RU2539304C2 - Vehicle magnetic levitation device - Google Patents
Vehicle magnetic levitation device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539304C2 RU2539304C2 RU2013113815/11A RU2013113815A RU2539304C2 RU 2539304 C2 RU2539304 C2 RU 2539304C2 RU 2013113815/11 A RU2013113815/11 A RU 2013113815/11A RU 2013113815 A RU2013113815 A RU 2013113815A RU 2539304 C2 RU2539304 C2 RU 2539304C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- levitation
- magnetic
- electrically conductive
- electric motors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области магнитолевитационной транспортной технологии, а именно к конструкции узла (системы) магнитной левитации для достижения магнитодинамической левитации на стоянке, участках разгона и торможения транспортного средства.The invention relates to the field of magnetic vehicle transport technology, and in particular to the design of the node (system) of magnetic levitation to achieve magnetodynamic levitation in the parking lot, acceleration and braking areas of the vehicle.
Известно устройство «Electromagnetic Inductive Suspension and Stabilization System for a Ground Vehicle» - «Электромагнитная индуктивная подвеска и система стабилизации для наземных транспортных средств» (US №3,470,828; В61В 13/08; H01F 7/00; H02K 41/00, 07.10.1969). Электромагнитная индуктивная подвеска и система стабилизации для наземных транспортных средств содержит четыре сверхпроводниковых катушки, попарно расположенные на правом и левом бортах транспортного средства и создающие в направлении движения транспортного средства магнитное поле переменной полярности. На активной путевой структуре имеются горизонтальные и вертикальные короткозамкнутые электропроводящие контуры, установленные в два ряда с обеих сторон транспортного средства по направлению его движения. Горизонтальные и вертикальные короткозамкнутые электропроводящие контуры соответственно обеспечивают левитацию и боковую стабилизацию транспортного средства. В данном техническом решении при движении транспортного средства электромагнитное взаимодействие бортовых сверхпроводниковых катушек с горизонтальными короткозамкнутыми электропроводящими контурами создает подъемную силу, а с вертикальными короткозамкнутыми электропроводящими контурами - силу в горизонтальном боковом направлении тогда, когда вертикальные короткозамкнутые электропроводящие контуры смещаются влево или вправо от плоскости симметрии бортовых сверхпроводниковых катушек.A device is known "Electromagnetic Inductive Suspension and Stabilization System for a Ground Vehicle" - "Electromagnetic inductive suspension and stabilization system for land vehicles" (US No. 3,470,828; B61B 13/08;
Однако установленные на активной путевой структуре горизонтальные и вертикальные короткозамкнутые контуры создают подъемную силу и боковую стабилизацию только при движении транспортного средства, причем переход транспортного средства в режим левитации происходит при высокой начальной скорости, вследствие чего транспортное средство для стоянки и передвижения на участках разгона и торможения нуждается в дополнительной установке вертикальных колес.However, horizontal and vertical short-circuits installed on the active track structure create lift and lateral stabilization only when the vehicle is moving, and the vehicle switches to levitation mode at a high initial speed, as a result of which the vehicle needs to park and move in acceleration and braking sections in the optional installation of vertical wheels.
Известно устройство магнитодинамической левитации по технологии «Inductrack» (General Atomics Low Speed Maglev Technology Development Program (Supplemental #3). - Final Report. - FTA-CA-26-7025.2005. - May, 2005). Устройство магнитодинамической левитации «Inductrack» содержит установленные на несущей тележке транспортного средства бортовые постоянные магниты левитации и боковой стабилизации, собранные по схеме «массива Хальбаха», а на активной путевой структуре выполненные из электропроводящего материала плоские треки. Плоский трек из литцы представляет собой сборку из отрезков многожильного провода (литцы), которые накоротко соединены между собой в торцевой части. Плоский трек из ламината представляет собой пакет тонких электропроводящих листов с поперечной перфорацией. Сборка постоянных магнитов по схеме «массива Хальбаха» позволяет практически вдвое увеличить магнитную индукцию поля в левитационном зазоре, а горизонтально расположенные треки из литцы или ламината уменьшить потери на вихревые токи, что в совокупности повышает эффективность системы левитации и боковой стабилизации, позволяя снизить начальную скорость перехода транспортного средства в режим левитации.Known device magnetodynamic levitation technology "Inductrack" (General Atomics Low Speed Maglev Technology Development Program (Supplemental # 3). - Final Report. - FTA-CA-26-7025.2005. - May, 2005). The Inductrack magnetodynamic levitation device contains on-board permanent levitation and lateral stabilization magnets mounted on a vehicle trolley assembled according to the Halbach array scheme, and flat tracks made of an electrically conductive material on the active track structure. A flat track made of litz is an assembly of segments of stranded wire (litts), which are short-circuited in the end part. A flat laminate track is a pack of thin, electrically conductive sheets with transverse perforation. The assembly of permanent magnets according to the “Halbach array” scheme makes it possible to almost double the magnetic induction of the field in the levitation gap, and horizontally arranged tracks of litts or laminate to reduce eddy current losses, which together increases the efficiency of the levitation system and lateral stabilization, allowing to reduce the initial transition speed vehicle into levitation mode.
Недостатками известного устройства являются невозможность обеспечения левитации транспортного средства на стоянке и, соответственно, потребность в дополнительной установке вертиткальных колес.The disadvantages of the known device are the inability to ensure the levitation of the vehicle in the parking lot and, accordingly, the need for additional installation of vertical wheels.
Известен аналог - электромагнитная система левитации транспортного средства (Deutsches Reichspatent DE643316 (С) - Schwebebahn mit raederlosen Fahrzeugen, die an eisemen Fahrschienen mittels magnetischer Felder schwebend entlang gefuehrt werden / Hermann Kemper. B60L 13/10. Дата уведомления о выдаче патента 11.07.1934 г., патент выдан 05.04.1937 г.), которое лежит в основе технологии «Transrapid» (Technology Comparison: High Speed Ground Transportation Transrapid Superspeed Maglev and Bombardier JetTrain / December 2002. - Sources for This Paper Federal Railroad Administration Transrapid Intemational-USA, Inc. Bombardier Transportation. - 17 с.), содержащее установленные в боковых камерах несущей тележки бортовые электромагниты левитации и боковой стабилизации с ферромагнитным сердечником, а на активной путевой структуре - набранный из листовой электротехнической стали ферромагнитный рельс. За счет притяжения снизу бортовых электромагнитов к ферромагнитному рельсу между транспортным средством и активной путевой структурой поддерживается левитационный зазор на стоянке, участках разгона, торможения и в пути. Электронная система регулирования тока бортовых электромагнитов левитации и боковой стабилизации, снабженная датчиками измерения зазора и обратной связью, обеспечивает левитацию на стоянке и при движении транспортного средства во всех скоростных режимах, не требуя дополнительной установки вертикальных колес.A known analogue is the electromagnetic vehicle levitation system (Deutsches Reichspatent DE643316 (C) - Schwebebahn mit raederlosen Fahrzeugen, die an eisemen Fahrschienen mittels magnetischer Felder schwebend entlang gefuehrt werden / Hermann Kemper. ., patent issued 04/05/1937), which underlies the Transrapid technology (Technology Comparison: High Speed Ground Transportation Transrapid Superspeed Maglev and Bombardier JetTrain / December 2002. - Sources for This Paper Federal Railroad Administration Transrapid Intemational-USA, Inc. Bombardier Transportation. - 17 pp.), Containing on-board levitation electromagnets and side stub installed in the side chambers of the carrier trolley tion of a ferromagnetic core, and the active track structure - dialed from sheet electrical steel ferromagnetic rails. Due to the lower attraction of the on-board electromagnets to the ferromagnetic rail between the vehicle and the active track structure, a levitation gap is maintained in the parking lot, in acceleration, braking and travel areas. An electronic current control system for on-board electromagnets of levitation and lateral stabilization, equipped with sensors for measuring clearance and feedback, provides levitation in the parking lot and when the vehicle is moving in all high-speed modes, without requiring additional installation of vertical wheels.
Недостатками аналога являются сложность его конструкции и низкая эксплуатационная надежность, обусловленные необходимостью использования на борту транспортного средства силового источника питания электромагнитов и датчиков с электронной системой определения левитационного зазора, работающей с операционной скоростью 100 000 измерений в секунду.The disadvantages of the analogue are the complexity of its design and low operational reliability due to the need to use a power source of electromagnets and sensors on board the vehicle with an electronic system for determining the levitation gap, operating at an operating speed of 100,000 measurements per second.
Наиболее близким по технической сущности и получаемому положительному техническому результату к заявляемому «Устройству магнитной левитации транспортного средства» является «Maglev Planar Transportation Vehicle» - «Магнитолевитационное плоское транспортное средство» (J.-H. Park, Y.S. Baek. Design and Analysis of a Maglev Planar Transportation Vehicle / IEEE Transaction on Magnetics. - 2008. - V.44. - №7. - P. 1830-1836), в котором устройство левитации содержит вертикально установленные на борту транспортного средства электродвигатели с торцевыми магнитными колесами на валу, а в активной путевой структуре - электропроводящие элементы в виде шины.The closest in technical essence and the obtained positive technical result to the claimed “Device magnetic vehicle levitation” is the “Maglev Planar Transportation Vehicle” - “J.-H. Park, YS Baek. Design and Analysis of a Maglev Planar Transportation Vehicle / IEEE Transaction on Magnetics. - 2008. - V.44. - No. 7. - P. 1830-1836), in which the levitation device contains electric motors vertically mounted on board the vehicle with end magnetic wheels on the shaft, and in active track structure - electro rovodyaschie elements in the form of the tire.
В данном техническом решении электромагнитное взаимодействие вращающихся магнитных колес с электропроводящими шинами обеспечивает левитацию транспортного средства - на стоянке, при разгоне, торможении и в пути.In this technical solution, the electromagnetic interaction of rotating magnetic wheels with electrically conductive tires provides the vehicle levitation - in the parking lot, during acceleration, braking and on the road.
Однако установленные на борту транспортного средства электродвигатели с магнитными колесами имеют большую массу и габариты, ухудшая массогабаритные показатели транспортного средства, и требуют для своей работы мощные бортовые источники питания.However, electric motors with magnetic wheels mounted on board the vehicle have a large mass and dimensions, worsening the vehicle's overall dimensions and require powerful on-board power sources for their operation.
Задачей заявляемого изобретения является создание нового устройства магнитной левитации транспортного средства с малыми удельными массогабаритными показателями элемента устройства магнитной левитации транспортного средства, устанавливаемого на борту транспортного средства, и отсутствием энергетических затрат бортовых источников питания на левитацию.The objective of the invention is the creation of a new device for magnetic levitation of a vehicle with small specific weight and size indicators of an element of a device of magnetic levitation of a vehicle installed on board a vehicle, and the lack of energy costs of on-board power sources for levitation.
Технический результат достигается тем, что в устройстве магнитной левитации транспортного средства, включающем вертикально установленные электродвигатели с торцевыми магнитными колесами на валу и электропроводящим элементом, электродвигатели с торцевыми магнитными колесами на валу установлены в активной путевой структуре, а электропроводящий элемент - на несущей тележке транспортного средства, причем магнитные колеса выполнены в виде торцевых дисков с сегментами из постоянных магнитов, верхняя плоскость которых совпадает с верхней плоскостью основания активной путевой структуры, а электропроводящий элемент выполнен в виде развернутой «беличьей клетки», установленной в пазах ферромагнитного сердечника в днище несущей тележки транспортного средства.The technical result is achieved by the fact that in the vehicle’s magnetic levitation device, which includes vertically mounted electric motors with end magnetic wheels on the shaft and an electrically conductive element, electric motors with end magnetic wheels on the shaft are installed in the active track structure, and the electrically conductive element is on the vehicle support trolley, moreover, the magnetic wheels are made in the form of end disks with segments of permanent magnets, the upper plane of which coincides with the upper the ground plane of the active track structure, and the electrically conductive element is made in the form of a deployed “squirrel cage” installed in the grooves of the ferromagnetic core in the bottom of the carrier carriage.
За счет применения в активной путевой структуре вертикально расположенных двигателей с закрепленными на валах торцевыми дисками с постоянными магнитами наиболее громоздкий и обладающий большой массой элемент устройства магнитной левитации транспортного средства устанавливается вне транспортного средства, улучшая его массогабаритные показатели, и исключается необходимость в бортовых источниках питания для обеспечения левитации.Due to the use of vertically arranged motors in the active track structure with end disks with permanent magnets fixed to the shafts, the most bulky and large-mass element of the vehicle’s magnetic levitation device is installed outside the vehicle, improving its overall dimensions, and the need for on-board power sources is eliminated levitation.
За счет применения в устройстве магнитной левитации транспортного средства развернутых обмоток типа «беличьей клетки», установленных горизонтально в днище несущей тележки транспортного средства, упрощается конструкция и улучшаются левитационные качества устройства магнитной левитации транспортного средства.Due to the use of deployed “squirrel cage” type windings in the vehicle’s magnetic levitation device installed horizontally in the bottom of the vehicle’s carriage, the design is simplified and the levitation qualities of the vehicle’s magnetic levitation device are improved.
Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами 1, 2, 3, где:The essence of the proposed technical solution is illustrated by figures 1, 2, 3, where:
на фиг.1 приведен чертеж (вид сверху) общего вида активной путевой структуры с вертикально установленными в ней электродвигателями с закрепленными на валах торцевыми дисками с постоянными магнитами в виде сегментов;figure 1 shows a drawing (top view) of a General view of the active track structure with vertically mounted electric motors in it with end disks mounted on shafts with permanent magnets in the form of segments;
на фиг.2 приведен чертеж (продольный разрез) активной путевой структуры с вертикально установленными в ней электродвигателями и закрепленными на их валах торцевыми дисками;figure 2 shows a drawing (longitudinal section) of the active track structure with vertically mounted electric motors in it and end disks mounted on their shafts;
на фиг.3 приведен чертеж (продольный разрез) развернутой обмотки типа «беличьей клетки» устройства магнитной левитации транспортного средства.figure 3 shows a drawing (longitudinal section) of the deployed winding type "squirrel cage" device magnetic levitation of the vehicle.
Сущность заявляемого технического решения состоит в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.
Устройство магнитной левитации транспортного средства устанавливается по его бортам. Оно содержит две линии электродвигателей 7, которые могут быть однотипными, с жестко посаженными на их валах торцевыми дисками 2, снабженными сегментами из постоянных магнитов 3 (фиг.1, 2). Электродвигатели 1 установлены в вертикальном положении в основании активной путевой структуры 4. Верхняя плоскость торцевых дисков 2 с сегментами из постоянных магнитов 3 совпадает с верхней плоскостью основания активной путевой структуры 4. Развернутую обмотку типа «беличьей клетки» из медных или алюминиевых стержней 5, замкнутых накоротко с торцов двумя электропроводящими шинами 6, вставляют в пазы ферромагнитного сердечника 7 без изоляции и устанавливают горизонтально вдоль обоих бортов в днище несущей тележки 8 транспортного средства (фиг.3). Медные или алюминиевые стержни 5 изготовляют путем заливки расплавленной меди или алюминия в пазы ферромагнитного сердечника 7. Вместе со стержнями 5 отливают и соединяющие их торцовые электропроводящие шины 6.The device of magnetic levitation of the vehicle is installed on its sides. It contains two lines of
Устройство магнитной левитации транспортного средства работает следующим образом.The device magnetic levitation of the vehicle operates as follows.
При пуске электродвигателей 1 магнитное поле, создаваемое вращающимися вместе с торцевыми дисками 2 сегментами из постоянных магнитов 3, наводит ток в короткозамкнутых стержнях 5 электропроводящими шинами 6. Взаимодействие наведенного тока с вращающимся магнитным полем создает подъемную силу, которая передается через ферромагнитный сердечник 7 на днище несущей тележки 8 транспортного средства, в результате чего транспортное средство, оставаясь неподвижным, начинает левитировать. Для улучшения эффективности работы устройства магнитной левитации транспортного средства вращение рядом расположенных электродвигателей 1 производят в противоположных направлениях (например, один электродвигатель - по часовой стрелке, другой - против часовой стрелки) с одинаковой частотой и так, чтобы одинаково намагниченные сегменты из постоянных магнитов 3 совпадали по фазе вращения. Таким образом, на стоянке, участках разгона и торможения обеспечивается магнитная левитация транспортного средства.When starting the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013113815/11A RU2539304C2 (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Vehicle magnetic levitation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013113815/11A RU2539304C2 (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Vehicle magnetic levitation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013113815A RU2013113815A (en) | 2014-10-10 |
RU2539304C2 true RU2539304C2 (en) | 2015-01-20 |
Family
ID=53288634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013113815/11A RU2539304C2 (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Vehicle magnetic levitation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2539304C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643900C1 (en) * | 2016-10-03 | 2018-02-06 | Непубличное акционерное общество "Научно-производственный центр "Транспортные инновационные технологии" | Transport system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3470828A (en) * | 1967-11-21 | 1969-10-07 | James R Powell Jr | Electromagnetic inductive suspension and stabilization system for a ground vehicle |
SU1424276A1 (en) * | 1985-04-04 | 1995-06-27 | Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения | Electromagnetic suspension and guiding system for vehicle |
RU57685U1 (en) * | 2006-07-04 | 2006-10-27 | Алексей Николаевич Пархомей | MAGNETIC PILLOW VEHICLE |
KR20120137819A (en) * | 2011-06-13 | 2012-12-24 | 고권태 | Traction engine for magnetic levitation train |
-
2013
- 2013-03-27 RU RU2013113815/11A patent/RU2539304C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3470828A (en) * | 1967-11-21 | 1969-10-07 | James R Powell Jr | Electromagnetic inductive suspension and stabilization system for a ground vehicle |
SU1424276A1 (en) * | 1985-04-04 | 1995-06-27 | Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения | Electromagnetic suspension and guiding system for vehicle |
RU57685U1 (en) * | 2006-07-04 | 2006-10-27 | Алексей Николаевич Пархомей | MAGNETIC PILLOW VEHICLE |
KR20120137819A (en) * | 2011-06-13 | 2012-12-24 | 고권태 | Traction engine for magnetic levitation train |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643900C1 (en) * | 2016-10-03 | 2018-02-06 | Непубличное акционерное общество "Научно-производственный центр "Транспортные инновационные технологии" | Transport system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013113815A (en) | 2014-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111373097B (en) | Permanent magnetic suspension train adopting passive low-frequency electromagnetic stabilization | |
KR101009465B1 (en) | Magnetic levitation system and magnetic levitation method using halbach array | |
CN102897054B (en) | Haulage system with suspension that magnetic advances, placed in the middle | |
RU2683122C1 (en) | Device for magnetic levitation and transverse stabilization on permanent magnets | |
JPH088724B2 (en) | Magnetic devices for low-friction transport of loads | |
CN201021149Y (en) | Permanent magnetic force vehicle | |
US10604898B2 (en) | Rail-bound maglev train | |
JP2002503437A (en) | Traveling system for magnetic levitation vehicles | |
CN108382266B (en) | EDS supporting system for vacuum pipeline magnetic suspension train | |
RU2643900C1 (en) | Transport system | |
KR20120056656A (en) | Magnetic levitation system having halbach array | |
KR101069334B1 (en) | Linear motor haviang segment structure magnetic levitation system | |
Sharma et al. | Magnetically levitated vehicles: suspension, propulsion and guidance | |
Phaenkongngam et al. | Reviewing propulsion & levitation system for magnetic levitation train | |
RU2539304C2 (en) | Vehicle magnetic levitation device | |
CN111092533A (en) | High-speed maglev train propelling device and high-speed maglev train | |
US5253591A (en) | High speed maglev design | |
CN116394770A (en) | Permanent magnet electric suspension system and magnetic suspension train system structure | |
CN105356718A (en) | Middle-low-speed normal conducting maglev vehicle motor stator winding multi-segment distribution structure | |
CN212708970U (en) | Vehicle-mounted wireless power transmission device suitable for vacuum pipeline maglev train | |
CN111106732B (en) | Linear motor and primary winding thereof | |
US7626290B2 (en) | One-wheel and bi-pole magnetic driving apparatus | |
RU2523875C1 (en) | Vehicle magnetic levitation and transverse stabilisation device | |
RU2549317C1 (en) | Transport system built around electrodynamic suspension | |
US20240223059A1 (en) | Linear drive for track-guided means of land transportation or railway vehicles |