[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2219082C1 - Overhead monorail transport system - Google Patents

Overhead monorail transport system Download PDF

Info

Publication number
RU2219082C1
RU2219082C1 RU2002108800/11A RU2002108800A RU2219082C1 RU 2219082 C1 RU2219082 C1 RU 2219082C1 RU 2002108800/11 A RU2002108800/11 A RU 2002108800/11A RU 2002108800 A RU2002108800 A RU 2002108800A RU 2219082 C1 RU2219082 C1 RU 2219082C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elements
tape
transport system
electromagnets
magnetic circuits
Prior art date
Application number
RU2002108800/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002108800A (en
Inventor
А.Г. Прохоров
Original Assignee
Пермский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пермский государственный университет filed Critical Пермский государственный университет
Priority to RU2002108800/11A priority Critical patent/RU2219082C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2219082C1 publication Critical patent/RU2219082C1/en
Publication of RU2002108800A publication Critical patent/RU2002108800A/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: invention relates to high-speed ground transport. Proposed system has running track in form of beam with narrow vertical rib, side stiffening members and secondary elements of linear motor secured in lower part of beam. Vehicle is furnished with active elements of linear motor. Beam is made sectional. Vertical rib is essentially one-ormultilayer resilient carrying tape furnished in upper part with four side resilient tape elements over entire length except for places of attachment to supports. Each tape element is preliminarily smoothly curved at angle of 90 degrees. Horizontal sections of side resilient tape elements are connected in pairs, and vertical sections are connected with carrying tape. Secondary elements of linear electric motor are essentially two longitudinal geared laminated magnetic circuits symmetrically secured at both sides of carrying tape, active elements of linear motor being longitudinal U-shaped electromagnets. System track features maximum rigidity at minimum consumption of material. EFFECT: reduced energy consumption, increased speed and improved safety at passenger carriage. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным механизмам и может стать основой для создания новых видов скоростного наземного транспорта. The invention relates to transport mechanisms and can become the basis for the creation of new types of high-speed land transport.

Идея монорельсовой дороги имеет давнюю историю, однако реально работающие устройства во всем мире насчитываются единицами (Франция, Германия, Япония). Фундаментальная техническая проблема - деформация несущей балки под собственным весом и весом экипажа. Длинная цельная балка как конструкционный элемент неэффективна, а при строительстве мостов и эстакад широко используются объемные конструкции. The idea of a monorail has a long history, but actually working devices around the world are counted as units (France, Germany, Japan). The fundamental technical problem is the deformation of the load-bearing beam under its own weight and the weight of the crew. A long solid beam as a structural element is inefficient, and in the construction of bridges and overpasses, voluminous structures are widely used.

Для осуществления скоростного движения по рельсам требуется полотно с предельной деформацией не более 1-2 мм на 100 м пути. Столь высокая точность может быть обеспечена только при массе 1 погонного метра моста (эстакады), примерно 10 т и более, например масса пролета типичного железнодорожного моста порядка 1 тыс. т. Очевидно, строить столь массивные и дорогостоящие сооружения вдоль всей трассы невыгодно. Задача по сути сводится к нахождению разумного компромисса, однако в рамках стандартных технических решений сделать этого не удается. To carry out high-speed movement on rails, a web with a maximum deformation of not more than 1-2 mm per 100 m of track is required. Such high accuracy can be achieved only with a mass of 1 linear meter of a bridge (overpass), about 10 tons or more, for example, the mass of a typical railway bridge span is about 1 thousand tons. Obviously, it is unprofitable to build such massive and expensive structures along the entire route. The task essentially boils down to finding a reasonable compromise, but this cannot be done within the framework of standard technical solutions.

Классической основополагающей разработкой в области монорельсовых транспортных систем следует считать "Аэропоезд" С.С. Вальднера (см. а.с. СССР 35209, 1933 г.). A classic train in the field of monorail transport systems should be considered "Train" S.S. Waldner (see A.S. USSR 35209, 1933).

Конструкция Вальднера - пример монорельсовой системы "навесного" типа. Экипаж охватывает несущую балку сверху, опираясь колесами на центральный рельс. Два боковых рельса обеспечивают устойчивость экипажа и препятствуют его опрокидыванию на поворотах. Привод опытного образца осуществлялся за счет двух стандартных поршневых авиамоторов с пропеллерами. The Waldner construction is an example of a monorail system of a "mounted" type. The crew covers the load-bearing beam from above, resting its wheels on the central rail. Two side rails ensure the stability of the crew and prevent it from capsizing in corners. The prototype was driven by two standard piston aircraft engines with propellers.

Характерной особенностью эстакады является наличие трех раздельных продольных элементов, однако боковые балки не несут весовой нагрузки при движении экипажа. Центральная основная балка имеет Т-образный профиль с достаточно узким вертикальным ребром. Первый недостаток аналога вытекает из самого принципа навесной системы - при расположении центра тяжести экипажа выше точки опоры достичь гарантированной устойчивости можно только за счет постоянного обжима боковых роликов, что заметно увеличивает трение и износ путевых элементов. Реально Вальднер попытался опустить центр тяжести ниже точки опоры и перейти к "подвесной" системе. Подвесная система несколько напоминает канатную дорогу, только вместо гибкого натяжного элемента используется неподвижная балка. Физически разница между тросом и длинной балкой не качественная, а количественная. Следует отметить, что несущее ребро нельзя выполнить из цельного (литого) бетона, поскольку этот материал не выдерживает деформации растяжения по нижнему краю. A characteristic feature of the flyover is the presence of three separate longitudinal elements, however, the side beams do not carry a weight load when the crew moves. The central main beam has a T-shaped profile with a rather narrow vertical rib. The first drawback of the analogue follows from the principle of the hinged system - if the center of gravity of the crew is higher than the fulcrum, guaranteed stability can be achieved only by constantly crimping the side rollers, which significantly increases friction and wear of track elements. In reality, Waldner tried to lower the center of gravity below the fulcrum and move on to the "suspension" system. The suspension system somewhat resembles a cable car, but instead of a flexible tensioning element, a fixed beam is used. Physically, the difference between a cable and a long beam is not qualitative, but quantitative. It should be noted that the supporting rib cannot be made of solid (cast) concrete, since this material does not withstand tensile deformation along the lower edge.

Вальднер всерьез рассчитывал на аэродинамическую подъемную силу, но любое "самолетное" решение делает дорогу-эстакаду заведомо излишней. По указанной причине не получили распространения системы с воздушной подушкой или вакуумной камерой ("присоской") - экономически они проигрывают пассажирской авиации. Waldner seriously relied on aerodynamic lift, but any “airplane” solution makes the flyover road deliberately redundant. For this reason, systems with an air cushion or a vacuum chamber ("suction cup") are not widespread - economically they lose to passenger aircraft.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по сущности и достигаемому результату является "Подвесная монорельсовая дорога", см. патент РФ 2013257, МПК В 61 В 13/04, бюл. 10 за 1994 г. Подвесная монорельсовая дорога (система) содержит ходовой путь - балку с ездовыми полками и подвесную тележку с индукторами асинхронного линейного электродвигателя /АСЛЭД/. Вторичные контуры АСЛЭД расположены на продолжениях ездовых полок. The closest to the claimed technical solution in essence and the achieved result is "Suspension monorail", see RF patent 2013257, IPC B 61 V 13/04, bull. 10 for 1994. The monorail suspension (system) contains a track - a beam with riding shelves and a suspension trolley with inductors of an asynchronous linear electric motor / ASLED /. The secondary circuits of the ASLED are located on the extensions of the driving shelves.

Несущая балка представляет собой цельнометаллический прокат двутаврового профиля с удлиненным вертикальным ребром и полками разной толщины. Нижние полки толще верхних, поскольку являются ездовыми. Легко показать, что данный профиль не способен обеспечить достаточную жесткость балки при разумном расходе материала. The carrier beam is an all-metal rolled I-beam with an elongated vertical rib and shelves of different thicknesses. The lower shelves are thicker than the upper because they are sledding. It is easy to show that this profile is not able to provide sufficient beam rigidity at a reasonable material consumption.

При вертикальной нагрузке вертикально ориентированного тонкого длинного ребра его нижний край испытывает деформацию растяжения, а верхний край - деформацию сжатия. Сжатое ребро теряет устойчивость и дает "волну" по линии сжатия. Для упругого материала деформация является обратимой, поскольку не приводит к изменению его свойств. Для неупругого материала, например, типового проката, "волна" означает необратимое повреждение и последующее обрушение несущего элемента. Для эффективного использования упругих свойств тонкого ребра необходимо стабилизировать его верхний край, испытывающий сжатие. Простейший вариант - профиль Т-образной формы, однако по линиям соединения ребра и полок возникают локальные перенапряжения. Поскольку толстые нижние полки не повышают общую жесткость балки, тонкие верхние полки несомненно будут смяты под нагрузкой. Придется существенно увеличить массу верхней части. В пределе получаем известный профиль Виньоля (железнодорожный рельс). К сожалению, этот профиль материалоемок и не может быть использован здесь. Кроме того, при любом профиле балки доставка и монтаж длинномерных элементов создают массу проблем, особенно в условиях крупного города. Under the vertical load of a vertically oriented thin long rib, its lower edge experiences tensile deformation, and the upper edge undergoes compression deformation. A compressed rib loses stability and gives a “wave” along the compression line. For an elastic material, deformation is reversible, since it does not lead to a change in its properties. For inelastic material, such as rolled stock, “wave” means permanent damage and subsequent collapse of the carrier. For the effective use of the elastic properties of a thin rib, it is necessary to stabilize its upper edge, which is under compression. The simplest option is a T-shaped profile, however, local overvoltages occur along the connection lines of the rib and shelves. Since thick lower shelves do not increase the overall rigidity of the beam, thin upper shelves will undoubtedly be wrinkled under load. Will have to significantly increase the mass of the upper part. In the limit, we obtain the well-known Vignolle profile (railway rail). Unfortunately, this profile is material intensive and cannot be used here. In addition, with any beam profile, the delivery and installation of long elements create a lot of problems, especially in a large city.

Асинхронный линейный электродвигатель (АСЛЭД) также обладает серьезными недостатками. Как известно, для получения "бегущего" магнитного поля используются трехфазные токи. Но три контактных провода с тремя токосъемниками - крайне нерациальное решение. Если же взять схему с "искусственной" фазой (аналогично маломощным бытовым устройствам), КПД привода окажется слишком низким. Второй существенный недостаток применительно к монорельсовым системам - малый допустимый зазор между подвижной и неподвижной частями (как и у любой другой асинхронной машины). Asynchronous linear electric motor (ASLED) also has serious disadvantages. As is known, three-phase currents are used to obtain a traveling magnetic field. But three contact wires with three current collectors is an extremely inefficient solution. If we take a circuit with an “artificial” phase (similar to low-power household devices), the drive efficiency will be too low. The second significant drawback with respect to monorail systems is the small permissible gap between the moving and stationary parts (as with any other asynchronous machine).

Особенно неудачен АСЛЭД прототипа с горизонтальными вторичными контурами, на которых будут удерживаться посторонние предметы и атмосферные осадки. Можно отметить значительную массу индукторов. Здесь АСЛЭД не является исключением из общего правила - при равной мощности асинхронная машина всегда больше и тяжелее синхронной. Especially unsuccessful ASLED prototype with horizontal secondary circuits, which will hold foreign objects and precipitation. A significant mass of inductors can be noted. Here ASLED is no exception to the general rule - with equal power, an asynchronous machine is always larger and heavier than a synchronous one.

Задачей создания изобретения является разработка конструкции ходового пути максимальной жесткости при минимальном расходе материала, снижение энергоемкости за счет исключения трения, а также увеличение скорости и безопасности движения применительно к пассажирским перевозкам. The objective of the invention is to develop the design of the track of maximum rigidity with minimal material consumption, reducing energy consumption by eliminating friction, as well as increasing the speed and safety of traffic in relation to passenger traffic.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом - таких, как подвесная монорельсовая система, включающая ходовой путь - балку удлиненного по вертикали профиля с закрепленными в ее нижней части вторичными элементами линейного электродвигателя и снабженное активными элементами линейного электродвигателя транспортное средство, а также отличительных, существенных признаков - выполнение балки в виде сборной конструкции, при этом несущей вертикальной частью профиля является одно- или многослойная лента. Это позволяет снизить массу погонного метра пути и облегчить монтаж транспортной системы. The problem is solved using the signs specified in the 1st paragraph of the claims common to the prototype - such as a suspended monorail system, including a track - a beam of vertically elongated profile with secondary elements of a linear electric motor fixed in its lower part and equipped with active elements linear electric motor vehicle, as well as distinctive, essential features - the implementation of the beam in the form of a prefabricated structure, while the supporting vertical part of the profile is about HO- or multi-layer tape. This allows you to reduce the mass of linear meter of the track and facilitate the installation of the transport system.

Особенность выполнения несущей балки отражена в пункте 2 формулы изобретения, а именно - несущая лента по всей длине, за исключением мест крепления к опорам, снабжена в верхней части четырьмя дополнительными ленточными элементами, каждый из которых плавно изогнут под углом в 90o, при этом горизонтальные части дополнительных ленточных элементов соединены попарно между собой, а вертикальные части - с несущей лентой.The design feature of the carrier beam is reflected in paragraph 2 of the claims, namely, the carrier tape along the entire length, with the exception of the attachment points to the supports, is provided in the upper part with four additional tape elements, each of which is smoothly bent at an angle of 90 o , while horizontal parts of additional tape elements are interconnected in pairs, and vertical parts are connected with a carrier tape.

Особенность выполнения линейного электродвигателя (ЛЭД) отражена в пункте 3 формулы изобретения, а именно - вторичные элементы линейного электродвигателя представляют собой два продольно-зубчатых шихтованных магнитопровода, симметрично закрепленных по обеим сторонам несущей ленты, тогда как активными элементами служат продольные U-образные электромагниты, расположенные на транспортном средстве непосредственно под зубчатыми магнитопроводами с шагом 1,25 L, где L - расстояние между центрами полюсов электромагнитов и центрами двух соседних зубцов магнитопроводов, при этом общее число электромагнитов равно 4n, где n≥2. A feature of the implementation of a linear electric motor (LED) is reflected in paragraph 3 of the claims, namely, the secondary elements of a linear electric motor are two longitudinally-gear lined magnetic circuits, symmetrically mounted on both sides of the carrier tape, while the active elements are longitudinal U-shaped electromagnets located on the vehicle directly under the toothed magnetic circuits in increments of 1.25 L, where L is the distance between the centers of the poles of the electromagnets and the centers of two adjacent x teeth cores, wherein the total number of electromagnets equal to 4n, wherein n≥2.

Особенность выполнения магнитопроводов на протяжении ходового пути отражена в пункте 4 формулы изобретения, а именно - на разгонных участках ходового пути зубцы магнитопроводов имеют наклон в сторону движения, а на тормозных участках пути - в противоположную сторону. The peculiarity of the implementation of the magnetic circuits along the running path is reflected in paragraph 4 of the claims, namely, on the accelerating sections of the traveling path, the cores of the magnetic circuits are inclined in the direction of movement, and on the brake sections of the path in the opposite direction.

Указанные выше отличительные признаки - каждый в отдельности и все совместно - направлены на решение поставленной задачи и являются существенными. The above distinguishing features - each individually and all together - are aimed at solving the task and are significant.

Использование предлагаемого сочетания существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое решение соответствует критерию патентоспособности "новизна". The use of the proposed combination of significant distinguishing features in the prior art is not found, therefore, the proposed solution meets the patentability criterion of "novelty."

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи, является не очевидной для специалистов в данной области техники и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности "изобретательский уровень". A single set of new essential features with common known provides a solution to the problem, is not obvious to specialists in this field of technology and indicates compliance of the claimed technical solution with the patentability criterion of "inventive step".

Настоящее изобретение конкретно иллюстрируется следующими примерами осуществления изобретения, которые лишь иллюстрируют, но отнюдь не ограничивают объем использования изобретения. The present invention is specifically illustrated by the following embodiments, which merely illustrate, but by no means limit the scope of use of the invention.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез транспортной системы, на фиг.2 показано устройство синхронного однополярного линейного электродвигателя (СОЛЭД), фиг.3а и б отражают форму магнитопроводов на разгонном и тормозном участках пути. In FIG. 1 is a cross-sectional view of a transport system; FIG. 2 shows a synchronous unipolar linear electric motor (SOLED) device; FIGS. 3a and b reflect the shape of the magnetic cores on the accelerating and braking sections of the track.

Подвесная монорельсовая транспортная система содержит несущую ленту 1, стабилизатор 2 верхнего края ленты 1 (стагнат, от лат. Stagno - "делаю неподвижным"), узлы крепления 3 ленты 1, магнитопроводы 4, 5 с зубцами 6, установленные на транспортном средстве электромагниты с продольными U-образными сердечниками 7 и обмотками 8, ездовые полки 9, 10, а также аварийные опорные ролики 11, 12. Ездовые полки 9, 10 одновременно выполняют роль крепежных элементов, обжимающих шихтованные (пакетные) магнитопроводы 4, 5. Шихтовка магнитопроводов обязательна, поскольку при движении электромагнитов через зубцы 6 протекают быстро меняющиеся магнитные потоки. The suspended monorail transport system contains a carrier tape 1, a stabilizer 2 of the upper edge of the tape 1 (stagnat, from Lat. Stagno - “make it stationary”), attachment points 3 of the tape 1, magnetic cores 4, 5 with teeth 6, electromagnets with longitudinal longitudinal mounted on the vehicle U-shaped cores 7 and windings 8, driving shelves 9, 10, as well as emergency support rollers 11, 12. Driving shelves 9, 10 simultaneously serve as fasteners, compressing lined (batch) magnetic circuits 4, 5. Magnetic cores are required to be lined, since at d moving electromagnets through the teeth 6 flow rapidly changing magnetic fluxes.

Высота несущей ленты 1 составляет не менее 0,05-0,06 от длины пролета, т. е. расстояния между опорами. Ширина стабилизатора верхнего края ленты (стагната) 2 составляет не менее 0,25 от высоты несущей ленты. Толщина ленты 1 выбирается исключительно из соображений безопасности и при использовании высоколегированной упругой стали может составлять всего несколько миллиметров. Самые значительные нагрузки лента 1 испытывает в узлах крепления 3, где на 1 кв.мм сечения приходится до 10 кг•с. Рекомендуемая длина пролета 20-30 м при высоте несущей ленты до 1,5 м. Стабилизатор (стагнат) 2 может выполняться из ленты, меньшей толщины. The height of the carrier tape 1 is at least 0.05-0.06 of the span, that is, the distance between the supports. The width of the stabilizer of the upper edge of the tape (stagnate) 2 is at least 0.25 of the height of the carrier tape. The thickness of the tape 1 is chosen solely for safety reasons and when using high alloyed elastic steel can be only a few millimeters. The tape 1 experiences the most significant loads in the attachment points 3, where up to 10 kg • s falls on 1 square mm of section. The recommended span length is 20-30 m with a carrier tape height of up to 1.5 m. The stabilizer (stagnate) 2 can be made of tape of a smaller thickness.

К недостаткам подвесной системы обычно относят большую по сравнению с навесной системой высоту опор и вероятность маятниковых колебаний экипажа, например, под действием бокового ветра. Но высота опор может быть сокращена за счет "охватывающей" формы экипажа, а боковую раскачку легко устранить при помощи дополнительных боковых роликов с автоматически управляемыми гидроцилиндрами. Подобные стабилизирующие устройства имеются во всех современных танках и начали применяться в некоторых серийных автомобилях. The disadvantages of the suspension system are usually attributed to a greater height of the supports compared to the mounted system and the likelihood of crew swinging, for example, under the influence of a crosswind. But the height of the supports can be reduced due to the "covering" form of the crew, and the side swing can be easily eliminated with the help of additional side rollers with automatically controlled hydraulic cylinders. Similar stabilizing devices are available in all modern tanks and have begun to be used in some production vehicles.

Пара боковых роликов с гидравлическим управлением представляет собой весьма эффективное тормозное устройство, действие которого аналогично дисковым тормозам. Однако во избежание износа ленты ролики должны взаимодействовать с ней без проскальзывания, что и достигается за счет автоматического регулирования силы прижима. Кроме того, обжимные ролики могут использоваться для начального разгона экипажа. Подобные устройства известны, см. а.с. СССР 1504136, МПК В 61 В 13/04, бюл. 32 за 1989 г. A pair of hydraulically controlled side rollers is a very effective braking device that works similarly to disc brakes. However, in order to avoid wear of the tape, the rollers must interact with it without slipping, which is achieved by automatically adjusting the clamping force. In addition, crimp rollers can be used for the initial dispersal of the crew. Similar devices are known, see.with. USSR 1504136, IPC B 61 V 13/04, bull. 32 for 1989

Важнейшее преимущество подвесной системы с несущей лентой - простота и легкость монтажа ходового пути. Заявляемое решение фактически объединяет воедино канатную и монорельсовую дороги. Как и трос (канат), лента доставляется к месту строительства в компактном виде (на барабане). Длина пакетов (блоков) магнитопроводов 4,5 до 3 м, а длина крепежных уголков 9, 10 - до 10 м. Смонтированная лента-балка является свободно висящей жесткой конструкцией и не требует предварительного натяжения. Тросы (ванты) здесь служат лишь дополнительными стабилизирующими элементами. The major advantage of the suspension system with a carrier tape is the simplicity and ease of installation of the track. The claimed solution actually combines the cable car and monorail. Like a cable (rope), the tape is delivered to the construction site in a compact form (on a drum). The length of the packages (blocks) of the magnetic cores is 4.5 to 3 m, and the length of the mounting corners 9, 10 is up to 10 m. The mounted tape-beam is a free-hanging rigid structure and does not require preliminary tension. Cables (cables) here serve only as additional stabilizing elements.

Лента-балка может подвешиваться к уже существующим сооружениям (мостам, эстакадам и т. д. ). Особенно важным это становится при прокладке трассы в условиях тесной городской застройки. The beam can be suspended from existing structures (bridges, overpasses, etc.). This becomes especially important when laying the track in conditions of close urban development.

Синхронный однополярный линейный электродвигатель (СОЛЭД) работает следующим образом. Synchronous unipolar linear electric motor (SOLED) works as follows.

В начале движения, при разгоне экипажа максимальный ток подается в обмотку только одного из четырех электромагнитов группы (на фиг.2 он обозначен латинской буквой D). Действующую силу электромагнита можно разложить на две составляющие - продольную (сила тяги) и поперечную (подъемная сила). При перемещении экипажа на расстояние 0,25L электромагнит D отключается, а ток подается в обмотку электромагнита С и так далее. При достижении некоторой скорости из-за инерционности электромагнитов ток отключаемого модуля не успевает упасть до нуля и в каждый момент времени работают сразу два электромагнита группы (на фиг. 2 - А и D). Электромагнит А не создает тягового усилия, но обеспечивает дополнительную подъемную силу. При дальнейшем нарастании скорости ток в обмотках всех четырех электромагнитов группы не отключается полностью, а колеблется между минимальным и максимальным значениями. Именно поэтому заявляемый ЛЭД называется "однополярным". В отличие от обычных вращательных синхронных машин, в СОЛЭД имеется усредненный по времени магнитный поток. При достижении крейсерской скорости тяговое усилие сокращается до минимума, а подъемная сила достигает необходимой для компенсации веса экипажа величины. Таким образом, СОЛЭД переходит в режим электромагнитной подвески (ЭМП) с ключевым регулированием. Боковая стабилизация экипажа также обеспечивается за счет конфигурации магнитного потока. At the beginning of the movement, when the crew accelerates, the maximum current is supplied to the winding of only one of the four electromagnets of the group (in figure 2 it is indicated by the Latin letter D). The effective force of the electromagnet can be decomposed into two components - longitudinal (traction force) and transverse (lifting force). When the crew moves to a distance of 0.25L, the electromagnet D is turned off, and the current is supplied to the winding of the electromagnet C and so on. When a certain speed is reached due to the inertia of the electromagnets, the current of the disconnected module does not have time to drop to zero and at once two electromagnets of the group work at once (in Fig. 2 - A and D). Electromagnet A does not generate traction, but provides additional lifting force. With a further increase in speed, the current in the windings of all four electromagnets of the group does not turn off completely, but fluctuates between the minimum and maximum values. That is why the claimed LED is called "unipolar". Unlike conventional rotary synchronous machines, SOLED has a time-averaged magnetic flux. When cruising speed is reached, traction is reduced to a minimum, and the lifting force reaches the value necessary to compensate for the crew weight. Thus, SOLED switches to electromagnetic suspension (EMF) mode with key regulation. Lateral stabilization of the crew is also ensured by the configuration of the magnetic flux.

Электромагнитная подвеска позволяет существенно снизить потери мощности на трение. При обтекаемой форме на скоростях до 250 км/ч сила сопротивления воздуха не превышает 2-3% от веса экипажа. Для сравнения - у рельсового поезда трение достигает 5%, а у легкового автомобиля превышает 10% (без учета сопротивления воздуха, которым на скоростях порядка 100 км/ч еще можно пренебречь). С учетом малого трения мощность привода экипажа массой 10-20 т не превышает 100 кВт, причем расход мощности в самой ЭМП существенно меньше всех остальных потерь. Electromagnetic suspension can significantly reduce friction power loss. With a streamlined shape at speeds up to 250 km / h, the air resistance does not exceed 2-3% of the crew weight. For comparison, friction reaches 5% on a rail train, and exceeds 10% on a passenger car (excluding air resistance, which can still be neglected at speeds of about 100 km / h). Given the low friction, the drive power of a crew weighing 10-20 tons does not exceed 100 kW, and the power consumption in the EMF itself is significantly less than all other losses.

СОЛЭД питается от источника постоянного тока и обладает важным преимуществом по сравнению с ЛЭД переменного тока - при отключении внешней сети экипаж переходит на аварийные бортовые аккумуляторы и тем самым обеспечивается штатный режим торможения с работающей ЭМП. Для АСЛЭД прототипа или аналогичных (система ТРАНСРАПИД, Германия) отключение питающей сети на полной скорости экипажа следует рассматривать как аварийную ситуацию. SOLED is powered by a direct current source and has an important advantage compared to alternating current LEDs - when the external network is disconnected, the crew switches to emergency on-board batteries and this ensures a normal braking mode with a working EMF. For a prototype ASLED or similar (TRANSRAPID system, Germany), disconnecting the power supply at full crew speed should be considered as an emergency.

Наиболее важным узлом СОЛЭД является электронный коммутатор, заменяющий традиционный механический коллектор синхронных машин. Примерная схема электронного коммутатора для СОЛЭД-ЭМП описана в а.с. СССР 1393147, МПК G 05 F 7/00, бюл. 3 за 2002 г. The most important component of SOLED is the electronic switch, replacing the traditional mechanical collector of synchronous machines. An example circuit of an electronic switch for SOLED-EMF is described in A.S. USSR 1393147, IPC G 05 F 7/00, bull. 3, 2002

Наиболее важный механический параметр СОЛЭД - "полюсное деление", здесь обозначенное как L. Чем меньше L, тем меньше масса погонного метра магнитопроводов 4, 5. С другой стороны, при уменьшении L повышается частота переключений электромагнитов, что нежелательно. С учетом свойств типовых ферромагнитных материалов, частота переключений не должна превышать 1 кГц. Следовательно, минимальная величина L составляет примерно 200 мм. The most important mechanical parameter of SOLED is the "pole division", here denoted by L. The smaller L, the smaller the mass of a linear meter of magnetic cores 4, 5. On the other hand, when L decreases, the switching frequency of the electromagnets increases, which is undesirable. Given the properties of typical ferromagnetic materials, the switching frequency should not exceed 1 kHz. Therefore, the minimum value of L is approximately 200 mm.

Для повышения тягового усилия СОЛЭД на разгонных и тормозных участках ходового пути необходимо выполнить зубцы 6 наклонными. При наклонном расположении зубцов (фиг.3а, б) увеличивается "рабочий ход" каждого электромагнита, циклы переключения несколько перекрываются и тяговое усилие возрастает примерно на 30%. To increase the traction of the SOLED on the accelerating and braking sections of the running path, it is necessary to make the teeth 6 inclined. With an inclined arrangement of teeth (figa, b) increases the "working stroke" of each electromagnet, the switching cycles overlap somewhat and the traction increases by about 30%.

Главной проблемой СОЛЭД является довольно значительная суммарная масса магнитопроводов 4,5 (реально более 100 кг на 1 пог.метр). Уменьшить массу магнитопроводов можно только за счет уменьшения их поперечного размера, что неизбежно приводит к снижению тягового усилия. Однако подъемная сила электромагнитов в расчете на 1 кв.см площади полюсов сохраняется, если поперечный размер (ширина) полюсов превосходит рабочий зазор (примерно 10 мм). The main problem of SOLED is a rather significant total mass of magnetic cores 4.5 (actually more than 100 kg per 1 linear meter). The mass of magnetic cores can be reduced only by reducing their transverse size, which inevitably leads to a decrease in traction. However, the lifting force of electromagnets per 1 cm2 of the area of the poles is maintained if the transverse size (width) of the poles exceeds the working gap (approximately 10 mm).

Представляет интерес комбинированная система, сочетающая постоянно работающую ЭМП и тяговые обжимные ролики с гидравлическим управлением. В этом случае зубцы 6 не нужны, а роль магнитопроводов могут выполнять крепежные уголки (ездовые полки) 9, 10. Of interest is a combined system that combines a constantly working EMF and traction crimp rollers with hydraulic control. In this case, the teeth 6 are not needed, and the mounting angles (driving shelves) 9, 10 can play the role of magnetic cores.

Claims (3)

1. Подвесная монорельсовая транспортная система, включающая ходовой путь в виде балки с узким вертикальным ребром, боковыми элементами жесткости и закрепленными в ее нижней части вторичными элементами линейного двигателя, а также снабженное активными элементами линейного электродвигателя транспортное средство, отличающаяся тем, что балка выполнена сборной, при этом вертикальное ребро представляет собой одно- или многослойную упругую несущую ленту, которая по всей длине, за исключением мест крепления к опорам, снабжена в верхней части четырьмя боковыми упругими ленточными элементами, каждый из которых предварительно плавно изогнут под углом 90°, причем горизонтальные участки боковых упругих ленточных элементов соединены попарно между собой, а вертикальные участки - с несущей лентой.1. Suspended monorail transport system, including a track in the form of a beam with a narrow vertical rib, lateral stiffeners and secondary elements of the linear motor fixed in its lower part, as well as a vehicle equipped with active elements of the linear electric motor, characterized in that the beam is made of a prefabricated the vertical rib is a single or multi-layer elastic carrier tape, which along the entire length, with the exception of attachment points to supports, is provided in the upper part etyrmya lateral elastic belt elements each of which is pre-curved smoothly at 90 °, with the horizontal portions of the side elastic band elements are connected in pairs with each other, and vertical sections - to the carrier tape. 2. Подвесная монорельсовая транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что вторичные элементы линейного электродвигателя представляют собой два продольно-зубчатых шихтованных магнитопровода, симметрично закрепленных по обеим сторонам несущей ленты, а активными элементами линейного электродвигателя служат продольные U-образные электромагниты, расположенные на транспортном средстве непосредственно под зубчатыми магнитопроводами с шагом 1,25 L, где L - расстояние между центрами полюсов электромагнитов и центрами двух соседних зубцов магнитопроводов, при этом общее число электромагнитов равно 4n, где n≥2.2. The suspended monorail transport system according to claim 1, characterized in that the secondary elements of the linear electric motor are two longitudinally-gear lined magnetic circuits, symmetrically mounted on both sides of the carrier tape, and the longitudinal U-shaped electromagnets located on vehicle directly under the toothed magnetic circuits in increments of 1.25 L, where L is the distance between the centers of the poles of the electromagnets and the centers of two adjacent teeth m gnitoprovodov, while the total number of electromagnets equal to 4n, where n≥2. 3. Подвесная монорельсовая транспортная система по п.2, отличающаяся тем, что на разгонных участках ходового пути зубцы магнитопроводов имеют наклон в сторону движения, а на тормозных участках ходового пути - в противоположную сторону.3. The suspended monorail transport system according to claim 2, characterized in that on the accelerating sections of the running track, the cores of the magnetic circuits are tilted in the direction of movement, and on the brake sections of the running track - in the opposite direction.
RU2002108800/11A 2002-04-05 2002-04-05 Overhead monorail transport system RU2219082C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002108800/11A RU2219082C1 (en) 2002-04-05 2002-04-05 Overhead monorail transport system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002108800/11A RU2219082C1 (en) 2002-04-05 2002-04-05 Overhead monorail transport system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2219082C1 true RU2219082C1 (en) 2003-12-20
RU2002108800A RU2002108800A (en) 2004-03-20

Family

ID=32066242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002108800/11A RU2219082C1 (en) 2002-04-05 2002-04-05 Overhead monorail transport system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2219082C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103895528A (en) * 2014-03-25 2014-07-02 西南交通大学 Medium and lower speed maglev train travelling mechanism

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103895528A (en) * 2014-03-25 2014-07-02 西南交通大学 Medium and lower speed maglev train travelling mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002108800A (en) 2004-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103612635B (en) The two standby safe operations of a kind of U-rail and the driving energy-saving mechanism that suspends
CN107190595B (en) Permanent magnet suspension train track system
US4075948A (en) Rapid transit system
CN100372215C (en) Suspending, guiding and propelling vehicles using magnetic forces
CN101535085B (en) Magnetic levitation railway and method for operation thereof
US5953996A (en) System and method for magnetic levitation guideway emplacement on conventional railroad line installations
WO2021068894A1 (en) Electromagnetic levitation train track system and levitation electromagnet
CN110029540B (en) High-speed magnetic levitation traffic double-line box girder and track structure
CN210236912U (en) Movable cable carrying crane capable of carrying and walking track mechanism and walking system thereof
EP3659852A1 (en) Electric multi-mode drive system and method for operating the same, a track and a vehicle for use in such a drive system
CN109094422B (en) Suspension type track traffic equipment and magnetoelectric hybrid suspension rail system therein
CN103661415A (en) Maglev train bogie and track structure
CN113060009A (en) Monorail high-temperature superconducting maglev train
CN114808558B (en) Composite special-shaped flange rail system
CN102275538B (en) Special transport vehicle for magnetic levitation vehicle
CN110315992A (en) A kind of Rail Transit System
CN110682925A (en) Suspension type train of linear drive and electromagnetism direction
CN109412381A (en) Linear eddy-current brake device
CN114293415B (en) Permanent magnet magnetic levitation track system for improving vehicle running performance and synchronous linear motor
RU2219082C1 (en) Overhead monorail transport system
CN102874261B (en) A kind of linear motor train traveling gear
RU2752040C1 (en) Magnetic levitation system apparatus for increasing load capacity
CN210391118U (en) Suspension type monorail train system with double-row type electromagnetic weight reduction mechanism
CN210162074U (en) Intelligent direct-drive straddle type air bus
CN110182055A (en) A kind of suspension type magnetic-levitation train single track electromagnetic suspension mechanism to rise and fall

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040406