Подъемно-тяговое устройство для транспортной системы на магнитной подвеске Советский патент 1993 года по МПК B60L13/04 

J

8

г

СО

С

Использование: на линиях пригородного и междугородного сообщения. Сущность изобретения: на экипаже установлены автономно управляемые электромагниты 1, причем каждая пара электромагнитов 1, расположенных по одну сторону от продольной оси рамы 4 имеет жесткую связь между собой, и одна из пар жестко связана с рамой, а другая пара электромагнитов 1 связана с рамой 4 с возможностью поворота на оси 6, причем концы электромагнитов 1 этой пары связаны с рамой 4 через упругодиссипативные элементы 8. 3 ил.

/1

фиг.1

00

00

о со со

со

Изобретение относится к новым видам транспорта, а имгмно к транспорту на электромагнитной подвеске, и может быть использовано в линиях пригородного и междугородного сообщения.

Известен тяго-подъемный модуль транспортной системы на электромагнитной подвеске, содержащий два автономно управляемых расположенных один за другим вдоль направления движения электромагнита левитации и стабилизации, расположенную в центре модуля одну часть линейного электродвигателя и расположенный по другую сторону от упомянутой части двигателя по отношению к первым двум электромагнитам третий автономно управляемый электромагнит удвоенной длины. Такой модуль является автономным и имеет вытекающие из этого преимущества. Кроме того, небольшое количество электромагнитов на модуле (три) делает его достаточно надежным. Однако выход из строя электромагнита удвоенной длины может привести к аварийной ситуации ввиду значительного уменьшения подъемной силы.

Ближайшим к заявленному по техниче- скрй сущности и достигаемому эффекту является подъемно-тяговое устройство для транспортной системы на магнитной подвеске, включающее в себя четыре автономно управляемые электромагнита, расположенных парами симметрично по сторонам от установленной на раме одной части линейного электродвигателя. Это устройство, как и вышеописанное, является автономно устойчивым. При этом, в отличие от вышеописанного устройства, выход из строя одного электромагнита не приводит к недопустимому изменению подъемной силы.

Однако жесткая установка электромагнитов на раме требует весьма громоздкой системы управления электромагнитами, т.е. значительной массы и размеров управляющей аппаратуры. Кроме того, такая конструкция требует идеального изготовления и монтажа устройства, полюса всех электромагнитов которого должны лежать строго в одной плоскости, а центр масс устройства должен быть в центре симметрии. Соблюдение этих требований при условии, что рабочий зазор между устройством и путевым полотном 10 мм, а длина устройства 2 м, весьма затруднительно. Несоблюдение этих требований приводит к неустойчивости устройства.

Цель изобретения - повышение надежности путем повышения устойчивости и снижения требований к точности изготовления.

Цель достигается тем, что в подъемно- тяговом устройстве для транспортной системы на магнитной подвеске, содержащей закрепленную на днище экипажа раму, на

которой по ее продольной оси закреплена одна часть одностороннего линейного двигателя, для взаимодействия с другой его частью, расположенной на пути, а расположенные попарно друг за другом в каждой

0 паре симметрично относительно продольной оси рамы по обе стороны от первой части линейного двигателя четыре автономно управляемых электромагнита, одни из которых, расположенные с одной стороны,

5 жестко связаны с рамой, два других электромагнита обращенными друг к другу концами соединены жестко и установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости на оси, жестко закрепленной на

0 раме и пропущенной через узел их соединения и перпендикулярной продольной оси рамы, а другими концами связаны с рамой через упругодиссипативные элементы. Отличительные признаки изобретения

5 обеспечивают шарнирную связь узла жесткой связи пары электромагнитов и упруго- диссипативную связь свободных концов этих электромагнитов с рамой устройства в плоскости тангажа.

0 В результате, кроме имеющихся степеней свободы устройства, за счет вторичной подвески появляется еще одна степень свободы - возможность поворота одной пары электромагнитов по тангажу. Благодаря это5 му вектор суммарной силы притяжения мо- жет занять симметричное положение даже при несимметричной конструкции, обусловленной неточностью изготовления и монтажа. Это, в свою очередь, обеспечивает

0 устойчивость устройства. Кроме того, предлагаемая конструкция приводит к уменьшению массы узлов системы управления. Суть проблемы уменьшения массы системы управления сводится к тому, что в такой систе5 ме управляемые массы в рамках автономно устойчивого устройства делятся на две: одна - рама с двумя электромагнитами, вторая - поворотные вокруг оси жестко скрепленные два электромагнита.

0 На фиг.1 представлен вид сбоку подъемно-тягового устройства для транспортной системы на магнитной подвеске; на фиг,2 - вид сверху; на фиг.З - сечение по поворотному узлу (А-А).

5 Подъемно-тяговое устройство для транспортной системы содержит четыре автономно управляемых электромагнита 1, расположенных парами симметрично относительно одной части одностороннего линейного электродвигателя (статора) 2.

Каждая пара электромагнитов имеет жесткие связи 3 одного электромагнита 1 с другим. Четыре электромагнита 1 (по два в ряд) и статор 2 расположены на общей раме 4. Одна пара электромагнитов жестко связана через кронштейны 5 с рамой 4, а другая пара электромагнитов 1 поворотно установлена на оси 6, проходящей через узел связи 3. Ось 6 жестко крепится к раме 4 кронштейнами 7. Свободные концы этой пары электромагнитов 1 связаны с рамой 4 упругодиссипативными связями 8. Такая установка этой пары электромагнитов 1 дает возможность этой паре перемещаться в плоскости тангажа на небольшой угол относительно другой жестко закрепленной пары электромагнитов. Упругодиссипативные связи 8 могут представлять собой резино- металлические наборные элементы, собран- ные в блок, работающий на сдвиг в вертикальной плоскости. Такой упругодисси- пативный элемент имеет небольшие габариты и достаточно стабильные характеристики при работе на сдвиг. Рабочие поверхности электромагнитов 1 и статора 2 образуют общую горизонтальную плоскость. Каждый электромагнит имеет свою автономную систему управления с датчиком 9.

Подъемно-тяговое устройство может перемещаться автономно относительно экипажа транспортного средства в вертикальном и поперечном направлениях, а также поворачиваться по углам крена, тангажа и рыскания, как обычно в аналогичных транспортных системах на магнитной подвеске, предполагающих вторичную подвеску подъемно-тягового устройства к экипажу.

Устройство работает следующим образом,

При одновременной подаче питания на электромагниты 1 они притягиваются к ферромагнитному рельсу путевого полотна с за- данным магнитным зазором. При включении статора 2 линейного электродвигателя устройство приходит в движение вдоль путевого полотна. При этом четыре электромагнита обеспечивают левитацию этого устройства. Боковая стабилизация устройства осуществляется за счет П-образной конфигурации как электромагнитов, так и ферромагнитных рельсов путевого полотна. Левитационные силы, возникающие при работе электромагнитов 1, удерживают устройство не только в вертикальной плоскости, но и по углу тангажа и крена. Перемещения по углу тангажа и крена наиболее рационально производить, прикладывая силы к трем точкам на раме, что и имеет

место в предложенной конструкции, когда двумя точками приложения сил являются центры масс двух электромагнитов 1, жестко закрепленных на раме 4, а третьей - ось 6 двух других жестко сцепленных между собой электромагнитов 1.

Таким образом, освобождение пары электромагнитов в плоскости тангажа приводит четырехточечную подвеску к трехточечной, что способствует облегчению

установки рабочей поверхности подъемно- тягового устройства параллельно путевому полотну, а также упрощению системы управления за счет разделения массы устройства на две (пара электромагнитов на оси и

пара электромагнитов на раме).

Формула изобретения Подъемно-тяговое устройство для транспортной системы на магнитной подвеске, содержащее закрепленную на днище экипажа раму, на которой по ее продольной оси закреплена одна часть одностороннего линейного двигателя, взаимодействующая с другой его частью, расположенной на пути,

и расположенные попарно друг за другом в каждой паре и симметрично относительно продольной оси рамы по обе стороны от первой части линейного двигателя четыре автономно управляемых электромагнита,

одни из которых, расположенные с одной стороны, жестко связаны с рамой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, два других электромагнита об- ращенными друг к другу концами соединены жестко и установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости на оси, проходящей через узел их соединения и перпендикулярной к продольной оси рамы, а другими концами связаны с рамой через

упругодиссипативные элементы.

П±

ттт

±5Г

V

+

±.