Магнитный подвес

Полезная модель относится к устройствам для создания магнитной левитации.
В качестве прототипа выбрано устройство (патент США №3712240 кл. В61В), содержащее систему высокоскоростного наземного транспорта, состоящего из экипажа на магнитной подвеске, днище которого выполнено из электропроводящего материала, и путевую структуру, имеющую расположенные в ряд вдоль продольной оси пути индукторы линейных асинхронных двигателей, путевая структура снабжена дополнительными индукторами, выполнена с боковыми участками, расположенными наклонно, а дополнительные индукторы попарно симметрично установлены на боковых участках путевой структуры с образованием продольных рядов, причем днище экипажа в поперечном сечении имеет форму равнобедренной трапеции с боковыми сторонами, параллельными боковым участкам путевой структуры, и с обращенным в сторону основного индуктора меньшим основанием, при этом обмотки каждой пары индукторов включены встречно, а обмотки индукторов в продольных рядах соединены согласно.
К недостаткам устройства можно отнести недостаточную устойчивость к поперечному горизонтальному сдвигу и постоянное энергопотребление.
Задачей технического решения является повышение устойчивости магнитного подвеса к горизонтальным сдвигающим силам.
Поставленная задача достигается тем, что магнитный подвес, включающий путевую структуру, причем путевая структура выполнена в виде неподвижной части магнитопровода, состоящей из базовой плиты, сборных призм с магнитами, сборные призмы имеют наклонные поверхности, а магниты соединены с ними, содержит подвижную часть магнитопровода, имеющую форму призмы и выполненную со скошенными поверхностями, магниты, соединенные со скошенными поверхностями подвижной части магнитопровода, причем магниты, соединенные с подвижной и неподвижной частями магнитопровода, намагничены перпендикулярно своей широкой стороне, и их плоскости параллельны друг другу, страховочные ролики, прикрепленные к горизонтальной поверхности подвижного магнитопровода, подвижная часть магнитопровода через опору соединена с полезной и нулевой нагрузками, линейный двигатель расположен между базовой плитой и подвижной частью магнитопровода.
Устройство обеспечивает повышение устойчивости магнитного подвеса к горизонтальным сдвигающим силам.
На Фиг. 1 представлен вид магнитного подвеса.
Устройство содержит общий с прототипом признак: наличие путевой структуры.
Отличительными признаками устройства являются:
выполнение путевой структуры в виде неподвижной части магнитопровода содержащей базовую плиту, сборные призмы с магнитами,
выполнение сборных призм с наклонными поверхностями, с прикрепленными к ним магнитами, намагниченными перпендикулярно своей широкой стороне,
наличие подвижной части магнитопровода, выполненного со скошенными поверхностями, к которым прикреплены магниты, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне,
страховочные ролики, прикрепленные к горизонтальной поверхности подвижной части магнитопровода,
плоскости магнитов подвижной и неподвижной частей магнитопровода выполнены параллельно друг другу,
подвижная часть магнитопровода через опору соединена с полезной и нулевой нагрузками.
Совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной задачи.
Магнитный подвес (фиг. 1) содержит неподвижную часть магнитопровода, состоящего из базовой плиты 1 и сборных призм 2, имеющих наклонные поверхности, к которым прикреплены, например наклеены, магниты 3, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне, подвижную часть магнитопровода 4, имеющую форму призмы и выполненную со скошенными поверхностями, к которой прикреплены, например наклеены, постоянные магниты 5, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне. Неподвижная часть магнитопровода 1 и сборные призмы 2 вместе с магнитами 3 образуют путевую структуру. Плоскости магнитов 3 и 5 параллельны друг другу. К подвижной части магнитопровода через опору 6 прикреплена полезная 7 и нулевая 8 нагрузка. Магнитный подвес содержит страховочные опорные ролики 9. Конструкция может включать в себя линейный двигатель 10.
Магнитный подвес работает следующим образом.
Магниты 3 и 5 имеют ориентацию намагничивания, противоположно направленную друг к другу, что приводит к отталкиванию подвижной части магнитопровода 4 от неподвижной части магнитопровода 2 с базовой плитой 1. Суммарная сила магнитного отталкивания направлена вверх. Сила тяжести нагрузок 7 и 8 через опору 6 воздействует на подвижную часть магнитопровода 4, компенсируя
магнитные силы отталкивания и создавая устойчивое равновесие. Страховочные ролики 9 при перегрузке опираются на неподвижную часть манитопровода 2 и не позволяют соприкоснуться магнитам 3 и 5. В предлагаемой конструкции кроме полезной нагрузки 7 включена «нулевая» нагрузка 8 для сохранения равновесия в случае отсутствии полезной нагрузки 7.
Внутренний угол между скошенными поверхностями подвижной части магнитопровода 4 и, соответственно, между плоскостями магнитов 5, а также и магнитов 3 выбирается всегда меньше 180°. Величина указанного угла определяется отношением величины нагрузки, приложенной к магнитному подвесу, к величине вероятной сторонней горизонтальной сдвигающей силы, что обеспечивает высокую устойчивость системы
Линейный двигатель 10 может быть использован для перемещения подвижной части магнитопровода 4 совместно с нагрузками 7 и 8 в направлении путевой структуры. Для перемещения подвижной части магнитопровода 4 и полезной нагрузки 7 в направлении путевой структуры можно использовать линейный двигатель 10 любого типа. Например, удобно использовать синхронный двигатель, когда катушки индуктора расположены на базовой плите 1, а на подвижной части магнитопровода 4 расположена или простая периодическая структура из магнитов, или структура Хальбаха. При этом включение катушек индуктора осуществляется по сигналам от датчиков магнитного поля, расположенных вдоль обмоток индуктора на базовой плите.
Устройство обеспечивает высокую устойчивость к горизонтальным сдвигающим силам магнитного подвеса.