RU2681574C2 - Cargo transportation system with unitary traction-levitation linear electric drive - Google Patents
Cargo transportation system with unitary traction-levitation linear electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681574C2 RU2681574C2 RU2017121572A RU2017121572A RU2681574C2 RU 2681574 C2 RU2681574 C2 RU 2681574C2 RU 2017121572 A RU2017121572 A RU 2017121572A RU 2017121572 A RU2017121572 A RU 2017121572A RU 2681574 C2 RU2681574 C2 RU 2681574C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- utlep
- linear electric
- transport
- levitation
- traction
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/04—Magnetic suspension or levitation for vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/10—Combination of electric propulsion and magnetic suspension or levitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61B13/00—Other railway systems
- B61B13/08—Sliding or levitation systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
- Non-Mechanical Conveyors (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к грузовым технологическим транспортным системам, а именно к грузовым монорельсовым системам с тягово-левитационными устройствами. Оно может быть использовано для решения широкого круга логистических задач, требующих высоких скоростей движения.The present invention relates to freight technological transport systems, namely to freight monorail systems with traction and levitation devices. It can be used to solve a wide range of logistic tasks requiring high speeds.
Известна [1] транспортная система [патент РФ №2123946, МПК B60L 13/10, опубл. 27.12.1998 г.] содержащая транспортное средство с магнитом, путепровод с запитанной током обмоткой в виде наклонной спирали и ограничитель перемещений транспортного средства. Технический результат заключается в возможности перемещения транспортного средства вдоль пути только за счет его магнитного взаимодействия с обмоткой путепровода, т.е. без использования специального линейного двигателя, а также в уменьшении отклонения транспортного средства от заданного направления движения и предотвращения перевертывания. Недостатками [1] являются невозможность снижения величины технического коэффициента тары транспортного средства из-за установки магнитов на транспортном средстве и требование увеличенного зазора из-за наклона катушек.Known [1] transport system [RF patent No. 2123946, IPC B60L 13/10, publ. December 27, 1998] containing a vehicle with a magnet, an overpass with a current-wound winding in the form of an oblique spiral, and a vehicle travel limiter. The technical result consists in the possibility of moving the vehicle along the path only due to its magnetic interaction with the winding of the overpass, i.e. without using a special linear motor, as well as in reducing the deviation of the vehicle from a given direction of movement and preventing overturning. The disadvantages [1] are the inability to reduce the technical coefficient of the tare of the vehicle due to the installation of magnets on the vehicle and the requirement for increased clearance due to the tilt of the coils.
Известен [2] ограничитель перемещений транспортного средства [патент РФ №2199451, МПК В60 13/00, опубл. 27.02.2003 г.], содержащий 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. Недостатком [2] является существенное увеличение массы тары при введении постоянных магнитов в систему позиционирования транспортного средства.Known [2] the limiter of the vehicle [RF patent No. 2199451, IPC B60 13/00, publ. February 27, 2003], containing current-powered stator windings in the form of helical spirals, the turns of which are parallel to the direction of movement of the vehicle, and magnetic field sources mounted on the vehicle in such a way that, when interacting with them, the stator windings provide a continuous sequence of stabilization belts vehicle position when driving. The technical result obtained from the use of the present invention is to provide conditions for lateral stabilization of the position of the vehicle with magnetic field sources installed on it using the “magnetic potential well” effect as a function of the distance between the electrically conductive turns of the travel limiter and the vehicle’s magnetic sources. 2 ill. The disadvantage of [2] is a significant increase in tare with the introduction of permanent magnets in the positioning system of the vehicle.
Наиболее близким по существу заявляемого изобретения прототипом является [3] базовый элемент транспортной системы [патент РФ №2247040, МПК B60L 13/10, опубл. 27.02.2005 г.] содержащий путепровод с электромагнитом, обмотка которого размещена вдоль путепровода. Витки обмотки расположены в плоскостях, наклоненных относительно направления движения транспортного средства. Имеются ограничитель перемещения транспортного средства и транспортное средство с установленными на нем источниками магнитного поля. Обмотка электромагнита разделена на секции, образующие последовательность поясов ускорения транспортного средства по мере его перемещения относительно путепровода. Недостатком прототипа [3] является возможность движения транспортного средства только в одном направлении, определяемом наклоном витков обмотки.The closest to the merits of the claimed invention, the prototype is [3] the basic element of the transport system [RF patent No. 2247040, IPC B60L 13/10, publ. February 27, 2005] containing an overpass with an electromagnet, the winding of which is placed along the overpass. The turns of the winding are located in planes inclined relative to the direction of movement of the vehicle. There is a vehicle movement limiter and a vehicle with magnetic field sources installed on it. The winding of the electromagnet is divided into sections, forming a sequence of vehicle acceleration belts as it moves relative to the overpass. The disadvantage of the prototype [3] is the ability to move the vehicle in only one direction, determined by the slope of the turns of the winding.
Целью предполагаемого изобретения является создание скоростных грузопроводных монорельсовых транспортных систем с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом для использования в качестве эффективного технологического транспортного средства, способствующего решению логистических задач с высокими скоростями движения и защищенностью перевозимых грузов от внешних воздействий различного вида.The aim of the proposed invention is the creation of high-speed cargo monorail transport systems with a unitary traction-levitation linear electric drive for use as an efficient technological vehicle, contributing to the solution of logistics problems with high speeds and the protection of transported goods from various external influences.
Достижение цели осуществляется тем, что грузопроводная транспортная система содержит трассу, выполненную в виде соединенных цилиндрических трубчатых секций с установленными в них активными элементами унитарных тягово-левитационных линейных электроприводов (УТЛЭП). Активные элементы УТЛЭП, выполненные виде четырехблочных эллипсообразных сборок линейных двигателей, расположены на внутренней поверхности цилиндрических трубчатых секций трассы под острым углом к продольной оси и взаимодействуют с цилиндрическими корпусами автономных транспортных модулей, выполненными двухслойными из стали и алюминия, осуществляя левитацию, позиционирование и перемещение транспортных модулей по трассе с высокой скоростью. Для позиционирования транспортных модулей относительно продольной оси трассы в алюминиевом слое покрытия транспортного модуля имеются три продольные зоны электродинамического позиционирования (две верхних и одна нижняя). Их взаимодействие с концевыми линейными асинхронными двигателями УТЛЭП автоматически создает силы и моменты стабилизации.Achieving the goal is carried out by the fact that the freight transport system contains a route made in the form of connected cylindrical tubular sections with active elements of unitary traction-levitation linear electric drives (UTELEP) installed in them. The active elements of UTELEP, made in the form of four-block ellipsoid assemblies of linear engines, are located on the inner surface of the cylindrical tubular sections of the track at an acute angle to the longitudinal axis and interact with the cylindrical bodies of autonomous transport modules made of two-layer steel and aluminum, performing levitation, positioning and moving transport modules on the highway at high speed. For positioning the transport modules relative to the longitudinal axis of the track in the aluminum coating layer of the transport module, there are three longitudinal zones of electrodynamic positioning (two upper and one lower). Their interaction with the terminal linear induction motors of UTELEP automatically creates forces and moments of stabilization.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых показан пример выполнения грузопроводной транспортной системы с УТЛЭП. На Фиг. 1 представлена трасса с УТЛЭП и автономный транспортный модуль. На Фиг. 2 показано поперечное сечение трассы со схемой формирования и взаимодействия сил УТЛЭП.The essence of the invention is illustrated by drawings, which show an example of a cargo transportation system with UTELEP. In FIG. 1 shows the route with UTELEP and autonomous transport module. In FIG. Figure 2 shows a cross section of a route with a diagram of the formation and interaction of UTELEP forces.
На фигурах обозначены: 1 - верхний правый блок привода (левый вектор тяги), 2 - верхний правый блок привода (правый вектор тяги), 3 - нижний правый блок привода (правый вектор тяги), 4 - нижний правый блок привода (левый вектор тяги), 5 - верхний левый блок привода (левый вектор тяги), 6 - верхний левый блок привода (правый вектор тяги), 7 - трасса, 8 - автономный транспортный модуль, 9 - нижний левый блок привода (правый вектор тяги), F1 - левитационная сила левого борта, F2 - левитационная сила правого борта, F3, F4, F5, F6 - позиционирующие силы, ЛАД 1, ЛАД 3, ЛАД 5, ЛАД 9 - индукторы с вектором силы, перпендикулярным продольной оси транспортного модуля.The figures indicate: 1 - the upper right drive unit (left thrust vector), 2 - the upper right drive block (right thrust vector), 3 - the lower right drive block (right thrust vector), 4 - the lower right drive block (left thrust vector ), 5 - upper left drive unit (left thrust vector), 6 - upper left drive block (right thrust vector), 7 - track, 8 - autonomous transport module, 9 - lower left drive block (right thrust vector), F1 - levitation force of the left side, F2 - levitation force of the starboard side, F3, F4, F5, F6 - positioning forces,
Система работает следующим образом. По трассе 7, выполненной в виде соединенных цилиндрических трубчатых секций, лежащих на путевых опорах, с установленными в них активными элементами УТЛЭП, представляющими собой две четырехсекционные эллиптические сборки индукторов, общая малая ось эллипсов которых лежит в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси, а большие - в вертикальной плоскости, образуя острый угол с продольной осью трассы. При подаче трехфазного питания в фазы обмотки индукторов УТЛЭП формируется бегущая волна магнитного поля, создавая силовое взаимодействие с биметаллическим корпусом (сталь, алюминий) автономного транспортного модуля. Направление бегущей волны на всех режимах работы УТЛЭП - «снизу-вверх». Стартовый режим - «левитация» - осуществляется включением в работу всех восьми ЛАД, образующих сборку УТЛЭП. При этом силы тяги, направленные вдоль ЛАД, можно рассматривать как сумму сил, направленных вдоль оси трассы (тяговая) и перпендикулярно оси трассы (левитационная). При одновременной работе всех ЛАД суммарная сила тяги будет равна нулю, а левитационная - сумме всех восьми вертикальных составляющих сил ЛАД. Движение транспортного модуля осуществляется путем нарушения баланса тяговых сил в одну либо другую сторону при сохранении постоянной суммы левитационных сил. Позиционирование транспортного модуля относительно вертикальной оси трассы и ограничение угла поворота относительно продольной оси выполняют ЛАД 5 и ЛАД 1, формирующие стабилизирующие силы F3 и F4, взаимодействующие с верхней зоной электродинамического позиционирования реактивной части транспортного модуля, а также ЛАД 9 и ЛАД 3, взаимодействующие с нижней зоной электродинамического позиционирования реактивной части транспортного модуля и формирующие стабилизирующие силы F5 и F6. Боковое смещение или поворот транспортного модуля относительно продольной оси приводит к изменению площади взаимодействия ЛАД и зонами электродинамического позиционирования реактивной части, вызывая изменение величин сил взаимодействия F3, F4, F5, F6 и возвращая систему в положение их баланса.The system operates as follows. Along the
Грузопроводные транспортные системы с УТЛЭП обладают рядом существенных преимуществ перед другими видами транспорта. К этим преимуществам можно отнести следующее: отсутствие механического взаимодействия между трассой и транспортным модулем позволяет развивать скорости, ограниченные только силами аэродинамического сопротивления. Трасса не требует строительства бетонного или грунтового полотна, собирается в цилиндрических трубчатых секциях в надземном, эстакадном, подвесном, подземном, подводном, закрытом и герметически закрытом исполнении. При этом надземная прокладка трассы может быть выполнена при помощи стандартных опор трубопроводных систем, балочных систем, специальных эстакад и мостов, висячей на канатах, вантах, цепях и т.д., а подземная - с применением в т.ч. технологии бесканальной прокладки. Грузопроводная транспортная система с УТЛЭП в большинстве случаев обеспечивает непрерывную, надежную и безопасную эксплуатацию при самых неблагоприятных погодных условиях в любых климатических зонах.Cargo transportation systems with UTELEP have a number of significant advantages over other modes of transport. These advantages include the following: the lack of mechanical interaction between the route and the transport module allows you to develop speeds limited only by aerodynamic drag forces. The route does not require the construction of concrete or subgrade, is assembled in cylindrical tubular sections in overhead, overpass, suspended, underground, underwater, closed and hermetically sealed versions. In this case, the overhead laying of the route can be performed using standard supports of pipeline systems, beam systems, special flyovers and bridges, hanging on ropes, cables, chains, etc., and underground - using including channelless laying technology. The freight transport system with UTELEP in most cases provides continuous, reliable and safe operation in the most adverse weather conditions in any climatic zone.
Других известных технических решений с подобной совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителями не обнаружено. Трасса грузопроводной транспортой системы с УТЛЭП может быть изготовлена на оборудовании и собрана с использованием стандартных стальных труб и технологий монтажа газопроводов. Поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».Applicants have not found other well-known technical solutions with a similar set of essential features when conducting a search in scientific and technical literature and patent documentation. The pipeline route of the system with UTLEP can be manufactured on equipment and assembled using standard steel pipes and gas pipeline installation technologies. Therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИUSED SOURCES
1. Патент РФ RU №2123946, МПК B60L 13/10, опубл. 27.12.1998 года. Транспортная система, содержащая транспортное средство с магнитом, путепровод с запитанной током обмоткой в виде наклонной спирали и ограничитель перемещений транспортного средства.1. RF patent RU №2123946, IPC B60L 13/10, publ. 12/27/1998 years. A transport system comprising a vehicle with a magnet, an overpass with a current-wound winding in the form of an inclined spiral and a vehicle travel limiter.
2. Патент РФ RU №2199451, МПК B60L 13/00, опубл. 27.02.2003 года. Ограничитель перемещений транспортного средства, содержащий 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.2. RF patent RU No. 2199451, IPC B60L 13/00, publ. 02/27/2003 year. A vehicle movement limiter containing current-powered stator windings in the form of helical spirals, the turns of which are parallel to the direction of vehicle movement, and magnetic field sources mounted on the vehicle so that when the stator windings interact with them, a continuous sequence of stabilization belts of the vehicle’s position is ensured funds when driving.
3. Патент РФ RU №2247040, МПК B60L 13/10, опубл. 27.02.2005 года. Базовый элемент транспортной системы, содержащий путепровод с электромагнитом, обмотка которого размещена вдоль путепровода. Витки обмотки расположены в плоскостях, наклоненных относительно направления движения транспортного средства. Имеются ограничитель перемещения транспортного средства и транспортное средство с установленными на нем источниками магнитного поля. Обмотка электромагнита разделена на секции, образующие последовательность поясов ускорения транспортного средства по мере его перемещения относительно путепровода.3. RF patent RU No. 2247040, IPC B60L 13/10, publ. 02/27/2005 of the year. The basic element of the transport system, containing an overpass with an electromagnet, the winding of which is placed along the overpass. The turns of the winding are located in planes inclined relative to the direction of movement of the vehicle. There is a vehicle movement limiter and a vehicle with magnetic field sources installed on it. The winding of the electromagnet is divided into sections, forming a sequence of vehicle acceleration belts as it moves relative to the overpass.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121572A RU2681574C2 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Cargo transportation system with unitary traction-levitation linear electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121572A RU2681574C2 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Cargo transportation system with unitary traction-levitation linear electric drive |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017121572A RU2017121572A (en) | 2018-12-20 |
RU2017121572A3 RU2017121572A3 (en) | 2018-12-20 |
RU2681574C2 true RU2681574C2 (en) | 2019-03-11 |
Family
ID=64746770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017121572A RU2681574C2 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Cargo transportation system with unitary traction-levitation linear electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2681574C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4138260A (en) * | 1976-11-18 | 1979-02-06 | Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft | Photographic film unit with crosslinked neutralization layer |
US5433155A (en) * | 1991-11-18 | 1995-07-18 | O'neill, Deceased; Gerard K. | High speed transport system |
SU1809581A1 (en) * | 1990-03-19 | 1996-01-10 | Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения | Asynchronous traction-levitation system for vehicle |
RU2247040C1 (en) * | 2003-06-27 | 2005-02-27 | Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Transport system base element |
WO2012101535A2 (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-02 | Louw Andries Auret | A magnetic levitation or suspension vehicle |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121572A patent/RU2681574C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4138260A (en) * | 1976-11-18 | 1979-02-06 | Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft | Photographic film unit with crosslinked neutralization layer |
SU1809581A1 (en) * | 1990-03-19 | 1996-01-10 | Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения | Asynchronous traction-levitation system for vehicle |
US5433155A (en) * | 1991-11-18 | 1995-07-18 | O'neill, Deceased; Gerard K. | High speed transport system |
RU2247040C1 (en) * | 2003-06-27 | 2005-02-27 | Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Transport system base element |
WO2012101535A2 (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-02 | Louw Andries Auret | A magnetic levitation or suspension vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017121572A (en) | 2018-12-20 |
RU2017121572A3 (en) | 2018-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10370204B2 (en) | Transportation system | |
AU617253B2 (en) | Magnetic force system for low-friction transportation of loads | |
US3158765A (en) | Magnetic system of transportation | |
US3884154A (en) | Propulsion arrangement equipped with a linear motor | |
US3858521A (en) | Magnetic levitation guidance system | |
RU2643900C1 (en) | Transport system | |
WO2016037116A1 (en) | Vertical switching in a magnetic levitation guideway transportation system | |
US5253592A (en) | Magnetic levitation configuration incorporating levitation, guidance and linear synchronous motor | |
US20180030662A1 (en) | Rail-bound maglev train | |
RU2681574C2 (en) | Cargo transportation system with unitary traction-levitation linear electric drive | |
JP6730258B2 (en) | Levitation control system for transportation system | |
US5275112A (en) | Integrated null-flux suspension and multiphase propulsion system for magnetically-levitated vehicles | |
US5195615A (en) | Mine shaft conveyance system | |
RU2573135C1 (en) | Magnetic suspension of vehicle for combined overpass | |
US6492746B1 (en) | Current system for compensating the magnetic field produced by electric traction railways | |
KR20210070159A (en) | Magnetic drive device | |
Kireev et al. | High-speed container transport system | |
CN111669090A (en) | Method for determining the rotor position of an electric motor, elevator and electric converter unit | |
Yoshida et al. | Decoupled-control method of normal and thrust forces in linear induction motor for maglev vehicle marine-express me01 | |
JPH06165313A (en) | Physical distribution system | |
US20230412059A1 (en) | Electric stabilisers | |
RU2743753C1 (en) | Hybrid magnet without scattering fields for the maglev system | |
JPH0327703A (en) | Driving method of railway vehicle by synchronous type linear motor | |
RU2785716C1 (en) | Quarry transport installation | |
JP2009142137A (en) | Magnetic levitation propulsion device |