Устройство управляемой магнитной подвески транспортного средства

 

Устройство управляемой магнитной подвески транспортного средства, содержащее размещенные на транспортном средстве постоянные магниты, расположенные на концах сердечника из магнитомягкого материала, и управляющую обмотку, размещенную на упомянутом сердечнике, отличающееся тем, что, с целью повышения удельной подъемной силы и надежности, управляющая обмотка разделена на секции, при этом крайние секции указанной обмотки размещены на боковых гранях постоянных магнитов.

Изобретение относится к высокоскоростному наземному транспорту, а более конкретно - к исполнительному электромагниту системы магнитной подвески транспортного средства. Известен электромагнит подвеса с - образным магнитопроводом и расположеной на ярме магнитопровода обмоткой управляемого возбуждения [1]. В описанной конструкции ввиду больших рабочих воздушных зазоров и длины электромагнитов, выполняемых в виде магнитных полос по боковым сторонам экипажа, имеют место значительные потоки рассеяния, существенно повышающие удельную (на единицу подъемной силы) массу и потребляемую мощность электромагнита. Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту к данному устройству является устройство управляемой магнитной подвески транспортного средства, содержащее размещенные на транспортном средстве постоянные магниты, расположенные на концах сердечника из магнитомягкого материала, и управляющую обмотку, размещенную на упомянутом сердечнике [2]. В описанных конструкциях предполагается использование современных высококоэрцитивных самарий-кобальтовых магнитов, имеющих высокие магнитные свойства (B_r = 0,95 Тл, H_CB = 540 кН/м и (BH)_макс≈20-25 Мгсэ) и оптимальные размеры сечения магнитной дорожки, как показали расчеты и опыты, порядка 30 х 60 мм, где первый размер относится к длине магнита в направлении его магнитной текстуры, а второй к ширине магнита. Исследование свойств постоянных магнитов из интерметаллического соединения SmCO₅ показало, что их относительная магнитная проницаемость близка к единице, а эквивалентная намагничивающая сила достигает 15-20 кА, из которой примерно половина расходуется на прохождение магнитного потока внутри магнита между полюсами. Таким образом, этим магнитам присущи громадные потоки паразитного рассеяния на боковых гранях, достигающие 25-30% от общего потока магнита (напряженность поля рассеяния на нейтрали магнита составляет 1000 А/см). Размещение управляющей обмотки между двумя магнитными дорожками, как предлагается в прототипе, оставляет открытыми пути рассеяния потока на наружных гранях магнитов. Цель изобретения - повышение удельной подъемной силы и быстродействия электромагнитного устройства, последнее, в свою очередь, повышает надежность устройства. Цель достигается тем, что в устройстве управляемой магнитной подвески транспортного средства, содержащем размещенные на транспортном средстве постоянные магниты, расположенные на концах сердечника из магнитомягкого материала, и управляющую обмотку, размещенную на упомянутом сердечнике, управляющая обмотка разделена на секции, при этом крайние секции указанной обмотки размещены на боковых гранях постоянных магнитов. На чертеже изображено поперечное сечение предлагаемого устройства. Оно имеет постоянные магниты 1, выполненный из магнитомягкого материала сердечник 2, закрепленный на экипаже 3, центральную секцию 4 управляющей обмотки и крайние секции 5 этой обмотки, охватывающие постоянные магниты 1 на их боковых гранях. Взаимодействие управляемого магнитного устройства с феррорельсом 6 путевой структуры 7 обеспечивается через расчетный зазор. Устройство работает следующим образом. Постоянные магниты 1 при отсутствии тока в секциях 4 и 5 обмотки возбуждают в рабочем зазоре рабочий магнитный поток Φ_раб, создающий подъемное усилие , и поток рассеяния Φ_S, не создающий его. При согласном включении электрического тока и создании намагничивающей силы крайних секций 5 обмотки, поток рассеяния уменьшается и становится равным Φ_OS , замыкающимся снаружи крайних секций 5. При этом появляется дополнительный поток Φ_доп= Φ_S-Φ_OS, замыкающийся через рабочий зазор и создающий дополнительную подъемную силу. При большой длине магнитов (1-2 м) в направлении движения и ширине 60 мм увеличение длины среднего витка крайних секций обмотки по сравнению с расположением их на ярме незначительно, а активно охлаждаемая набегающим воздухом наружная поверхность секций (при условно квадратном их сечении) увеличится в 1,5 раза (12 граней вместо 8 показанных ниже ярма пунктиром). Повышение быстродействия управления подъемной силой происходит ( и это особо важно при необходимости быстрого сброса подъемной силы, когда зазор внезапно уменьшается и грозит касание) путем обесточивания крайних секций и перевода потока Φ_доп в поток Φ_S без перемагничивания постоянных магнитов. Увеличение рабочего магнитного потока на 10% за счет дополнительного потока позволяет уменьшить массу магнитов подвеса на 10%. Постоянные магниты составляют 15% от веса экипажа.

Формула изобретения

Устройство управляемой магнитной подвески транспортного средства, содержащее размещенные на транспортном средстве постоянные магниты, расположенные на концах сердечника из магнитомягкого материала, и управляющую обмотку, размещенную на упомянутом сердечнике, отличающееся тем, что, с целью повышения удельной подъемной силы и надежности, управляющая обмотка разделена на секции, при этом крайние секции указанной обмотки размещены на боковых гранях постоянных магнитов.

РИСУНКИ

Рисунок 1