ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО НА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОМ ПОДВЕСЕ

vy
Транспортное средотво на электродинамическом подвесе.
Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к транспортным средствам на электродинамическом подвесе. Известны транспортные средства с магнитным подвесом экипажа, имеющие линейные тяговые электродвигатели, соленоиды подвеса, расположенные на экипаже, ферромагнитные путевые направляющие (Ю.А.Бахвалов и др. Транспорт с магнитным подвесом, М.,Машиностроение 1991, с.48). Недостатком этих систем является неустойчивость подвеса, если ток соленоида не регулируется в зависимости от величины зазора между экипажем и путевым полотном. Это связано с тем, что сила подвеса носит притягивающий характер, и с уменьшением зазора между соленоидом подвеса и ферромагнитной путевой направляющей сила стремится уменьшить этот зазор, что приводит к необходимости использования систем управления тока соленоида подвеса.
В транспортном средстве (Под редакцией Р.Торнтона, Наземный транспорт 80-х годов, М.,Мир., 1974, с.100), выбранном в качестве прототипа, этого недостатка можно избежать, т.к. сила подвеса экипажа носит отталкивающий характер, и с уменьшением зазора между соленоидом и электропроводящем путевым полотном отталкивающая сила увеличивается. Прототип содержит тяговый линейный двигатель, соленоиды подвеса и электропроводящее путевое полотно. При движении соленоида относительно электропроводящего путевого полотна в последнем индуцируются вихревые токи, взаимодействие которых с магнитным полем соленоида выражается в появлении силы отталкивающего характера.
МПКВбОИЗ/Ю
Основным недостатком прототипа является то, что при поперечном смещении соленоида подвеса (при конечной ширине электропроводящей части путевого полотна) относительно симметричного положения на последний начинает действовать поперечная сила, стремящаяся увеличить указанное выше смещение соленоида, что неизбежно ведет к увеличению возможности выхода экипажа за пределы путевого полотна, при этом последнее непосредственно связано с эксплутационной надежностью транспортного средства. Перед авторами встала задача: создать транспортное средство на электродинамическом подвесе, позволяющее повысить его эксплуатационную надежность.
Эта задача решается тем, что в заявленном транспортном средстве на электродинамическом подвесе, содержащем тяговый нелинейный электродвигатель, экипаж со сверхпроводящим соленоидом подвеса, электропроводящее путевое полотно, последнее выполнено составным из продольных полос с разными величинами удельных проводимостей, причем крайние полосы по отношению к центральной полосе имеют более высокую удельную проводимость.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленое транспортное средство отличается наличием крайних полос с более высокой проводимостью по отношению к центральной полосе. Таким образом, заявленое транспортное средство соответствует критерию новизна.
Анализ существенных признаков предполагаемой полезной модели в данной и родственных областях техники с учетом условия, что все они находятся в единой логической цепи и направлены в совокупности на достижение одного и того же результата, выполним на примере (И.А.Глебов и др. Турбогенераторы с использованием
сверхпроводимости, Л..Наука, 198,1, с.27). В выявленом устройстве (криотурбогенератор) для защиты сверхпроводящей обмотки от переменных магнитных полей используется электропроводящий экран, состоящий из медной и титановой оболочек. Очевидно, что данное устройство по своей конструкции и достигаемым целям не эквивалентно заявленому устройству. Это в свою очередь позволяет
сделать заключение о соответствии предполагаемогй пояёзитж эдоцели критерию йзо.бреажРййЬекий . и дает основание для защиты его
приоритета.
Узел подвеса описываемого транспортного средства с электродинамическим подвесом представлен на фигуре 1. На фигуре 2 изображен, схематично, механизм образования поперечной стабилизирующей силы.
В состав узла подвеса (фигура 1) входит сверхпроводящий соленоид 1 и электропроводящее путевое полотно, вкпючающее в
себя центральную 2 и крайние 3 проводящие полосы. Здесь же схематично показано распределение левитационных сил F| без учета
краевых эффектов.Механизм образования поперечной стабилизирующей силы представлен на фиг.2. При движении соленоида 1 в электропроводящем путевом полотне индуцируются токи. Взаимодействие этих токов с магнитным полем соленоида 1 обусловливает появление силы взаимодействия между ними, величина которой пропорциональна производимости путевого полотна и определяется выражением:
F(t,x)  Ib i(t,x(
уровень
где Ib - М.Д.С. сверхпроводящего соленоида 1; i(x;t) токи индуцированые в полотне 2, 3; M(x;y;z) - коэффициент взаимной индуктивности ; а - координата, вдоль которой произошло смещение экипажа.
Величина тока, индуцированного в проводящем полотне, пропорциональна удельной электропроводности полотна i(t;x)  УПОЛ
Как видно из фиг.2, сила взаимодействия между соленоидом 1 и
основной полосой 2 состоит из двух составляющих:
Аналогично, силу взаимодействия между крайней полосой 3 и соленоидом 1 можно представить выражением:
Силы Fyi и Fy2 направлены встречно друг другу. Так как проводимость боковых полос выше, то Fy2  Fyi и результирующая
поперечная сила носит стабилизирующий характер:
что приводит к повышению надежности транспортных средств.
Например, если центральная полоса выполнена из алюминия ( ,  ), то поперечная сила Fy2 на 65,7% больше
поперечной силы Fy-| согласно соотношениям (1) и (2) при прочих равных условиях, (боковые полосы выполнены из меди с удельным сопротивлением 2,83 10 Ом м).
Fi FLi+Fyi
р2  F| i+Fy2
-