СИСТЕМА ВЫСОКОСКОРОСТНОГО НАЗЕМНОГО ТРАНСПОРТА Российский патент 1994 года по МПК B60L13/08 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а более точно - к высокоскоростному наземному транспорту с линейными асинхронными двигателями.

Известна система высокоскоростного наземного транспорта, содержащая экипаж на магнитной подвеске и путевую структуру в виде индукторов линейных асинхронных двигателей. (Аватков Е.С. Высокоскоростной транспорт. - Серия: Итоги науки и техники, т.3, М.: 1975, рис.59, с. 128).

Данная система не обеспечивает стабилизацию величины воздушного зазора между экипажем и путевой структурой.

Извстна система высокоскоростного наземного транспорта, содержащая экипаж на магнитной подвеске, днище которого выполнено из электропроводящего материала, путевую структуру, имеющую расположенные в ряд вдоль продольной оси пути линейные асинхронные двигатели.

Недостатком системы является то, что она не обеспечивает постоянства воздушного зазора между экипажем и путевой структурой.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является стабилизация воздушного зазора между экипажем и путевой структурой.

Решение задачи достигается тем, что система высокоскоростного наземного транспорта, содержащая экипаж на магнитной подвеске, днище которого выполнено из электропроводящего материала, и путевую структуру, имеющую расположенные в ряд вдоль продольной оси пути индукторы линейных асинхронных двигателей, снабжена дополнительными индукторами, расположенными попарно симметрично относительно продольной оси пути по обе стороны от первых индукторов, причем днище экипажа в поперечном сечении имеет форму равнобедренной трапеции, обращенной меньшим основанием в сторону основного индуктора, а путевая структура выполнена с боковыми участками, расположенными параллельно боковым сторонам днища экипажа, и дополнительные индукторы установлены на боковых участках путевой структуры, при этом обмотки каждой пары индукторов в поперечном направлении включены встречно, а обмотки индукторов в продольных рядах соединены согласно, причем дополнительные индукторы линейных асинхронных двигателей размещены на общих ферромагнитных основаниях.

На фиг. 1 изображен общий вид системы (схематично); на фиг.2 - порядок следования фаз обмоток основного и дополнительных индукторов (развернуто в плоскости); на фиг.3 - общий вид системы (вариант).

Система (фиг.1) содержит экипаж 1 на магнитной подвеске и путевую структуру 2, включающую индукторы линейных асинхронных двигателей, содержащих сердечники 3 с многофазными (трехфазными) обмотками 4. Днище 5 экипажа 1 выполнено в форме равнобедренной трапеции из электропроводящего материала. Дополнительные индукторы 6 и 7 линейных асинхронных двигателей содержит обмотки 8 и 9.

При этом индукторы 6 и 7 размещены попарно по обе стороны от основного и ориентированы поперечно ему. Стрелками F₁ и F₂ обозначены силы, действующие на экипаж 1 в поперечном направлении.

На фиг. 2 показан порядок следования фаз основного и дополнительных индукторов, где А, В, С - обозначения фаз; F₁, F₂ F₃ - направления действия тяговых усилий, перемещающих экипаж.

На фиг. 3 показан экипаж 1 с уменьшенным зазором между ним и путевой структурой. Все обозначения здесь те же, что и на фиг.1.

Система работает следующим образом.

При подключении обмоток основного и дополнительных индукторов путевой структуры к источнику трехфазного напряжения возбуждаются магнитные поля, бегущие в продольном направлении (фиг.1 и 2), т.к. обмотка основного индуктора в этом направлении имеет прмой порядок следования фаз А, В, С; А, В, С; А. . ., система всех обмоток дополнительных индукторов также образует в этом же направлении прямые порядки следования фаз (фиг.2) А, В, С; А, В,... ; В, С, А; В, С, В,...; С, А, В; С, А, В, С...

Бегущие в направлении движения (продольном направлении) магнитные поля, пересекая электропроводящее днище 5 экипажа 1, индуктирует в нем электродвижущие силы, вызывающие протекание трехфазных вихревых токов, вступающих во взаимодействие с бегущими вдоль трапецеидального днища 5 экипажа 1 (фиг. 1 и 2) магнитными полями. В результате этого взаимодействия создаются тяговые усилия F₃, F₄ и F₅, под действием которых подвешенный в магнитном поле экипаж перемещается над путевой структурой.

Кроме того, в любом поперечном сечении путевой структуры по обе стороны от основного индуктора размещены по два дополнительных индуктора, параллельных соответствующим сторонам равнобедренной трапеции, обмотки которых в поперечном направлении (фиг.2) имеют взаимно противоположные порядки следования фаз, например, А, В, С и С, В, А и т.д. Эти обмотки создают бегущие навстречу друг другу магнитные потоки, пересекающие боковые стороны днища экипажа и индуктирующие в нем электродвижущие силы, под действием которых в боковых сторонах днища потекут трехфазные вихревые токи. Эти токи будут взаимодействовать с бегущими навстречу друг другу магнитными полями. В результате создаются механические усилия F₁ и F₂ (фиг.1 и 2), направленные навстречу друг другу. При нормальном воздушном зазоре δ₁ между экипажем 1 и путевой структурой (фиг. 1) эти усилия равны по величине, уравновешивают друг друга и не оказывают никакого влияния на движение экипажа.

При увеличении нагрузки экипажа 1 (фиг.3) воздушный зазор уменьшается до величины δ₂, при этом верхние части боковых сторон электропроводящего днища 5 экипажа опускаются и располагаются ниже верхних дополнительных индукторов. В результате бегущие магнитные поля (в поперечном движению направлении) верхних дополнительных индукторов взаимодействуют с вихревыми токами, протекающими по меньшей площади по сравнению с бегущими полями нижних дополнительных индукторов. Поэтому механические усилия F₁ становятся меньше усилий F₂ (фиг.3) и под действием разности этих сил экипаж стремится занять прежнее положение, показанное на фиг.1, когда эти усилия выравниваются.

Использование: на железнодорожном транспорте, а именно, на высокоскоростном наземном транспорте с линейными асинхронными двигателями. Сущность изобретения: система высокоскоростного наземного транспорта содержит экипаж на магнитной подвеске и путевую структуру, включающую индукторы линейных асинхронных двигателей, содержащих сердечники с многофазными обмотками. Днище экипажа выполнено в форме равнобедренной трапеции. Дополнительные индукторы линейных асинхронных двигателей содержат многофазные обмотки. Дополнительные индукторы размещены попарно по обе стороны от основного индуктора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. СИСТЕМА ВЫСОКОСКОРОСТНОГО НАЗЕМНОГО ТРАНСПОРТА, содержащего экипаж на магнитной подвеске, днище которого выполнено из электропроводящего материала, и путевую структуру, имеющую расположенные в ряд вдоль продольной оси пути индукторы линейных асинхронных двигателей, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными индукторами, путевая структура 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. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительные индукторы линейных асинхронных двигателей размещены на общих ферромагнитных основаниях.