Устройство торможения транспортных средств на магнитном подвесе

Устройство торможения транспортных средств на магнитном подвесе

Реферат

 

(19)SU(11)1095533(13)A1(51)  МПК ⁶    _B60L7/06(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 27.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) УСТРОЙСТВО ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА МАГНИТНОМ ПОДВЕСЕ

Изобретение относится к области электрооборудования транспортных средств на магнитном подвесе, в частности к устройствам торможения экипажа высокоскоростного транспортного средства. Известно устройство торможения транспортного средства на магнитном подвесе, содержащее тяговый линейный асинхронный двигатель с разнесенными по длине индуктора двумя m-фазными обмотками, одна из которых подключена к выходу инвертора, соединенного своим входом с выходом выпрямителя, вход которого соединен с выходом блока торможения и подключен через контактор к источнику питания, а другая обмотка соединена через переключатель с первой обмоткой и с входом блока торможения. Недостатком данного устройства применительно для торможения транспортного средства на магнитном подвесе является повышенная установленная мощность электромагнитов подвеса. Известно, что в линейном асинхронном двигателе (ЛАД) помимо тяговых усилий возникают значительные по величине нормальные усилия взаимодействия между индуктором и вторичным элементом реактивной шиной (РШ), имеющее сложное распределение по длине индуктора. Независимо от характера интегрального значения нормальной силы (левитация или притяжение), как показали экспериментальные исследования за счет влияния вторичного продольного краевого эффекта набегающий кран индуктора высокоскоростных ЛАД практически всегда отталкивается, а сбегающий испытывает притяжение. Это явление в ЛАД носит название "эффекта дельфина" и для транспортных средств на магнитном подвесе является нежелательным в силу неравномерной нагрузки на электромагнитный подвес и необходимости увеличения при этом их установленной мощности. Известно также, что характер и абсолютная величина интегрального нормального усилия ЛАД в тормозных режимах определяется способом торможения, причем при реализации комбинированного конденсаторно-динамического торможения эффективное конденсаторное торможение создает значительное притяжение индуктора к РШ, а динамическое торможение, уступая по величине тормозного усилия при этих скоростях, характеризуется значительным левитационным усилием. Таким образом комбинированное конденсаторно-динамическое торможение ЛАД с двумя распределенными по длине индуктора обмотками характеризуется неравномерной от действия нормальных сил нагрузкой на электромагниты подвеса, вследствие чего необходимо увеличивать их установленную мощность. Цель изобретения снижение потребляемой мощности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве торможения транспортных средств на магнитном подвесе, содержащем тяговый линейный асинхронный двигатель с разнесенными по длине индуктора двумя m-фазными обмотками, одна из которых подключена к выходу инвертора, соединенного своим входом с выходом выпрямителя, вход которого, соединенный с выходом блока торможения, подключен через контактор к источнику питания, а другая обмотка соединена через переключатель с первой обмоткой с входом блока торможения, тяговый линейный асинхронный двигатель выполнен с дополнительной m-фазной обмоткой, соединенной параллельно с первой и расположенной от нее на противоположном конце индуктора. На фиг. 1 представлена электрическая блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 представлена блок-схема предложенного устройства на примере одного из конкретных вариантов его исполнения; на фиг. 3 представлена схема расположения обмотки в индукторе предложенного асинхронного линейного двигателя; эпюры распределения нормальных сил по длине индуктора в тормозных режимах и эпюры распределения по длине индуктора интегральных значений нормальных сил взаимодействия для каждой из трех m-фазных обмоток. Устройство (фиг. 1) содержит тяговый линейный асинхронный двигатель 1 с тремя m-фазными обмотками 2-4 индуктора, одна из которых соединена с переключателем 5. Контактор 6 соединяет источник 7 питания с обмотками двигателя через выпрямитель 8 и инвертор 9. Одни из контактов переключателя 5 соединены с входом блока 10 торможения, выход которого подключен к входу выпрямителя. В простейшем случае блок торможения может быть выполнен в виде конденсаторов. В устройстве (фиг. 2) блок 10 торможения выполнен в виде тиристорного регулятора 11 с подключенными к нему конденсаторами 12 и параллельно регулятору 11 тормозными резисторами 13. Устройство работает следующим образом. При торможении контактор 6 отключает выпрямитель 8 от источника питания 7, а переключатель 5, который в тяговом режиме соединяет обмотку 3 с выходом инвертора 9, подключает указанную обмотку 3 через конденсаторы 12 блока 10 к входу выпрямителя 8. При замыкании контактора 5 обмотка 3 линейного асинхронного электродвигателя 1 возбуждается и работает как трехфазный асинхронный генератор в режиме конденсаторного торможения. Механическая энергия, запасенная экипажем, преобразуется в электрическую и подается через выпрямитель 8 и инвертор 9 на обмотки 2 и 4. В начале торможения обмотки 2 и 4 могут работать для уменьшения аэродинамического удара в тяговом режиме. В дальнейшем инвертор 9 при нулевой частоте питающего напряжения позволит осуществить динамическое торможение постоянным током. Устройство (фиг. 2) принципиально работает аналогичным образом, однако с целью повышения эффективности торможения за счет регулирования напряжения на входе выпрямителя 8 и уменьшения тепловой нагрузки обмоток 2, 3 и 4 конденсаторы 12 подключены параллельно входу указанного выпрямителя через тиристорный регулятор 11, который регулирует намагничивающий ток таким образом, что на зажимах обмотки 3 напряжение будет номинальным независимо от скорости движения транспортного средства, при этом большая часть энергии торможения рассеивается на тормозных резисторах 13. Обмотки 2 и 4 (фиг. 3), работающие в режиме динамического торможения постоянным током, расположены по краям индуктора линейного асинхронного электродвигателя 1, а обмотка 3, реализующая генераторное конденсаторное торможение, расположена в его средней части. Стрелкой А указано направление движения индуктора ЛАД (или транспортного средства). В набегающих зонах обмоток 2, 3 и 4 преобладает левитация а в сбегающей зоне имеет место притяжение. Интегральное (в пределах действия каждой из обмоток) нормальное усилие, отнесенное к длине индуктора, занимаемой этой обмоткой, для обмоток 2 и 4 является усилием левитации а для средней обмотки 3 усилием притяжения, причем сумма эпюр практически не создает дополнительной нагрузки на систему магнитного подвеса. Описание устройства сделано применительно к системе с трехфазным тяговым линейным асинхронным электродвигателем, но в принципе система может быть и m-фазной (m 2,3-6). Устройство позволяет уменьшить установленную мощность электромагнитов магнитного подвеса за счет ослабления амплитуды вынужденных колебаний от действия неуравновешенных вертикальных сил электродвигателя и уменьшения неравномерности распределения нормального усилия, создаваемого электродвигателем, по длине его индуктора.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА МАГНИТНОМ ПОДВЕСЕ, содержащее тяговый линейный асинхронный двигатель с разнесенными по длине индуктора двумя m-фазными обмотками, одна из которых подключена к выходу инвертора, соединенного своим входом с выходом выпрямителя, вход которого, соединенный с выходом блока торможения, подключен через контактор к источнику питания, а другая обмотка соединена через переключатель с первой обмоткой и с входом блока торможения, отличающееся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, тяговый линейный асинхронный двигатель выполнен с дополнительной m-фазной обмоткой, соединенной параллельно с первой и расположенной от нее на противоположном конце индуктора.