ES2304325B1 - Sistema propulsor y levitador por campos magneticos para vehiculos de transporte. - Google Patents

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Abstract

Sistema propulsor y levitador por campos magnéticos para vehículos de transporte que consiste en unos vagones que discurren suspendidos magnéticamente de unos elementos, planchas o vigas ferromagnéticas, dichos vagones portan paralelos y separados por una distancia calibrada de la cara inferior de los elementos o planchas ferromagnéticas, múltiples campos magnéticos giratorios o trasladantes, dichos campos magnéticos giran o se trasladan en un plano perpendicular al de los elementos ferromagnéticos y paralelos a la dirección de desplazamiento del vehículo. Añade medios para mantener la distancia calibrada.

Description

Sistema propulsor y levitador por campos magnéticos para vehículos de transporte.
Campo de la invención
En vehículos de transporte terrestre.
Estado de la técnica
Los sistemas de levitación experimentales actuales, como el maglev, utilizan vías excesivamente caras, su funcionamiento es muy complejo y necesitan gastar una energía enorme para su funcionamiento, lo cual los hace impracticables. Los aviones no tienen rozamiento por rodadura pero el gasto energético es muy elevado. La presente invención soluciona dichos problemas.
Descripción de la invención
El sistema propulsor y levitador por campos magnéticos para vehículos de transporte de la invención consiste en unos vagones que discurren suspendidos magnéticamente de unos elementos, planchas o vigas ferromagnéticas, dichos vagones portan paralelos y separados por una distancia calibrada de la cara inferior de los elementos o planchas ferromagnéticas, múltiples campos magnéticos giratorios o trasladantes, dichos campos magnéticos giran o se trasladan en un plano perpendicular al de los elementos ferromagnéticos y paralelos a la dirección de desplazamiento del vehículo. Añade medios para mantener la distancia calibrada.
Los elementos o planchas ferromagnéticas pueden estar formados por una, o dos planchas formando ángulo, pueden ser de acero al carbono o material ferromagnético similar y se soportan mediante unos postes o columnas sobre el suelo.
Los campos magnéticos pueden funcionar por atracción o repulsión.
Los campos magnéticos pueden producirse mediante imanes permanentes o campos electromagnéticos. A su vez los campos electromagnéticos pueden girar mecánicamente o bien puede variarse secuencialmente la fase de las corrientes eléctricas aplicadas o la resultante de los campos eléctricos manteniendo los electroimanes o sus bobinas fijas. Una tercera variante utiliza unos campos magnéticos dispuestos en línea recta y trasladables en un sentido mediante corrientes aplicadas secuencialmente.
El sistema de atracción por imanes permanentes es el de menor gasto energético.
La propulsión se consigue girando los campos magnéticos mencionados, utilizando motores eléctricos o mecánicos tipo diesel, turbinas, etc., al mismo tiempo que hace girar los campos magnéticos mediante motores eléctricos se produce simultáneamente la sustentación de los vagones y su desplazamiento o propulsión respecto al elemento o plancha ferromagnética sin fricción. Este sistema de propulsión es el único en el que no existe rozamiento por estar levitado y las pérdidas por corrientes Eddy son mínimas. Este sistema de propulsión evita las pérdidas que se producen en todos los vehículos que se mueven o apoyan en un fluido, aproximadamente se pierde el 50% de la energía aplicada en aviones, barcos, etc. y en general en todos los propulsados directamente por turbinas o hélices por el efecto de impulso mecánico igual a cantidad de movimiento.
Usando imanes permanentes no hay que aplicar energía para levitar los vagones, tan solo se necesitará la utilizada para controlar o mantener la distancia entre vagones o imanes y el elemento o plancha ferromagnética, dicha energía es muy pequeña.
Los medios para mantener al vagón a una distancia calibrada del elemento o plancha ferromagnética pueden ser muy variados: Ruedas amortiguadoras, ruedas y un actuador hidráulico, chorros de aire, actuadores lineales piezoeléctricos con o sin amplificador de palanca mecánica, motores piezoeléctricos, etc. Estos últimos necesitan las señales de unos sensores ópticos por infrarrojos, magnéticos o de inducción de tipo lineal. Los actuadores piezoeléctricos se caracterizan por su gran velocidad de respuesta, su gran potencia, su pequeño tamaño y su poco peso. Las ruedas no necesitan gasto de energía para su funcionamiento pero si producen algo de resistencia y limitan la velocidad de uso. Una variante puede utilizar una capa de goma en la superficie de las ruedas magnéticas que evita la excesiva aproximación entre imanes o electroimanes y el elemento o plancha ferromagnética. Esto estaría reservado a vehículos de baja velocidad.
Los imanes permanentes pueden constar de al menos un par de polos, los polos pueden estar alternados radialmente, longitudinalmente, etc. respecto al eje de giro.
Los sensores se colocan contiguos al actuador e igualmente fijados a los vagones.
La señal del sensor se compara con una de referencia, convirtiéndose, pasando al opto-acoplador, después a un amplificador y posteriormente al actuador que corrige la distancia de separación entre el vagón o imán y el elemento ferromagnético.
El guiado se puede conseguir con ruedas o chorros de aire aplicados lateralmente sobre el raíl o bien utilizando dos elementos o vías ferromagnéticos formando ángulo.
Los elementos, planchas o vigas ferromagnéticas se pueden suplir por múltiples placas independientes eléctricamente y con igual comportamiento magnético.
Ventajas: Es práctico, muy sencillo, económico, necesita poco mantenimiento, tiene baja fatiga, ahorra mucha energía y por lo tanto reduce la contaminación, por su alta velocidad puede competir con el avión en trayectos sobre el terreno.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una vista lateral esquematizada de una porción de viga e imanes permanentes giratorios del sistema de la invención.
La figura 2 muestra una vista lateral esquematizada de una porción de viga y electroimanes o campos magnéticos giratorios, variante del sistema de la invención.
La figura 3 muestra una vista lateral esquematizada de una porción de viga y electroimanes o campos magnéticos en línea, variante del sistema de la invención
La figura 4 muestra una vista en perspectiva y esquematizada de un vehículo de la invención.
Las figuras 5A, 6A, 7A y 8A muestran vistas laterales, esquematizadas, en alzado de imanes permanentes de la invención.
Las figuras 5B, 6B, 7B y 8B muestran vistas frontales, esquematizadas, en alzado de los imanes permanentes de las figuras 5A, 6A, 7A y 8A.
Las figuras 9 y 10 muestran vistas laterales esquematizadas y parcialmente seccionadas de unos electroimanes de campos giratorios.
Las figuras 11 a la 15 muestran vistas esquematizadas y parcialmente seccionadas de distintos sistemas de vagones o vehículos.
Descripción más detallada de los dibujos
La invención, vista figura 1, consta de elemento, plancha o viga ferromagnética (1), imanes permanentes giratorios (2) y su eje (5) al cual se aplica el giro de un motor produciendo el giro de los imanes y como consecuencia el desplazamiento del vehículo. En la figura 11, se muestra el vagón o vehículo (6), los elementos, planchas o vigas ferromagnéticas (1) atraídas por los imanes permanentes giratorios (2) movido por el motor (8). Los sensores de proximidad piezoeléctricos (9), sobre los soportes (9a), miden y envían señales de la distancia entre los imanes y el elemento o plancha ferromagnética a los actuadores piezoeléctricos (18) que a su vez hacen de soportes de los ejes de los imanes permanentes, los elementos ferromagnéticos se apoyan en las parejas de columnas (11), las ruedas (13) de límite de recorrido se apoyan sobre las placas (12).
La figura 2, consta de elemento, plancha o viga ferromagnética (1), imanes electromagnéticos (3) a los que se les aplica un movimiento giratorio mediante un motor o bien se produce un campo magnético giratorio.
La figura 3, consta de elemento, plancha o viga ferromagnética (1), campos electromagnéticos lineales (4) a los cuales se les aplica secuencialmente señales, en el orden (ABCD) produciendo el desplazamiento lineal del vehículo.
La figura 4, consta de plancha o vía (1), vehículo (6) y postes o columnas (11).
La figura 5A, consta de imán permanente (2a) de dos polos dispuestos longitudinalmente a lo largo de su eje y su eje de giro (5).
La figura 5B, muestra otra vista del imán permanente (2a) de la figura 5A.
La figura 6A, consta de imán permanente (2b) de cuatro pares de polos dispuestos radialmente y su eje de giro (5).
La figura 6B, muestra otra vista del imán permanente (2b) de la figura 6A.
La figura 7A, consta de imán permanente (2c) de dos polos dispuestos transversalmente y su eje de
giro (5).
La figura 7B, muestra otra vista del imán permanente (2c) de la figura 7A.
La figura 8A, consta de imán permanente (2d) de dos polos dispuestos transversalmente, su eje de giro (5) y la cubierta de goma (20).
La figura 8B, muestra otra vista del imán permanente (2d) de la figura 8A.
La figura 9, consta de núcleo (3) del electroimán giratorio alrededor del eje (5).
La figura 10, consta de núcleos (3) de los electroimanes giratorios y su eje (5).
La figura 11, consta de vagón (6), elemento, plancha o viga ferromagnética (1), imán permanente giratorio (2) movido por el motor (8), sensor de proximidad piezoeléctrico (9), y su soporte (9a), actuadores piezoeléctricos (18) que a su vez hacen de soportes de los ejes de los imanes permanentes (2), los elementos ferromagnéticos se apoyan sobre el suelo con las dos columnas (11), las ruedas (13) de límite de recorrido se apoyan sobre las placas (12).
La figura 12, consta de vagón (6), elemento, plancha ferromagnética (1), imán permanente giratorio (2) movido por el motor (8). Usa parejas de columnas de apoyo (11). Los chorros de aire (19) mantienen una distancia fija entre la plancha y el imán.
La figura 13, consta de vagón (6), elemento, plancha o viga ferromagnética (1), imán permanente giratorio (2) movido por el motor (8), columna (11), el actuador hidráulico (14) controla y desplaza las ruedas sensoras de proximidad (15) manteniendo una distancia predeterminada.
La figura 14, consta de vagón (6), elemento, plancha o viga ferromagnética (1), imán permanente giratorio (2) movido por el motor (8), parejas de columnas de apoyo (11) y ruedas laterales de límite (13). El actuador hidráulico (14) controla y desplaza las ruedas sensoras de proximidad (15) manteniendo una distancia predeterminada.
La figura 15, consta de vagón (6), elemento, plancha o viga ferromagnética (1), imán permanente giratorio (2) movido por el motor (8), viga (11) e inyector de aire (17), controla la separación entre raíl e imán y el guiado o límites laterales de recorrido.

Claims (19)

1. Sistema propulsor y levitador por campos magnéticos para vehículos de transporte tipo monorraíl que comprende unos vagones que discurren suspendidos, atraídos magnéticamente de unas planchas o vigas ferromagnéticas, dichos vagones portan, separados por una distancia calibrada de la cara inferior de los elementos o planchas ferromagnéticas, múltiples imanes permanentes los cuales giran en un plano vertical paralelo al de simetría de los elementos ferromagnéticos, añadiendo unos dispositivos para mantener la distancia calibrada entre la vía y el vagón, las planchas están soportadas por postes o columnas sobre el suelo.
2. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por utilizar una única plancha ferromagnética de acero al carbono.
3. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por utilizar dos planchas ferromagnéticas de acero al carbono formando ángulo entre ambas.
4. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque el giro de los imanes permanentes se realiza con motores eléctricos.
5. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque el giro de los imanes permanentes se realiza con motores mecánicos tipo diesel, turbinas, etc.
6. Sistema según reivindicación caracterizado porque los dispositivos para mantener la distancia calibrada son unas ruedas.
7. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los dispositivos para mantener la distancia calibrada son unas ruedas y un actuador hidráulico.
8. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los dispositivos para mantener la distancia
calibrada son chorros de aire.
9. Sistema según reivindicación I. caracterizado porque los dispositivos para mantener la distancia calibrada son unos sensores y actuadores lineales piezoeléctricos.
10. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los dispositivos para mantener la distancia calibrada son unos sensores y motores piezoeléctricos.
11. Sistema según reivindicación 1, 9 y 10, caracterizado por utilizar sensores ópticos por infrarrojos.
12. Sistema según reivindicación 1, 9 y 10, caracterizado por utilizar sensores magnéticos.
13. Sistema según reivindicación 1, 9 y 10, caracterizado por utilizar sensores de inducción de tipo lineal.
14. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por utilizar una capa de goma en la superficie de las ruedas magnéticas.
15. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los imanes tienen al menos un par de polos.
16. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los polos de los imanes están alternados radialmente.
17. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los polos de los imanes están alternados longitudinalmente.
18. Sistema según reivindicación 1, 9 y 10, caracterizado porque los sensores se colocan contiguos al actuador e igualmente fijados a los vagones.
19. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las planchas o vigas ferromagnéticas constan de múltiples placas independientes eléctricamente.
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