подвеса. На фиг. 1 изображен линейный синхронный электродвигатель с индуктором П-образного типа с двухъякорными полюсами; на фиг. 2 устройство с индуктором П-образного типа с двухъякорными полюсами, вид сверху; на фиг. 3 устройство с индуктором Ш-образного типа с двухъякорным средним полюсом; на фиг. 4 разрез по А-А фиг. 3; на фиг. 5 устройство с трехъякорными полюсами; на фиг. 6 разрез по Б-Б на фиг. 5. Электродвигатель содержит непрерывное ферромагнитное полотно 1 с равномерно чередующимися зубцами 2 с шагом 2
закрепленное на путевой структуре 3. Под ним на расстоянии воздушного зазора 4 расположен индуктор 5 одностороннего линейного синхронного двигателя, имеющий магнитопровод 6 с полюсами 7, на которых расположены якорные обмотки 8, и обмотку 9 возбуждения, закрепленную на магнитопроводе 6. Равномерно чередующиеся зубцы 2 образуют зубцовые ряды 10, смещенные в продольном направлении. В устройстве, содержащем два зубцовых ряда 10 под каждым полюсом 7, продольное смещение равно полюсному делению, а с большим числом зубцовых рядов 10 смежные зубцы 2 перекрывают друг друга на величину относительного смещения соответствующих им якорных обмоток 8. При Ш-образном исполнении устройства (фиг. 3) якорные обмотки 8 располагаются на среднем полюсе 7, крайние полюсы 7 взаимодействуют с непрерывным ферромагнитным полотном 1. На фиг. 4 показаны зубцовые ряды 10, расположенные в средней части феррополотна 1, сдвинутые на одно полюсное деление. В варианте исполнения устройства с тремя якорными обмотками (фиг. 5) относительный сдвиг дорожек составляет 1/2 (фиг. 6). Возможен также конструктивный вариант исполнения устройства с индуктором Ш-образного типа, где каждый крайний полюс содержит две или более якорные обмотки. В этом случае зубцовая часть выполняется по краям вторичного путевого полотна. Устройство работает следующим образом. Якорные обмотки 8 подключаются к источнику трехфазного переменного тока таким образом, что создают бегущее магнитное поле, волны которого под каждым зубцовым рядом 10 в пределах полюса 7 сдвинуты на 180о эл.град. При включении обмотки 9 возбуждения в рабочем воздушном зазоре 4 создается пространственная модуляция поля, обеспечивающая во взаимодействии с бегущим полем тяговое усилие. За счет применения двух зубцовых рядов 10 под одним полюсом 7 с обязательным сдвигом на величину полюсного деления устраняется периодическая продольная переориентация поля, что распределяет основной поток равномерно по всей длине магнитопровода 6, создавая в воздушном зазоре 4 помимо продольной и поперечную модуляцию поля, практически исключая пульсации вертикального усилия. Возникающие при этом поперечные усилия при необходимости используются для горизонтальной стабилизации экипажа. Уменьшение относительного сдвига зубцовых рядов 10 за счет использования трех якорных обмоток 8 (фиг. 5, 6) еще более сглаживает продольную пульсацию вертикального усилия, улучшая качество подвеса и снижая энергозатраты. Возможно применение и большего числа якорных обмоток 8 на одном полюсе 7 с соответствующим увеличением числа зубцовых рядов 10 и уменьшением их относительного сдвига. Однако, увеличение числа зубцовых рядов 10 ведет к росту удельной суммарной массы якорных обмоток 8, что снижает эффективность применения предлагаемого устройства. Устройство может быть выполнено и таким образом, что часть полюса 7 не будет занята якорными обмотками 8, когда соответственно над ней будет располагаться между рядами зубцов 2 сплошная полоса, что также улучшит качество подвеса, снизит энергозатраты и массу устройства. Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в уменьшении на 30% массы индуктора и снижении на 10 13% энергозатрат на подвес за счет того, что каждый полюс магнитопровода снабжен дополнительно одной или более якорными обмотками, а путевое полотно снабжено зубцовыми рядами, смещенными относительно друг от друга в продольном направлении, чем достигается равномерное распределение магнитного потока по сечению магнитопровода и устранение пульсаций вертикального усилия.
Формула изобретения
ЛИНЕЙНЫЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, состоящий из одностороннего индуктора, имеющего магнитопровод с полюсами, на каждом из которых расположены якорная обмотка и обмотка возбуждения, и вторичного элемента, содержащего непрерывное ферромагнитное полотно с равномерно чередующимися зубцами, образующими продольные зубцовые ряды, расположенные над якорной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии за счет устранения пульсаций усилия подвеса, каждый полюс магнитопровода снабжен дополнительно по крайней мере еще одной якорной обмоткой, а ферромагнитное полотно снабжено по крайней мере еще одним зубцовым рядом, смещенным в продольном направлении относительно имеющегося ряда, причем величина смещения зубцовых рядов относительно друг друга соответствует величине относительно смещения соответствующих им якорных обмоток.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
