Транспортная система на электродинамическом подвесе


 


Владельцы патента RU 2549317:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" (RU)

Изобретение относится к высокоскоростному наземному транспорту, а конкретнее к транспортным системам на электродинамическом подвесе. Статорные обмотки (2) линейного синхронного тягового двигателя создают бегущее магнитное поле, перемещающееся вдоль опор (1) путевой структуры. Сверхпроводящие соленоиды (6) создают магнитное поле, взаимодействие которого с бегущим магнитным полем статорных обмоток (2) приводит к возникновению силы тяги. При движении экипажа (4) происходит взаимодействие магнитного поля сверхпроводящих соленоидов (6) с вихревыми токами, наведенными в короткозамкнутых катушках подвеса (3), что приводит к возникновению электродинамической силы отталкивания - силы подвеса. При движении аэродинамических пластин (7) относительно опорных пластин (8) возникает аэродинамическая сила отталкивания, обусловленная экранным аэродинамическим эффектом. Таким образом, при заданной величине суммарной силы подвеса, действующей на экипаж (4), уменьшается величина требуемой электродинамической силы отталкивания, уменьшается величина требуемой магнитодвижущей силы вихревых токов, наведенных в короткозамкнутых катушках подвеса (3), и, следовательно, уменьшается количество витков в катушке подвеса (3). В результате улучшаются массогабаритные показатели транспортной системы на электродинамическом подвесе. 1 ил.

 

Изобретение относится к высокоскоростному наземному транспорту, а конкретнее к транспортным системам на электродинамическом подвесе.

Известны транспортные системы на электродинамическом подвесе, которые содержат экипаж, внутри которого расположены сверхпроводящие катушки системы электродинамического подвеса и сверхпроводящие катушки системы возбуждения линейного синхронного тягового электродвигателя (Торнтон Р. Наземный транспорт 80-х годов. - М.: Мир, 1974, с.91-92). Путевое полотно выполнено в форме U-образного желоба, на днище которого жестко укреплена путевая структура подвеса, выполненная в виде дискретной катушечной структуры из электропроводящего материала. Сила тяги создается в результате взаимодействия магнитных полей сверхпроводящих соленоидов возбуждения с полем статорных обмоток, жестко укрепленных на вертикальных стенках желоба. Статорная обмотка тягового линейного синхронного двигателя разделена на отдельные электрически несвязанные секции. Сила подвеса создается в результате взаимодействия магнитного поля сверхпроводящих соленоидов системы электродинамического подвеса, расположенных на днище экипажа с вихревыми токами, наведенными в катушках путевой структуры подвеса.

Необходимость получения требуемой силы подвеса только за счет взаимодействия магнитного поля сверхпроводящих соленоидов с вихревыми токами, наведенными в путевой структуре подвеса, требует значительных по величине магнитодвижущих сил, создаваемых вихревыми токами в путевой структуре подвеса, что в свою очередь приводит к необходимости увеличивать количество витков в катушках подвеса, т.е. к ухудшению массогабаритных показателей транспортной системы на электродинамическом подвесе.

Известна транспортная система на электродинамическом подвесе, выбранная в качестве прототипа (Ким К.К. Системы электродвижения с использованием магнитного подвеса и сверхпроводимости: Монография. -М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте. 2007. - с.34). Она содержит путевую структуру, в опорах которой расположены рядами симметрично относительно продольной ее оси горизонтально ориентированные короткозамкнутые катушки подвеса и вертикально ориентированные статорные обмотки линейного синхронного двигателя. Экипаж имеет продольный гребень, на котором установлены вертикально сверхпроводящие соленоиды и который размещен между статорными обмотками. Гребень экипажа выполнен в верхней части экипажа. Короткозамкнутые катушки подвеса и статорные обмотки линейного синхронного двигателя расположены на П-образных фермах над экипажем, причем короткозамкнутые катушки подвеса смещены в сторону продольной оси путевой структуры с заходом под статорные обмотки.

Недостатком прототипа является то, что требуемое значение силы подвеса пропорционально величине магнитодвижущей силы, т.е. количеству витков в короткозамкнутых катушках подвеса, что ухудшает массогабаритные показатели транспортной системы на электродинамическом подвесе.

Перед авторами стояла задача улучшения массогабаритных показателей транспортной системы на электродинамическом подвесе за счет использования меньшего количества витков в короткозамкнутых катушках подвеса.

Технический результат достигается тем, что в транспортной системе на электродинамическом подвесе, содержащей путевую структуру, в опорах которой расположены рядами симметрично относительно продольной ее оси вертикально ориентированные статорные обмотки линейного синхронного двигателя и горизонтально ориентированные короткозамкнутые катушки подвеса, смещенные в сторону от продольной оси путевой структуры с заходом под статорные обмотки, экипаж, в верхней части которого жестко закреплен продольный гребень, внутри которого установлены вертикально сверхпроводящие соленоиды, и который размещен между статорными обмотками, короткозамкнутые катушки подвеса и статорные обмотки линейного синхронного двигателя расположены над экипажем, на наружных боковых поверхностях гребня симметрично относительно продольной оси путевой структуры жестко закреплены аэродинамические пластины, снизу от последних на опорах путевой структуры жестко закреплены опорные пластины, параллельные аэродинамическим пластинам.

На чертеже показана транспортная система на электродинамическом подвесе.

Транспортная система на электродинамическом подвесе состоит из путевой структуры, в опорах 1 которой расположены рядами симметрично относительно продольной ее оси вертикально ориентированные статорные обмотки 2 линейного синхронного двигателя и горизонтально ориентированные короткозамкнутые катушки подвеса 3, смещенные в сторону продольной оси путевой структуры с заходом под статорные обмотки 2, экипаж, в верхней части которого жестко закреплен продольный гребень 5, внутри которого установлены вертикально сверхпроводящие соленоиды 6, и который размещен между статорными обмотками 2, короткозамкнутые катушки подвеса 3 и статорные обмотки 2 линейного синхронного двигателя расположены над экипажем 4, на наружных боковых поверхностях гребня 5 симметрично относительно продольной оси путевой структуры жестко закреплены аэродинамические пластины 7, снизу от последних на опорах путевой структуры жестко закреплены опорные пластины 8, параллельные аэродинамическим пластинам 7.

Работа транспортной системы на электродинамическом подвесе осуществляется следующим образом.

Статорные обмотки 2 линейного синхронного тягового двигателя, создают бегущее магнитное поле, перемещающееся вдоль опор 1 путевой структуры. Расположенные на экипаже 4 сверхпроводящие соленоиды 6 создают магнитное поле, взаимодействие которого с бегущим магнитным полем статорных обмоток 2 приводит к возникновению силы тяги, обеспечивающей движение экипажа 4 со скоростью, равной скорости бегущего магнитного поля статора.

При движении экипажа 4 вдоль опор 1 путевой структуры происходит взаимодействие магнитного поля сверхпроводящих соленоидов 6, расположенных на экипаже 4, с вихревыми токами, наведенными в короткозамкнутых катушках подвеса 3, что приводит к возникновению электродинамической силы отталкивания - силы подвеса.

При движении аэродинамических пластин 7 вместе с экипажем 4 относительно опорных пластин 8 возникает аэродинамическая сила отталкивания, обусловленная экранным аэродинамическим эффектом. В результате сказанного, суммарная сила подвеса, действующая на экипаж, увеличивается.

Сравнительный анализ прототипа и транспортной системы на электродинамическом подвесе показывает, что при фиксированной требуемой силе подвеса за счет появления дополнительной аэродинамической силы отталкивания можно уменьшить величину требуемой электродинамической силы отталкивания, что приводит к уменьшению требуемой величины магнитодвижущей силы вихревых токов, наведенных в короткозамкнутых катушках подвеса 3, т.е. к уменьшению требуемого количества витков в катушке подвеса 3. Отмеченное приводит к улучшению массогабаритных показателей транспортной системы на электродинамическом подвесе.

Транспортная система на электродинамическом подвесе, содержащая путевую структуру, в опорах которой расположены рядами симметрично относительно продольной ее оси вертикально ориентированные статорные обмотки линейного синхронного двигателя и горизонтально ориентированные короткозамкнутые катушки подвеса, смещенные в сторону продольной оси путевой структуры с заходом под статорные обмотки, экипаж, в верхней части которого жестко закреплен продольный гребень, внутри которого установлены вертикально сверхпроводящие соленоиды, и который размещен между статорными обмотками, путевая структура расположена над экипажем, отличающаяся тем, что на наружных боковых поверхностях гребня симметрично относительно продольной оси путевой структуры жестко закреплены аэродинамические пластины, снизу от последних на опорах путевой структуры жестко закреплены опорные пластины, параллельные аэродинамическим пластинам.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к рельсовому транспортному средству, обладающему характеристиками поезда и самолета. Рельсовое транспортное средство имеет крылья, несколько вагонов (2, 6, 7) и движется по рельсу (1), который установлен в воздухе.

Изобретение относится к области магнитолевитационной транспортной технологии. Устройство магнитной левитации транспортного средства включает вертикально установленные электродвигатели с торцевыми магнитными колесами на валу и электропроводящим элементом.

Изобретение относится к области магнитолевитационной транспортной технологии, а именно к конструкции устройства магнитной левитации и поперечной стабилизации. Устройство магнитной левитации и поперечной стабилизации транспортного средства содержит бортовые сверхпроводниковые обмотки левитации и боковой стабилизации, Т-образно расположенные горизонтальные и вертикальные короткозамкнутые электропроводящие контуры, установленные непрерывно вдоль активной путевой структуры так, что плоскость симметрии бортовой сверхпроводниковой обмотки левитации и боковой стабилизации находится в плоскости вертикального короткозамкнутого электропроводящего контура, причем горизонтальные и вертикальные короткозамкнутые электропроводящие контуры выполнены в виде развернутой обмотки беличьей клетки.

Изобретение относится к области наземного скоростного транспорта. Имеется транспортный модуль, выполненный по самолетной схеме, передвигающийся на воздушной подушке по сооруженной на трассе профилированной эстакаде.

Изобретение относится к пассажирскому транспорту и предназначено для использования в системе городского транспорта, а также для высокоскоростных междугородних пассажирских перевозок.

Изобретение относится к транспортным системам для перевозки пассажиров и грузов. .

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам на динамической воздушной подушке и касается создания транспортной системы с экранопланом (далее - экранопоездом), экранопоезда и специально спрофилированной поверхности (или направляющей) для такой системы.

Изобретение относится к левитационным магнитным дорогам с возможностью обеспечения устойчивого бокового положения вагона, приводимого в движение ракетным двигателем.

Изобретение относится к транспортным системам, сочетающим электротягу и левитационные устройства. .

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке (ВП) и касается клапанов, встроенных в опоры с несущей поверхностью для перемещения безмоторных платформ на ВП.

Изобретение относится к области наземного скоростного транспорта. Имеется транспортный модуль, выполненный по самолетной схеме, передвигающийся на воздушной подушке по сооруженной на трассе профилированной эстакаде.

Изобретение относится к пассажирскому транспорту и предназначено для использования в системе городского транспорта, а также для высокоскоростных междугородних пассажирских перевозок.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам на динамической воздушной подушке и касается создания транспортной системы с экранопланом (далее - экранопоездом), экранопоезда и специально спрофилированной поверхности (или направляющей) для такой системы.

Изобретение относится к транспорту и касается создания рельсовых транспортных систем на воздушной подушке. .

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке и предназначено для активного отдыха и спорта. .

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке и касается создания опоры с несущей поверхностью для перемещения платформы на воздушной подушке (ПВП) спортивного и курортного назначения.

Изобретение относится к транспорту и может быть реализовано при создании высокоскоростных поездов на воздушной подушке. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструктруирования средств скоростного железнодорожного транспорта. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструирования средств скоростного железнодорожного транспорта. .

Изобретение относится к транспортным системам на магнитной подвеске и может быть использовано для перемещения крупногабаритных и тяжеловесных объектов. .
Наверх