ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2003 года по МПК B60L13/00 

Изобретение относится к транспорту, в частности к транспортным системам на магнитной подвеске, и может быть использовано для стабилизации положения транспортного средства при движении.

Известна транспортная система [Патент Российской Федерации 2123946, кл. В 60 L 13/10, 1996], в которой перемещение транспортного средства осуществляется за счет взаимодействия источников магнитного поля транспортного средства со статорной обмоткой путепровода, витки которой расположены под углом к направлению движения транспортного средства, а вдоль путепровода размещен ограничитель перемещений.

При этом сила электромагнитного взаимодействия имеет вертикальную и горизонтальную составляющие. Вертикальная составляющая обеспечивает преодоление силы тяжести транспортного средства, а горизонтальная составляющая смещает транспортное средство вдоль путепровода. Однако при малых значениях массы транспортного средства такая система работать не будет, так как будут нарушены условия устойчивости системы.

Известны транспортные системы с электродинамической подвеской транспортного средства [Патенты US 4276832, МПК В 60 L 13/08, 1981, 4979445, МПК В 60 L 13/08, 1981 г. и 3871301, МПК В 61 b 13/08, 1975 г.], содержащие ограничители перемещений при поперечной стабилизации. Однако данные ограничители перемещений обеспечивает поперечную стабилизацию подвижного состава, имеющего значительные массу и габариты.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение поперечной стабилизации транспортных средств, имеющих массу, много меньшую массы перевозимых грузов, что обеспечивает эффективность перевозок.

В этом состоит технический результат.

Предлагаемый для мгновенной поперечной стабилизации движущегося транспортного средства с установленными на нем источниками магнитного поля пояс стабилизации положения транспортного средства, образуемый витками статорных обмоток ограничителя перемещений, является более общим случаем системы свободного ротора и вертикального статора [В.С. Михалевич, В.В. Козорез, В. М. Рашкован, Д. Я. Хусаинов, О.Г. Чеборин, "Магнитная потенциальная яма" - эффект стабилизации сверхпроводящих динамических систем. - Киев: Наукова думка, 1991].

Указанный технический результат достигается тем, что ограничитель перемещений транспортного средства, движущегося относительно путепровода, содержит статорные обмотки, витки которых расположены вдоль путепровода в плоскостях, параллельных направлению движения транспортного средства, и источники магнитного поля, установленные на транспортном средстве, и представляющий собой последовательность поясов стабилизации положения транспортного средства, причем витки статорных обмоток, образующие пояс стабилизации, имеют геометрические центры в одной вертикальной плоскости и взаимно расположены так, что в момент электромагнитного взаимодействия с источниками магнитного поля транспортного средства появляются силы, ограничивающие перемещения транспортного средства в данной вертикальной плоскости, а при задании толкающего усилия посредством наклоненных витков обеспечивающие движение транспортного средства в горизонтальном направлении.

На фиг. 1 показан пояс поперечной стабилизации положения транспортного средства, образованный тремя витками ограничителя перемещений транспортного средства, и виток статорной обмотки, задающей толкающее усилие.

На фиг. 2 показано, как посредством пояса стабилизации ограничивается действие вертикальной составляющей толкающего усилия, создаваемого наклоненными витками, и обеспечивается движение транспортного средства в направлении действия горизонтальной составляющей толкающего усилия.

Транспортное средство 1, масса которого ничтожно мала и на котором установлены источники магнитного поля 2, движется относительно путепровода. Каждый магнитный источник 2 взаимодействует с витками 3 соответствующей статорной обмотки (фиг. 1). Витки 3 имеют кольцевую форму и расположены в плоскостях, параллельных направлению движения транспортного средства 1. При этом витки 3 различных статорных обмоток, геометрические центры которых располагаются в одной вертикальной плоскости, образуют пояс поперечной стабилизации положения транспортного средства 1. Со стороны витков 3 на источники 2 действуют силы R₁, R₂, R₃ таким образом, что их результирующая сила R обеспечивает поперечную стабилизацию положения транспортного средства 1 в данной плоскости, а его возможные перемещения ограничиваются контуром 4. Для транспортного средства 1 обтекаемой формы контур 4 представляет собой эллипс с максимальной осью 5, что определяется расположением и наклоном витков 3.

В случае известной транспортной системы толкающее усилие задается посредством силы F, действующей со стороны витков 6, расположенных под углом к направлению движения транспортного средства 1, на соответствующие источники 2.

Ограничитель перемещений транспортного средства представляет собой последовательность поясов стабилизации (фиг. 2). В продольном сечении каждый пояс стабилизации положения транспортного средства 1 имеет ось 7, проходящую через геометрические центры витков 3, образующих данный пояс стабилизации. Сила F имеет составляющие вертикальную F₁ и горизонтальную F₂. В момент взаимодействия источников 2 транспортного средства 1 с витками 3 очередного пояса стабилизации составляющая F₁ складывается с результирующей силой R. В результате транспортное средство 1 движется под действием составляющей F₂ в направлении 8.

Статорные обмотки ограничителя перемещений запитываются постоянным током.

Ограничитель перемещений транспортного средства содержит запитанные током статорные обмотки в виде винтовых спиралей, витки которых расположены параллельно направлению движения транспортного средства, и источники магнитного поля, установленные на транспортном средстве таким образом, что при взаимодействии с ними статорных обмоток обеспечивается непрерывная последовательность поясов стабилизации положения транспортного средства при движении. Технический результат, получаемый от использования предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении условий поперечной стабилизации положения транспортного средства с установленными на нем источниками магнитного поля при помощи эффекта "магнитной потенциальной ямы" как функции расстояния между электропроводящими витками ограничителя перемещений и магнитными источниками транспортного средства. 2 ил.

Ограничитель перемещений транспортного средства, содержащий статорные обмотки, витки которых расположены в плоскостях, параллельных направлению движения транспортного средства, и источники магнитного поля, установленные на транспортном средстве и представляющий собой последовательность поясов стабилизации положения транспортного средства, отличающийся тем, что витки статорных обмоток образуют пояс стабилизации в форме эллипса и имеют геометрические центры, расположенные в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению движения транспортного средства.