ВТОРИЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2015 года по МПК H02K41/25 

Изобретение относится к области электротехники, а более точно - к линейным асинхронным двигателям, предназначенным для высокоскоростного наземного транспорта.

Известны вторичные элементы (ВЭ) линейных асинхронных двигателей (ЛАД), содержащие электропроводящую и магнитопроводящие части (см. авт. св. СССР №1051663, 1983 г., МПК H0K 41/02, пат. РФ №2040102, МПК H0K 41/025, 1995 г.).

Данные вторичные элементы ЛАД не обеспечивают плавность вписывания высокоскоростного экипажа в криволинейный участок пути.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является ВЭ линейного асинхронного двигателя, содержащий электропроводящую и магнитопроводящую части, электропроводящая часть включает в себя стержни, замкнутые с обеих сторон шинами, при этом стержни перпендикулярны шинам, а в криволинейном участке стержни, перпендикулярные шинам, снабжены дополнительными стержнями, соединяющими их с участками шины, образующими внешнюю дугу в криволинейном участке, причем дополнительные стержни расположены по отношению к участкам шины под углом, отличным от прямого (см. патент РФ №2468498, МПК H02K 41/025, 2012 г.). Этот ВЭ ЛАД выбран в качестве прототипа.

Данный вторичный элемент ЛАД не обеспечивает плавного вписывания высокоскоростного экипажа в криволинейный участок пути. Это - недостаток прототипа.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка в разработанной конструкции вторичного элемента линейного асинхронного двигателя.

Решение технической задачи достигается тем, что у вторичного элемента линейного асинхронного двигателя, содержащего электропроводящую и магнитопроводящую части, электропроводящая часть включает в себя стержни, замкнутые с обеих сторон шинами, стержни перпендикулярны шинам и в криволинейном участке снабжены дополнительными стержнями, соединяющими их электрически с участками шины, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке, а дополнительные стержни расположены по отношению к участкам шины под углом, отличным от прямого, согласно изобретению дополнительные стержни имеют разную длину, причем самый длинный дополнительный стержень расположен в центре шины, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке, а длины дополнительных стержней, расположенных слева и справа от него, равномерно уменьшаются и становятся равными нулю в прямолинейных участках.

Выполнение дополнительных стержней разной длины, причем самый длинный дополнительный стержень расположен в центре шины, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке, а длины дополнительных стержней, расположенных слева и справа от него, равномерно уменьшаются и становятся равными нулю в прямолинейных участках - эти признаки определяют новизну и существенные отличия данного изобретения.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает общий вид (схематично) электропроводящей части ВЭ ЛАД в криволинейном участке;

фиг.2 - фрагмент электропроводящей части вторичного элемента ЛАД в криволинейном участке.

Вторичный элемент ЛАД содержит электропроводящую часть 1, включающую в себя стержни 2, замкнутые с обеих сторон шинами 3. Стержни 2 перпендикулярны шинам 3 (фиг.1). В криволинейном участке стержни 2 снабжены дополнительными стержням. Самый длинный дополнительный стержень 4 расположен в центре шины 3, образующей дугу в криволинейном участке, а длины дополнительных стержней 5 и 6, расположенных справа и слева от дополнительного стержня 4, равномерно уменьшаются по мере удаления от самого длинного дополнительного стержня 4 и становятся равными нулю в прямолинейных участках.

На фрагменте электропроводящей части вторичного элемента ЛАД (фиг.2) обозначения те же, что и на фиг.1. F_T - тяговое усилие, создаваемое при взаимодействии тока в стержне 2, соединенного с шиной 3 в центре внешней дуги криволинейного участка, с бегущим магнитным полем индуктора ЛАД, расположенного на высокоскоростном транспортном экипаже (на фиг.2 не показан). F_T1, F_T2 - тяговые усилия, создаваемые при взаимодействии токов в стержнях 2, расположенных слева и справа от центрального стержня, размещенного в центре внешней дуги в криволинейном участке. F₁-F₈ - механические усилия, создаваемые при взаимодействии тока в дополнительных стержнях 4 и 5 с бегущим магнитным полем ЛАД (на фиг.2 не показан).

Принцип действия данного вторичного элемента ЛАД заключается в следующем.

При подключении обмотки индуктора ЛАД, расположенного на высокоскоростном транспортном экипаже, к источнику трехфазного напряжения возбуждается бегущее магнитное поле, пересекающее стержни ВЭ и наводящее в них электродвижущие силы, вызывающие протекание токов в стержнях. Токи в основных стержнях 2 вторичного элемента, взаимодействуя с бегущим магнитным полем, создают тяговые усилия F_T, F_T1 и F_T2, перемещающие высокоскоростной транспортный экипаж в криволинейном участке. Бегущее магнитное поле в криволинейном участке наводит электродвижущие силы и токи в дополнительных стержнях 4 и 5 (фиг.2), которые при взаимодействии с бегущим магнитным полем создают механические усилия F₁-F₈. При вхождении высокоскоростного транспортного экипажа в криволинейный участок при взаимодействии токов в дополнительном стержне 5 с бегущим магнитным полем создается механическое усилие F₄, которое разлагается на усилие F₅, помогающее высокоскоростному транспортному экипажу вписываться в криволинейный участок, и усилие F₆, которое добавляется к тяговому усилию F_T1. При движении транспортного экипажа в криволинейном участке при взаимодействии тока в самом длинном дополнительном стержне 4 с бегущим магнитным полем создается механическое усилие F₁, которое разлагается на усилие F₂, помогающее высокоскоростному транспортному экипажу вписаться в криволинейный участок, и усилие F₃, которое суммируется с основным тяговым усилием F_T.

Усилие F₂ больше, чем усилие F₅. При выходе из криволинейного участка пути в результате взаимодействия тока в дополнительном стержне 5 с бегущим магнитным полем создается механическое усилие F₇, которое разлагается на усилие F₈, помогающее вписыванию высокоскоростного экипажа в криволинейный участок, и усилие F₉, которое суммируется с тяговым усилием F_T2. Усилие F₈ меньше усилия F₂. Таким образом высокоскоростной транспортный экипаж входит в криволинейный участок пути плавно, т.к. усилия, помогающие вписыванию его в криволинейный участок, возрастают и имеют максимальное значение в центре кривой, а затем усилия, вписывающие экипаж в криволинейный участок, плавно уменьшаются.

По сравнению с прототипом данный вторичный элемент ЛАД обеспечивает плавное вписывание высокоскоростного транспортного экипажа в криволинейный участок.

Изобретение относится к электротехнике, к линейным асинхронным двигателям и может использоваться в высокоскоростном транспорте. Технический результат состоит в повышении плавности прохождения криволинейных участков высокоскоростным транспортным экипажем. Электропроводящая часть 1 вторичного элемента содержит стержни 2, замкнутые с обеих сторон шинами 3. Стержни 2 перпендикулярны шинам 3 и снабжены дополнительными стержнями, электрически соединенными с шиной 3, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке. Самый длинный дополнительный стержень 4 расположен в центре шины 3, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке, а длины дополнительных стержней 5 и 6, расположенных слева и справа от дополнительного стержня 4, равномерно уменьшаются по мере удаления от самого длинного дополнительного стержня 4 и становятся равными нулю в прямолинейных участках. 2 ил.

Вторичный элемент линейного асинхронного двигателя, содержащий электропроводящую и магнитопроводящую части, электропроводящая часть включает в себя стержни, замкнутые с обеих сторон шинами, стержни перпендикулярны шинам и в криволинейном участке снабжены дополнительными стержнями, соединяющими их электрически с участками шины, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке, а дополнительные стержни расположены по отношению к участкам шины под углом, отличным от прямого, отличающийся тем, что дополнительные стержни имеют разную длину, причем самый длинный дополнительный стержень расположен в центре шины, образующей внешнюю дугу в криволинейном участке, а длины дополнительных стержней, расположенных справа и слева от него, равномерно уменьшаются и становятся равными нулю в прямолинейных участках.