Электромагнитный ускоритель-замедлитель вагонов

 

Использование: в устройствах для регулирования скорости вагонов. Сущность изобретения: электромагнитный ускоритель - замедлитель вагонов содержит последовательно расположенные вдоль пути электрически связанные между собой электромагниты, каждый из которых выполнен из сверхпроводящего материала и подключен к источнику питания через параллельно и последовательно включенные ему сверхпроводящие ключи. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, преимущественно к железнодорожному транспорту, и может быть использовано для регулирования скорости вагонов на подгорочных путях сортировочных станций.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является электромагнитное транспортирующее устройство для экипажа на рельсовом ходу, содержащее путевые электромагниты, расположенные поперек пути, с сердечниками, своими концами примыкающими к подошвам обоих рельсов. Это устройство выбрано в качестве прототипа.

Недостатки прототипа невозможность рекуперации энергии торможения и небольшая тормозная мощность.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей и увеличение воздействующего усилия ускорителя-замедлителя.

Указанная цель достигается тем, что в электромагнитном ускорителе-замедлителе вагонов, содержащем последовательно расположенные вдоль железнодорожного пути электрически соединенные между собой электромагниты, по крайней мере одни полюса которых выполнены в виде рельсовых вставок, расположенных после немагнитных участков рельсов по ходу движения вагона, каждый электромагнит выполнен из сверхпроводящего материала и подключен к источнику питания через параллельно и последовательно включенные ему сверхпроводящие ключи. Источник питания выполнен в виде сверхпроводникового индуктивного накопителя энергии. Каждый электромагнит расположен со стороны одного из рельсов с возможностью расположения его другого полюса на уровне оси колесной пары вагона, причем противоположно расположенные электромагниты включены согласно.

На фиг. 1 изображен электромагнитный ускоритель-замедлитель с двумя полюсами в виде рельсовых вставок; на фиг. 2 электрическая схема соединения обмоток электромагнита; на фиг. 3 вариант расположения электромагнитов ускорителя-замедлителя.

Электромагнитный ускоритель-замедлитель содержит последовательно расположенные вдоль железнодорожного пути электромагниты, каждый из которых представляет собой соленоидальную сверхпроводящую катушку 1, помещенную в криостат 2, расположенный между полюсами 3, выполненными в виде рельсовых вставок, после немагнитных участков рельсов 4. Обмотки электромагнитов ЭМ (фиг. 2) подключены к источнику питания ИП, в качестве которого используется сверхпроводниковый индуктивный накопитель энергии СПИН, через параллельно и последовательно включенные им сверхпроводящие ключи К (с четными и нечетными индексами соответственно). Возможно расположение электромагнита 1 (фиг.3) со стороны одного из рельсов с возможностью расположения его другого полюса 7 на уровне оси колесной пары 5.

Электромагнитный ускоритель-замедлитель вагонов работает следующим образом.

В режиме торможения подключение обмотки электромагнита ЭМ1 (фиг.2) к источнику питания ИП производится путем замыкания рубильника Р и ключа К2 в момент наезда последней колесной пары 5 вагонной тележки на рельсовые вставки 3. Замыканием ключа К1 и размыканием ключа К2 сверхпроводящий магнит ЭМ1 переводится в режим замороженного потока в контуре 1 (фиг.2) циркулирует незатухающий ток. В результате взаимодействия основного магнитного поля, замыкающегося по пути 6, с колесной парой 5 возникает тяговое усилие F, направленное к оси магнита, замедляющее движение вагона. Кроме того, удаляющаяся от магнита колесная пара уменьшает индуктивность катушки электромагнита и вследствие свойства сверхпроводящего контура сохранять постоянным поток, сцепленный с этим контуром, в нем наводится дополнительный ток. Энергия, накопленная в магнитном поле сверхпроводящего магнита ЭМ1, при необходимости направляется в электромагнит ЭМ2, расположенный на расчетном удалении от магнита ЭМ1, путем замыкания ключей К2 и К4 и размыкания ключа К1 либо направляется в СПИН: замыкаются рубильник Р и ключ К2 и размыкаются перемычка П и ключ К1.

При необходимости ускорить отцеп вагонов включение электромагнита производится до его подхода к магниту и отключение в момент нахождения первой колесной пары тележки на оси магнита.

Управление работой устройства осуществляет автоматическая система, работающая по заданному алгоритму по сигналам от датчиков, обеспечивающих контроль за отцепом.

По сравнению с прототипом предложенное устройство обладает следующими технико-экономическими преимуществами: появляется возможность рекуперировать энергию торможения вагонов; повышена тормозная мощность за счет увеличения магнитной индукции сверхпроводящих магнитов; снижен общий расход электроэнергии за счет исключения резистивных потерь энергии в сверхпроводящих контурах; уменьшается удельная металлоемкость за счет отказа от ферромагнитного сердечника в сверхпроводящей катушке.

Формула изобретения

1. Электромагнитный ускоритель-замедлитель вагонов, содержащий последовательно расположенные вдоль железнодорожного пути электрически связанные между собой электромагниты, по крайней мере одни полюса которых выполнены в виде рельсовых вставок, расположенных после немагнитных участков рельсов по ходу движения вагона, отличающийся тем, что каждый электромагнит выполнен из сверхпроводящего материала и подключен к источнику питания через параллельно и последовательно включенные сверхпроводящие ключи.

2. Ускоритель-замедлитель по п. 1, отличающийся тем, что источник питания выполнен в виде сверхпроводникового индуктивного накопителя энергии.

3. Ускоритель-замедлитель по п. 1, отличающийся тем, что каждый электромагнит расположен со стороны одного из рельсов с возможностью расположения его другого полюса на уровне оси колесной пары вагона, при этом противоположно расположенные электромагниты включены согласно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3