Способ создания тягового усилия для наземного транспортного средства и устройство для его реализации

Способ создания тягового усилия для наземного транспортного средства и устройство для его реализации

Реферат

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для сообщения движущей силы передвижной технике.

Известен способ создания тягового усилия для сухопутного транспорта, заключающийся в использовании электрических тяговых устройств, а также реализующие его механизмы (1). Известные способ и устройства имеют недостаток - потери энергии на трение при взаимодействии колес привода и дорожного покрытия.

Известен способ создания тягового усилия, заключающийся в использовании энергии движущихся масс по круговой траектории (2). Данный способ также имеет элементы потери энергии как в преобразовании электрической (и любой другой энергии) в механическую, так и тепловые потери на трение.

Целью настоящего изобретения является минимизация преобразовательных и других потерь энергии.

В способе поставленная цель достигается тем, что энергию движущихся масс по круговой траектории обеспечивают вращающимся магнитным полем, а массы представляют собой множество магнитных частиц, имеющих шероховатую поверхность.

В устройстве поставленная цель достигается тем, что электромагнитный статор с обмоткой помещен в центр тороидальной оболочки, внутри которой находятся магнитные частицы с шероховатой поверхностью, при этом тороидальная оболочка имеет вырез в нижней части, а ось статора и тороидальной оболочки перпендикулярна движению.

Возможность практической реализации

На Фиг.1 показано устройство для наземного передвижения. Устройство содержит магнитные частицы с шероховатой поверхностью - 1; электромагнитный статор - 2, имеющий полюсы - 2а; подпружиненные колеса - 3; тороидальную оболочку - 4, которая в месте ее пересечения с платформой - 6, имеет вырез - 5. Все устройство катится по поверхности - 7. Электромагнитный статор - 2 и тороидальная оболочка - 4 жестко закреплены на платформе - 6.

Для уяснения принципа передвижения устройства нужно представить, что мелкие магнитные частицы - 1 движутся по круговой траектории (показано стрелками) вокруг статора - 2 внутри и вне оболочки - 4. Поскольку круговое движение частиц обеспечивается магнитным полем статора - 2, то при зацеплении их с поверхностью - 7 они передают вектор усилия V (в направлении которого и движется платформа - 6) через магнитное поле. Вся сложность работы устройства заключается в обеспечении этого кругового движения без потери частиц, когда они находятся вне оболочки - 4, т.е. на дороге.

Магнитный статор - 2 практически представляет собой статор электромотора асинхронного двигателя переменного тока, с полюсами - 2а, с многофазной обмоткой. Все условия обеспечения кругового движения без потерь частиц обеспечиваются силой и формой тока, подаваемого на обмотки полюсов. В частности, на восходящей траектории движения (справа), особенно в начале ее, импульсы тока должны быть сильнее, чтобы не потерять частицы. В то же время в верхней части оболочки величина магнитного поля должна уравновешивать центростремительную силу частиц и не быть слишком большой, чтобы не тратить энергию на трение частиц об оболочку - 4.

Вообще, обеспечение кругового вращения частиц в рамках данного предложения является отдельной темой и может быть обеспечено множеством способов. Например, можно сделать статор в виде колец с полюсами, расположенными по бокам оболочки - 4, или сделать обмотку вокруг самой оболочки с управляемым фазовым питанием ее секций.

Колеса - 3 необходимы для перемещения груза платформы и обеспечения стабильности взаимодействия движителя с поверхностью дороги. На платформе для возможности сообщения ей поворота в движении нужно установить два движителя по сторонам и обеспечивать их разную скорость.

Таким образом, предложенные отличия позволяют достичь поставленных целей. В движителе отсутствует привод как таковой, а значит - отсутствуют и потери энергии.

Источники информации

1. Щетина В.А., Морговский Ю.Я., Центер Б.И., Богомазов В.А. Электромобиль: техника и экономика. - Л.: Машиностроение, 1987. - 253 стр.: ил.

2. Патент России №2429150.

Транспортное средство на колесах для перемещения его по жесткой поверхности, содержащее электромагнитный привод, установленный на платформе, в поле которого перемещаются магнитные частицы, отличающееся тем, что привод представляет собой электромагнитный статор с обмоткой, помещенный в центр тороидальной оболочки, в которой находятся магнитные частицы и ось которой перпендикулярна движению, полюса статора параллельны оси оболочки, при этом тороидальная оболочка имеет вырез в нижней части платформы, обращенный к поверхности дороги.