СИСТЕМА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО ПОДВЕСА

МПК-В 60L13/10
Система электродинамического иодвеса.
Полезная модель относится к высокоскоростному наземному транспорту (ВСНТ), а конкретнее, к устройству путевых контуров.
Известны транспортные системы подвеса высокоскоростного наземного транспорта, в которых сила левитапии возникает в результате взаимодействия магнитного поля сверхпроводящих соленоидов возбуждения, расположенных на днище экипаже, с вихревыми токами, наведёнными в сплошном электропроводящем путевом полотне при движении экипажа вдоль путевого полотна за счёт взаимодействия полей статорных обмоток линейного синхронного двигателя, расположенных на боковых стенках путевого жёлоба и соленоидов возбуждения линейного синхронного двигателя, расположенных на боковых стенках экипажа. (Наземный транспорт с магнитным подвесом и линейным приводом: Тр. ин-тов инж. ж.-д. трансп. / Под общ. Ред. В.Д. Пагорского, В.А. Винокурова. / Моск. ин-т инж. ж.-д. трансп.- М., 1981.-Вып. 683.-С.60-64). В результате взаимодействия магнитных полей создаётся подъёмная сила FL и сила торможения FD- Обе эти силы воздействуют на экипажный соленоид.
В качестве критерия для оценки системы магнитного подвешивания используется отношение магнитной силы подъёма FL к магнитной силе торможения FD-левитационное качество.
Основным недостатком такой системы является малое значение левитационного качества, что приводит к необходимости увеличивать моищость линейного тягового двигателя, а следовательно, вес экипажа и энергозатраты на тягу.
Известна система подвеса которая содержит экипаж, внутри которого расположены сверхпроводящие соленоиды возбуждения системы электродинамического подвеса и сверхпроводящие соленоиды системы возбуждения линейного синхронного двигателя. Путевое полотно выполнено в форме U-образного жёлоба, на днище которого жёстко укреплена путевая структура подвеса, выполненая в виде многозвенной структуры из электропроводящего материала. Сила тяги создаётся в результате взаимодействия магнитных полей сверхпроводящих соленоидов с полем статорных обмоток жёстко укреплённых на вертикальных стенках жёлоба. Сила левитации создаётся в результате взаимодействия магнитного поля сверхпроводящих соленоидов возбуждения системы электродинамического подвеса, расположеных на днище экипажа с вихревыми токами, наведёными в путевой структуре. (Р.Торнтон Наземный транспорт 80-х годов-М., 1974, с. 91-92).
Сила магнитного торможения FD достигает своего максимального значения при низких скоростях (8-16 км/ч), а затем уменьшается обратно пронорционально скорости.
Основным недостатком данной системы является то, что отрицательное влияние силы магнитного торможения FD особенно заметно в момент разгона поезда при проходе пика силы магнитного торможения. Тяга двигателя обязательно должна превышать пик магнитного торможения, в противном случае экипаж не сможет набрать скорость, необходимую для перехода с механического на магнитный подвес и выйти на крейсерский режим движения.
Задачей данной полезной модели является уменьшение энергозатрат на тягу при преодолении экипажем пика магнитного торможения на участках разгона конечных станций за счёт уменьшения силы магнитного торможения и увеличения левитационного качества на участках разгона конечных станций.
Указанная задача достигается тем, что в системе
электродинамического подвеса, содержаш;ей экипаж, на днище которого расположены сверхпроводящие соленоиды возбуждения системы электродинамического подвеса, на боковых стенках которого расположены сверхпроводящие соленоиды системы возбуждения линейного синхронного двигателя, и путевое полотно в виде жёлоба, на вертикальных стенках которого расположены статорные обмотки линейного синхронного двигателя, а на днище которого расположены путевые структуры подвеса, выполненные на участках движения с крейсерской скоростью в виде многозвенной путевой структуры, а на участках разгона конечных станций в виде дискретного набора короткозамкнутых катутпек.
Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что заявленная система путевых контуров отличается применением дискретной путевой структуры на участках разгона конечных станций. Таким образом заявленная система соответствует критерию новизна.
На Фиг.1 изображена схема подвешивания экипажа:
1-путевое полотно в виде жёлоба;
2-статорные обмотки линейного синхронного двигателя;
3-экипаж;
4-сверхпроводящие соленоиды возбуждения линейного синхронного двигателя;
5-путевая структура подвеса, которая на участках движения с крейсерской скоростью выполнена в виде многозвенной путевой структуры , а на участках разгона конечных станций в виде дискретного набора короткозамкнутых катушек. 6-сверхпроводящие соленоиды подвеса экипажа. Вдоль путевого полотна на стенках путевого жёлоба 1 размещена трёхфазная статорная обмотка линейного синхронного двигателя 2 посредством которой создаётся бегущее магнитное поле, перемещающееся вдоль путевого полотна. Расположенные на экипаже 3 сверхпроводящие
соленоиды возбуждения линейного синхронного двигателя 4 создают магнитное ноле, взаимодействие которого с бегущим магнитным нолем статорных обмоток 2 нриводит к возникновению силы тяги, обеспечивающей движение экинажа 3 вдоль нутевого нолотна со скоростью, равной скорости бегущего магнитного ноля статора.
В основании нутевого нолотна 1 установлена путевая структзфа 5, которая на участках движения с крейсерской скоростью выполнена в виде многозвенной путевой структуры, представляющей из себя непрерывную систему замкнутых контуров, образующихся перемыканием продольных шин, выполненных из электропроводящего материа11а,шинамиперемычками, выполненными из аналогичного электропроводящего материала, а на участках разгона конечных станций в виде дискретного набора короткозамкнутых катушек.
При прохождении экинажа 3 нод действием магнитного ноля сверхпроводящих соленоидов 6, установленных в криостатах экипажа 3(не показаны), в путевой структуре 5 наводятся вихревые токи. В результате взаимодействия магнитного ноля ноездных соленоидов 6 с магнитным полем, обусловленным протеканием тока, наводимого в путевой структуре 5 создаётся подъёмная сила FL.
Сравнительный анализ дисьфетных систем состоящих из путевых катушек и систем в виде многозвенной путевой цени и расчёты сил левитации и торможения для различных скоростей движения показал целесообразность применения в местах разгона дискретной нутевой системы, использование которой при скоростях до 100 км/ч позволяет снизить пик магнитного торможения на 10-15%, и как следствие этого, уменьшить время разгона до скорости при которой экипаж переходит на магнитное подвешивание, а также снизить силу тяги, необходимую для этого, что позволяет уменьшить энергозатраты при разгоне экипажа, а использование многозвенной путевой системы на участках движения с крейсерской скоростью улучшит технологичность изготовления и монтажа такой путевой структуры по сравнению с дискретной.