Г. И. Ижеля, K. А. Быков, А. И. Вишникин, В. А. Мишакин, С. А. Ребров, И. А. Спектор, В. В. Савельев, В. И. Ханжонков, А. Г, Шаповаленко и В. И. Шевченко

Киевский завод электротранспорта им. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель

BAi6

ФМД 33КБ1ИЗ I (54) ЭЛ ЕКТР И Ч ЕСКИ и Л И H ЕЙ Н Ы и ДВ И)КИТ ЕЛ Ъ

Изобретение относится к области электрических линейных движителей, используемых на монорельсовом транспорте.

В известных линейных двигателях величина воздушного зазора между подвижным статором и неподвижным рельсом-ротором поддерживается благодаря дистанционным роликам, прижимающимся к поверхностям рельса-ротора и ограничивающим зазор величиной равной 2 вЂ” 4 мм. Использование роликов для поддерживания минимального зазора, разумеется, целесообразно лишь при сравнитель. но небольших скоростях (десятки км/час) .

При больших скоростях движения скорости вращения дистанционных роликов становятся очень высокими (тысячи и десятки тысяч об/мин), что приводит к быстрому износу как роликов, так и их подшипников.

Кроме того, использование дистанционных роликов повышает сопротивление движению двигателя. Все упомянутые недостатки ограничивают использование линейных движителей. Учитывая то, что линейные движители могут быть особо эффективными при высоких скоростях движения (сотни км/час), когда такие движители, как ходовые колеса, оказываются совершенно не приемлимыми, понятно стремление отказаться от вращающихся дистанционных роликов и найти такое средство поддержания зазора, которое было бы способно выдержать высокие скорости движения.

Таким средством может оказаться воздушная подушка или воздушная смазка, применение которых известно. Например, воздушная подушка используется для создания опоры вездеходам и судам, предназначенным для мелководья, воздушная смазка вЂ” для создания износоустойчивых подшипников высокоскоростных вращающихся электродвигателей; во

10 Франции фирма Бертен использует воздушную подушку как опору для аэропоезда.

Однако, известные устройства, создающие воздушную подушку под транспортным средством, не обеспечивают достаточно точной вы15 соты подушки. Она находится в пределах

+5 вЂ” 30 см, а для поддержания зазора между рельсом-ротором и статорами в пределах среднего значения необходима толщина подушки с точностью )-1 вЂ” 2 мм.

20 Такая точность поддержания зазора в линейных электродвигателях необходима для создания минимального зазора, повышающего энергетические показатели двигателя и силу тяги.

25 Использование воздушной смазки подшипников роликов, фиксирующих зазор, также не рационально, так как при больших скоростях движения быстрое изнашивание верхней поверхности роликов, соприкасающихся с рель30 сом-ротором, неизбежно.

458469

Предлагаемое устройство исключает указанные недостатки известных систем воздушной подушки и воздушной смазки благодаря тому, что в устройстве линейного асинхронного двигателя для создания воздушной подушки, поддерживающей стабильный зазор между статорами и ротором, применены сопла, охватывающие статоры по периметру и имеющие одну (или более) канавку по краю сопла. Канавки служат для увеличения аэродинамического сопротивления при выходе воздуха и для уменьшения расхода воздуха. Силы воздушной подушки, действующие на статоры, которые расположены по обе стороны рельса-ротора, отталкивают статоры от рельса-ротора и направлены навстречу друг другу.

Две воздушные подушки по обе стороны рельса-ротора позволяют поддерживать точность воздушного зазора, На фиг. 1 вЂ” поперечный разрез движителя; на фиг. 2 вид со; на фиг. 3вЂ” сечение профилированной полосы с канавками; на фиг. 4 вЂ” график взаимодействующих сил; на фиг. 5 вЂ” схема приложения действующих сил.

В кожух 1 (см. фиг. 1), охватывающий статоры 2, через вводные патрубки 3 кожуха подается воздух от вентилятора (на чертеже не указан). Через сопла 4, расположенные по периметру, подается воздух в зазоры между статорами 2 и рельсом-ротором 5. Для уменьшения аэродинамического сопротивления системы статоры закрыты обтекаемым кожухом

6. При отсутствии боковых возмущающих воздействий (сил, действующих на двигатель) силы F, и Fã, создаваемые обеими подушками, будут одинаковыми, и результирующая сила

F3, действующая на двигатель, будет равна нулю.

Усилия взаимного притяжения между статорами уравновешены жесткой обоймой 7, скрепляющей оба статора (см. фиг, 1 и 5).

При этом зазоры 6 и 6> между статорами и ротором будут одинаковыми, Если же какая-либо внешняя сила F4 (см. фиг. 5), например, центробежная, действующая на поворотах рельса-ротора, несколько сместит движитель относительно рельса (например, вправо на величину х), то зазор 6 несколько увеличится, а зазор 6> на такую же величину уменьшится. Сила F> действия воздушной подушки справа от рельса-ротора уменьшится, а сила F увеличится. При этом появляется результирующая сила F3, которая направлена встречно по отношению к внешней силе и равна ей. Благодаря этому зазор дальше не уменьшается.

Вследствие того, что в предлагаемом устройстве силы воздушных подушек действуют встречно, крутизна характеристики Fq=f(x) (где х вЂ” смещение оси движителя относительно оси рельса-ротора; см. фиг, 4) получается большей по сравнению с крутизной характеристик F>=f(x) и F>=f(x).

Таким образом, допустимому отклонению зазоров от заданного значения будет соответствовать сила, противодействующая внешнему возмущению, приложенному к двигателю, большая, чем у каждой воздушной подушки в отдельности.

Выполнение края сопла 4 в виде профилированной полосы с канавками (см. фиг. 3) способствует созданию вихрей в щели, из которой выходит избыток воздуха, что увеличивает аэродинамическое сопротивление выходной щели между краями сопла и рельсомротором. Предлагаемое устройство особо эффективно, если рельс-ротор 5 изготовлен из немагнитного материала, когда отсутствуют силы притяжения статоров 1 к рельсу-ротору 5.

Предмет изобретения

1. Электрический линейный движитель, содержащий ротор в виде металлической полосы и два статора, расположенных по обеим сторонам ротора и скрепленных между собой жесткой обоймой, и сопла для создания воздушной подушки между статором и ротором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при высоких скоростях движения, кожух сопла выполнен охватывающим статор таким образом, что сопло образовано кожухом и статором в виде замкнутой щели.

2. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения аэродинамического сопротивления воздушного потока, статоры с внешней стороны снабжены обтекаемыми кожухами.

3. Движитель по п, 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода воздуха, по периметру кожуха сопла укреплены профилированные полосы по крайней мере с одной канавкой, расположенной перпендикулярно направлению воздушного потока, 458469

F а Р

Жг 3 юг. Ф

Уиа 5

Составитель В. Попова

Техред Е. Борисова

Редактор Л. Бердник

Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева

Заказ 1330/1 Изд, Ко 1265 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственно о комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, и, Сапунова, 2