Транспортное средство на электромагнитном подвесе

 

Использование: экологически чистый транспорт на электромагнитном подвесе с линейным электроприводом. Сущность изобретения: устройство содержит каретки, расположенные вдоль его правого и левого бортов. На каждой каретке установлены вдоль путепровода два электромагнита и сбоку от них индуктор линейного электродвигателя. Магнитопроводы электромагнитов состоят из ярма и полюсов. Полюса электромагнитов, размещенные со стороны индуктора, выполнены в виде одной сплошной полосы. Данная конструкция, не нарушая заданного пути магнитного потока электромагнитов, при уменьшенном весе сохраняет необходимую жесткость, требуемую при боковом расположении индуктора. 3 ил.

Изобретение относится к подъемно-тяговым установкам на электромагнитном подвесе, а более конкретно к подъемно-тяговым устройствам с двумя электромагнитами, установленными вдоль направления путепровода, и с индуктором линейного электродвигателя, расположенным сбоку от электромагнитов.

Известно подъемно-тяговое устройство на электромагнитном подвесе, содержащее три электромагнита и индуктор линейного электродвигателя. Два электромагнита установлены один за другим вдоль направления путепровода, третий (двойной длины) - параллельно двум первым. Индуктор линейного двигателя расположен между парой электромагнитов и третьим электромагнитом.

В описанной конструкции вес транспортного средства, сила тяги и тормозная сила индуктора линейного электродвигателя равномерно без возникновения моментов (изгибающих и крутящих) передаются на электромагниты, связанные на каретке жестко в продольном направлении силовыми пластинами. Рабочий зазор в линейном электродвигателе поддерживается электромагнитами одновременно с удержанием заданного магнитного зазора между электромагнитами и ответными элементами путепровода.

Однако эта конструкция при повышенной устойчивости весьма громоздка и имеет увеличенный размер по ширине устройства, что может быть недопустимо при прохождении тоннелей и при строительстве путепровода в черте города.

Наиболее близким к описываемому является транспортное средство на электромагнитном подвесе, содержащее вагон, с корпусом которого упруго связаны каретки, несущие по два установленных один за другим вдоль продольной оси вагона электромагнита с магнитопроводами, состоящими из ярма и полюсов, и по одному индуктору линейного электродвигателя, и путевое полотно с ферромагнитными рельсами и вторичным элементом линейного электродвигателя.

Недостатком прототипа является то, что для создания жесткой конструкции каретки (необходимо для надежности процесса регулирования заданного рабочего зазора между кареткой и ответной частью путепровода) с двумя электромагнитами, расположенными один за другим в продольном направлении, и закрепленным сбоку индуктором линейного электродвигателя, следует ввести более мощные, чем в аналоге, продольные силовые пластины, так как, кроме вертикальных и горизонтальных сил от веса, тяги, подъемных сил электромагнитов и тормозных сил, появляются дополнительные нагрузки от изгибающего и крутящего моментов консольно закрепленного индуктора линейного электродвигателя. Более мощные продольные силовые пластины влекут за собой увеличение веса и габаритов, что нежелательно для транспорта на электромагнитном подвесе.

Задача изобретения - создание компактной конструкции подъемно-тягового устройства транспортного средства на электромагнитном подвесе с приемлемыми габаритами по ширине при сохранении требуемой жесткости конструкции без увеличения ее веса.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Транспортное средство на электромагнитном подвесе содержит каретки, размещенные вдоль бортов вагона. На каждой каретке установлены один за другим вдоль продольной оси вагона два электромагнита с магнитопроводами, состоящими из ярма и полюсов, и расположенный сбоку от электромагнитов индуктор линейного электродвигателя. В состав транспортного средства входит также путевое полотно с ферромагнитными рельсами и вторичным элементом линейного электродвигателя. Устройство отличается от прототипа тем, что два полюса соседних электромагнитов выполнены в виде одной сплошной полосы. При этом упомянутая сплошная полоса может быть расположена со стороны индуктора линейного электродвигателя. Полюса электромагнитов имеют толщину 12-25 мм, которая необходима для прохождения заданного магнитного потока. Этой же толщины достаточно при выполнении двух полюсов в виде единой полосы (учитывая вертикальность ее расположения) для обеспечения прочности и жесткости каретки с боковым расположением индуктора. Причем с прочностной и компоновочной точек зрения выгодно использовать полюса, выполненные в виде единой полосы, для крепления индуктора линейного электродвигателя немагнитными силовыми элементами. При этом отпадает необходимость использовать дополнительные продольные и поперечные приспособления для крепления индуктора.

Таким образом, скомпонованная по описанной силовой схеме каретка имеет минимально возможные по ширине габариты, меньший по сравнению с прототипом вес при сохранении необходимой прочности благодаря тому, что полюса, выполненные в виде одной сплошной полосы, по прочности и жесткости не требуют дополнительных силовых связей. Чтобы не нарушать управления электромагнитами достаточно создать разрыв магнитопровода между соседними электромагнитами хотя бы в одном месте. Это предотвратит замыкание магнитного потока одного электромагнита через ярмо другого, что и имеет место в данной конструкции.

Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен поперечный разрез описываемого транспортного средства; на фиг. 2 - вид сбоку на каретку со стороны электромагнитов, у которых два полюса выполнены в виде одной сплошной полосы (разрез А-А на фиг. 1); на фиг. 3 - вид сверху на электромагниты и индуктор линейного электродвигателя каретки.

Устройство выполнено следующим образом.

Путепровод 1 предназначен для перемещения вдоль него вагона 2 транспортного средства на электромагнитном подвесе. Привод вагона 2 осуществляется линейным электродвигателем. По бортам вагона 2 расположены подъемно-тяговые узлы, предназначенные для взаимодействия с элементами путепровода 1 при осуществлении электромагнитного подвеса и тяги. Устройство содержит также каретки 3. Каждая каретка 3 снабжена двумя установленными один за другим вдоль продольной оси вагона 2 электромагнитами 4 и расположенным сбоку от них индуктором 5 линейного электродвигателя. Электромагниты 4 включают в себя катушки 6, намотанные на ярмо 7 магнитопровода, имеющего вертикальные полюса 8 и 9. Причем два полюса 8 соседних электромагнитов одной каретки 3 выполнены в виде одной сплошной полосы. Индуктор 5 расположен на каретке 3 со стороны полюсов 8, выполненных в виде одной сплошной полосы. Полюс 8 играет роль силового элемента каретки 3, поэтому к нему немагнитными шпильками прикреплена немагнитная силовая плата 10 индуктора 5.

Устройство работает следующим образом.

После сборки каретки 3 из двух электромагнитов 4, установленных один за другим вдоль направления движения, и индуктора 5, прикрепленного своей силовой платой 10 немагнитными шпильками к полюсу 8, выполненному в виде сплошной полосы, два электромагнита и индуктор каждой каретки образуют компактную по ширине, прочную и жесткую силовую конструкцию. Эта конструкция без деформаций передает силы вертикального подвешивания, тяги, тормозные силы, изгибающие и крутящие моменты на силовые элементы каретки после того, как на электромагниты 4 и индукторы 5 линейных электродвигателей будет подано питание.

При движении вагона 2 вдоль путепровода 1 жесткая конструкция двух электромагнитов и индуктора каждой каретки 3 позволяет выдерживать горизонтальную плоскость рабочих поверхностей электромагнитов и индуктора. Тем самым, кроме указанных выше преимуществ данного устройства, обеспечивается поддержание заданного магнитного зазора по всей рабочей поверхности, а датчик зазора может быть установлен либо на поверхности электромагнита, либо на индукторе.

Использование полюса 8 электромагнитов 4 в качестве силовой пластины позволяет отказаться от дополнительных крепежных приспособлений для крепления индуктора линейного электродвигателя к боковой поверхности электромагнита. Это уменьшает вес узлов крепления и вес каретки в целом.

Формула изобретения

ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОДВЕСЕ, содержащее вагон, с корпусом которого упруго связаны каретки, несущие по два установленных один за другим вдоль продольной оси вагона электромагнита с магнитопроводами, состоящими из ярма и полюсов, и по одному индуктору линейного электродвигателя, и путевое полотно с ферромагнитными рельсами и вторичным элементом линейного электродвигателя, отличающееся тем, что два полюса соседних электромагнитов каждой каретки выполнены в виде одной сплошной полосы, а индуктор линейного электродвигателя расположен сбоку от упомянутой полосы и прикреплен к ней немагнитными силовыми элементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3