CN1170712C - 直线电机推进系统及运载工具 - Google Patents

Abstract

本发明是一种直线电机推进系统及由其构成的运载工具——空中自行缆车。该直线电机推进系统的长次级是安装固定在牵引钢索下面的安装限位板上，初级是安装在纵向中间吊拉双钢缆上的悬挂行走系统的动滑轮组机架箱体里面和次级一同工作；它也能很方便地安装使用在其它各种缆车的悬挂行走系统中。该推进系统与悬挂行走系统、输送电力接受装置、电力控制变速柜、流线型车箱体等一起构成了又一种简单、轻便、低成本、低噪音、大推力和操作方便的新型空中自行缆车。

Description

直线电机推进系统及运载工具

本发明涉及一种直线电机推进系统及由其构成的运载工具——空中自行缆车。

在现有技术中，使用直线电机推进系统推动的空中自行缆车(见发明专利《直线电机推进系统推动的空中自行缆车》申请文件；申请日：2000年5月29日；申请号：00107786.4)是设计行走在旧方式吊拉的单、双钢缆上的，其直线电机推进系统是安装在空中自行缆车自动越障悬挂行走系统(见发明专利《空中自行缆车自动越障悬挂行走系统及配套装置》申请文件；申请日：2000年5月8日；申请号：00106271.9)里工作的。该空中自行缆车的自动越障悬挂行走系统是按旧有方式吊拉的单、双钢缆上的使用要求设计的，它不适宜行走在从纵向中间吊拉的双钢缆上，这就使得这类直线电机推进系统推动的空中自行缆车，不能满足在城市空中公共交通运输网络的运行钢缆网络多样化趋势中将会大量使用从纵向中间吊拉的双钢缆组成的行走钢缆网的实际使用需要。

本发明的任务是提供一种结构简单、轻便、成本低、操作方便、大推力、低噪音和能方便地安装在各类悬挂行走系统里工作(主要就是安装在纵向中间吊拉的双钢缆上使用的悬挂行走系统里工作)的直线电机推进系统及由其构成的运载工具——空中自行缆车，以满足城市空中公共交通运输网络必将大量使用从纵向中间吊拉的双钢缆组成的行走钢缆网和运行钢缆网络多样化的实际使用需求。

直线电机推进系统及运载工具大体上可分为输送电力接受装置、电力控制变速柜、直线电机组和悬挂行走系统等四大部件；安装和固定这四大部件的机架座载体与它们一起构成了运载工具毛坯，加上一个外壳箱体就构成了一个基本完整的运载工具——空中自行缆车(附图1示)。电力螺旋浆推进系统(见发明专利《电力螺旋浆推进系统及运载工具》申请文件；申请日：2000年3月8日；申请号：00102886.3)和直线电机推进系统推动的空中自行缆车的说明书均对上述同类部件已有说明，如输送电力接受装置(受电臂或受电弓，或微波输送电力接受装置，或激光输送电力接受装置等)，电力控制变速柜(其中装配有大功率的变压变频逆变器，或变频调速、调压调速等等各种通用电气的调、变电装置等)和流线型的载客车箱体均可视为现有技术从略。本发明选用的在纵向中间吊拉双钢缆上的悬挂行走系统，已在发明专利《纵向中间吊拉双钢缆上的自行缆车悬挂行走系统》申请文件(申请日同本发明专利申请日，申请号暂不知)的说明书中有较详细的说明，这里也视为现有技术和非本专利主题而从略。虽然发明专利《直线电机推进系统推动的空中自行缆车》申请文件的说明书已对空中自行缆车的直线电机推进系统有了较为详细的说明，但是这两种直线电机推进系统安装使用的载体——悬挂行走系统截然不同，不仅它们适用的行走钢缆要求不同，而且它们在安装结构和外形上均有较大差异；虽然其结构原理也有相类似的地方，但前专利申请文件说明书中未能有意识地详细进行说明，故我以为应再对本发明直线电机推进系统及由其构成的运载工具——空中自行缆车的构成、安装和使用方法等作较为详细的说明，以有利于推广使用和迅速发展。本发明直线电机推进系统的直线电机目前宜采用单边短初级结构。其长次级可用铝板制作，是由与行走双钢缆近似平行的牵引双钢索吊拉悬挂在行走双钢缆下方中间。直线电机的初级是安装在缆车悬挂行走系统的动滑轮组机架箱体里面和次级一同工作的(见附图2示)。附图1和附图2里的1所示为空中自行缆车的从纵向中间吊拉的行走双钢缆。其2所示为直线电机的长次级链，它是安装固定在4所示的安装限位板上，再与该安装限位板一同被安装固定在7所示的牵引钢索下面作为直线电机推进系统的公用次级使用。3所示为直线电机的单边短初级，其上边露出两边的绕组端部用保护它的环氧树脂或绝缘漆等密封。11所示为联接固定初级铁心与其联接机架的联接钢板。5所示为初级的联接机架，它在10所示的机架座里可以垂直上、下移动，并由它下面的9所示的压力弹簧紧紧地向上托起，使初级尽可能近地紧紧贴近次级以减小气隙。8所示为初级联接机架的垂直限位销，可以随机架在机架座里的垂直滑道上、下移动并防止机架越位。6所示为安装固定在机架两边上的限位导轮，轮外缘紧压在次级上面的安装限位板上并可在运行中转动行走。调整限位导轮直径(换用不同尺寸大小的轮箍)，或者调整限位导轮轴与安装限位板之间的距离(限位导轮轴在机架里也可以上、下移动并被机械方法固定)，就可以调节初、次级之间的气隙以保证直线电机发出最大的功率。初级的电源线可使用通常方法沿动滑轮组机架箱体下面接入。当初级通电并作直线运行时，次级、安装限位板和安装固定它们的牵引钢索是固定不动的，它们同时承受着巨大的反作用推动力。初级沿着长次级下平面快速直线运行时产生的巨大推动力带动其联接机架等推动该悬挂行走系统及吊挂在其下面的缆车箱体一同沿着行走钢缆前进。直线电机推进系统可以是由一台至若干台直线感应电动机初级分别安装在一个至若干个动滑轮组机架箱体里构成，也可以是由一组至若干组直线感应电动机初级组分别安装在一个至若干个动滑轮组机架箱体里构成。在大缆车的大功率的要求下，其中的每一组直线电机初级组可由3个同功率的直线电机初级串接组成，即由若干个小功率的直线电机组合成了大功率的能产生大推力的直线电机推进系统。根据大、中、小、微不同规格的空中自行缆车对功率需求不同可以选择使用不同功率的直线电机和确定其需要使用的数量。也可以根据使用需求搭配安装使用大、小功率不同的直线电机，或者分别组合成大功率直线电机推进系统和小功率直线电机推进系统等，再由它们联合成可变换功率的总的直线电机推进系统来使用。空中自行缆车在下坡和近似水平区段钢缆上运行时可以只启动部分直线电机(组)，在爬陡坡时就可以开动全部直线电机(组)以获得足够大的上坡推力。也可以采用大功率直线电机(组)运行，另加小功率直线电机(组)爬坡时使用，或者反之进行各种功率组合方式，以满足各种不同的实际使用需要。操纵电力控制变速柜以控制变化输入初级的电压、频率等来改变控制直线电机初级的运行状态即达到操纵控制空中自行缆车的运行状态。直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车的制动可以使用通常的机械和电气方式。如对电机作反接制动，能耗制动，机械限位(机械缓冲)等，以及使用测速传感器和可控交流调压器的自动控制系统等，均可依具体使用要求再确定。本发明直线电机推进系统的直线电机也可以选用双边短初级结构，但2根牵引钢索得从水平并列改为止、下竖直排列，且长次级及安装限位板均被竖直夹挂在牵引钢索上面。双边短初级也同样竖立在次级两边并紧贴近次级平面，其余的两套联接机架、限位导轮、压力弹簧、机架座等，均同样改为按竖直方向要求排列安装固定在动滑轮组机架箱体两边箱壁板上。这种结构的精度要求较高，不易实现，并且在运行中阻力、磨损、能量损耗、振动、摆动和噪音等均较大一些。在资金充裕条件下，也可以使用直线同步电机来组成空中自行缆车的直线电机推进系统，方法和上述类似。在特殊要求下，直线电机推进系统可以与电力螺旋浆推进系统合装在一辆空中自行缆车里使用。在旧方式吊拉的单、双钢缆情况下，本发明直线电机推进系统的直线电机组照样可以安装在该自动越障悬挂行走系统里的动滑轮组机架箱体与自动挂钩机架箱体对里面工作。总之，本发明直线电机推进系统可以很方便地安装使用在各类悬挂行走系统里并构成各式各样的适于在各种方式吊拉的单、双钢缆(或轻型钢轨)上运行的运载工具——新型的空中自行缆车。

本发明直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车比较旧方式吊拉的单、双钢缆上行走的直线电机推进系统推动的空中自行缆车，同样是使用电力而干净无污染，但是本发明的结构更简单、更轻便、成本更低、操作更方便；都是大推力、低噪音，都能满足城市空中公共交通运输网络的基本使用要求，但是本发明直线电机推进系统不仅可以普遍安装使用在缆车其它各类悬挂行走系统里而适用于各种方式吊拉的单、双钢缆上，并且它主要就是安装在纵向中间吊拉双钢缆(或轻型钢轨)上的悬挂行走系统里使用，因而这种空中自行缆车的应用前景更宽广，它能够满足在城市空中公共交通运输网络的运行钢缆网多样化趋势中，将大量使用从纵向中间吊拉的双钢缆(或轻型钢轨)组成的行走钢缆网的发展实际使用需要。这就为空中自行缆车进行城市空中公共交通网络运输提供了更多的选择和开拓了更宽广美好的前景，为解决“城市交通难”而进行的城市空中公共交通运输网络建设奠定了更加坚实、更加丰厚和切实可行的技术、物资基础。

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步的详细说明。

图1所示是本发明直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车的示意图。其中1示为从纵向中间吊拉的缆车行走双钢缆；2示为由牵引钢索吊拉安装固定的直线电机推进系统的长次级链。该直线电机推进系统的直线电机组初级就是安装在缆车悬挂行走系统的动滑轮组机架箱体里面与长次级共同构成了空中自行缆车的完整的直线电机推进系统。电源电力经受电臂进入缆车里的电力控制变速柜，经操纵控制调变后由导线接入直线电机组初级，初级立即沿长次级下平面直线运行并通过机架与机架座等带动缆车按控制变化要求向前运行。

图2所示是纵向中间吊拉双钢缆上的自行缆车悬挂行走系统的动滑轮组机架箱体的横剖面和直线电机组初级及长次级的结构、安装示意图。直线电机组的长次级可以根据需要采用铝板或其它材质来制作；吊拉、安装和固定长次级的牵引钢索可以附带安装固定在吊拉行走双钢缆的钢梁架上。直线电机推进系统和由其构成的运载工具——空中自行缆车的各种零部件，都应根据各种不同的实际使用需求及资金条件等来选用不同的材质，进行不同方式的联接与安装，以及制作成便于使用的各式各样不同的形状。

本发明的最佳实施方案之一，是图1所示的直线电机推进系统及其运载工具——空中自行缆车。它由3个动滑轮组机架箱体和2个箱体联接机架等组成其悬挂行走系统，一对受电臂，一个车箱体，一台电力控制变速柜，和由3组直线感应电机组初级(每组3个同功率电机初级串接成)组成的直线电机推进系统，外加一条公用的直线电机长次级链由牵引钢索固定悬挂在缆车行走双钢缆中间下面。该方案适合于大型空中自行缆车选用。详细的技术数据、选材、零部件规格尺寸等应依实际的具体使用要求来设计制订。

Claims (10)

1、直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，是由直线电机推进系统、输送电力接受装置、电力控制变速柜、悬挂行走系统和流线型车箱体等部分一起构成；其特征在于：直线电机推进系统的直线电机可以采用单边短初级结构，其长次级是安装固定在安装限位板上并与该板一同被安装固定在牵引钢索下面作为直线电机推进系统的公用次级使用；与行走钢缆近似平行的牵引钢索被吊拉悬挂在行走钢缆下方，直线电机的初级(组)就是安装在该悬挂行走系统的动滑轮组机架箱体里面和次级一同工作的；初级两边绕组端部被保护它的环氧树脂或绝缘漆等密封；联接钢板把初级铁心与其联接机架联接固定在一起，初级的联接机架在机架座里可以上、下移动，并由下面的压力弹簧紧紧地向上顶起以使初级尽可能近地贴近次级来减小气隙；初级联接机架的垂直限位销使机架在许可的范围内移动；安装固定在机架两边上的限位导轮，轮外缘紧压在次级上面的安装限位板上并可在运行中转动行走，调整限位导轮直径或者调整限位导轮轴与安装限位板之间的距离，就可以调节初、次级之间的气隙以保证直线电机发出最大的功率；初级电源线沿动滑轮组机架箱体下面接入；其特征在于：当初级通电并作直线运行时，次级，安装限位板和安装固定它们的牵引钢索是固定不动的，而是初级带动机架等推动该悬挂行走系统及其下面的缆车箱体一同沿着钢缆向前进；其特征在于：直线电机推进系统可以是由一台至若干台直线电机初级分别安装在一个至若干个动滑轮组机架箱体里构成，也可以是由一组至若干组直线电机初级组分别安装在一个至若干个动滑轮组机架箱体里构成；在大缆车的大功率的要求下，其中的每一组直线电机初级组可由3个同功率的直线电机初级串接组成，即由若干个小功率的直线电机组合成了大功率的能产生大推力的直线电机推进系统；根据大、中、小、微不同规格的空中自行缆车对功率要求不同，可以选择使用不同功率的直线电机和确定其需要使用的数量，也可以根据使用需求搭配安装使用大、小功率不同的直线电机，或者分别组合成大功率直线电机推进系统和小功率直线电机推进系统，再由它们联合成可变换功率的总的直线电机推进系统来使用；其特征在于：操纵电力控制变速柜以控制变化输入初级的电压、频率等来控制改变直线电机初级的运行状态即达到操纵控制空中自行缆车的运行状态；并可以使用通常的机械和电气方式进行制动；其特征在于：直线电机推进系统的直线电机也可以选用双边短初级结构，但2根牵引钢索得从水平并列改为上、下竖直排列，长次级和安装限位板均被夹挂在牵引钢索上面，且双边短初级也同样竖立在次级两边并紧贴近次级平面，其余的两套联接机架、限位导轮、压力弹簧、机架座等，均同样改为按竖直方向要求排列安装固定在动滑轮组机架箱体两边箱壁板上；其特征在于：也可以按上述方法使用直线同步电机来组成直线电机推进系统；其特征又在于：在旧方式吊拉的单、双钢缆情况下，本发明直线电机推进系统照样可以很方便地安装在其特有的自动越障悬挂行走系统里面工作。

2、根据权利要求1所述的直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，其特征在于：它也能被应用于其它流体如水中，而不仅仅是只能在空气中使用。

3、根据权利要求1所述的直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，其特征在于：根据各种使用需求的不同，直线电机推进系统可以选用各种不同类型、不同性质、不同大小、不同功率和不同数量的直线电机来进行各种组合，以构成满足多种使用需求的直线电机推进系统。

4、根据权利要求1所述的直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，其特征在于：根据各种不同的使用需求及相应的投资状况，直线电机推进系统的直线电机长次级可以选用铝材或其它各种不同材质，制作成不同的类型及各种形状。

5、根据权利要求1所述的直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，其特征在于：电机初级机架上的限位导轮可以是各种形式和样式，只要它能满足系统的功能要求，并且每一组直线电机初级机架上一般可以安装2对及其以上数目的限位导轮。

6、根据权利要求1所述的直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，其特征在于：电机初级机架座里顶托机架的压力弹簧，一般可以安装1对及其以上数目的顶托压力弹簧。

7、根据权利要求1所述的直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，其特征在于：电机次级上面的安装限位板也可以制作成其它各种样式，只要它能帮助牵引钢索固定好次级，并且能与各式各样的限位导轮配合一起确定和保证初、次级之间有最小气隙且在运行中互不碰擦。

8、根据权利要求1所述的直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，其特征在于：电机初级机架和机架座，也可以改换成其它各种样式，只要它们能保证初级的正常运行并把初级的运行动力变成推动空中自行缆车运行的推力。

9、根据权利要求1所述的直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，其特征在于：它可以是大、中载客量的大、中型空中自行缆车，也可以是载少数人的小型空中自行缆车，还可以是运货的微型空中自行缆车；其直线电机推进系统依对功率需求不同可选用不同功率直线电机及制作成相应尺寸即可。

10、根据权利要求1所述的直线电机推进系统及运载工具——空中自行缆车，其特征在于：本发明直线电机推进系统既能方便地安装在纵向中间吊拉双钢缆(或轻型钢轨)上的自行缆车悬挂行走系统里使用，也能方便地安装在旧方式吊拉的单、双钢缆上的自行缆车自动越障悬挂行走系统里使用。

Images