|
32 Помимо обычных линейных синхронных машин, в системах высокоскоростного транспорта предлагается использовать синхронные индукторные электродвигатели.. В связи с высокой стоимостью высокоскоростных систем с электродинамическим подвешиванием и линейными синхронными двигателями на первом этапе разработки новых видов транспорта экономически целесообразно использовать электромагнитную систему подвешивания линейных асинхронных двигателей. Электромагнитная система подвешивания экипажа предполагает создание усилий магнитного отталкивания между индукторами ЛАД и путевой структурой. Если участки пути имеют небольшую протяженность, то индукторы линейных асинхронных двигателей укладываются в путевую структуру, а электропроводящий вторичный элемент размещается на днище экипажа. Однако вероятно то, что чаще индукторы ЛАД будут устанавливаться на транспортных экипажах. Вместе с тем, первая коммерческая система ВСНТ, работающая в К11Р с 2004 года, содержит индукторы ЛАД, уложенные в путевую структуру, а вторичный элемент установлен на экипаже, подвешенном в магнитном поле. Если индукторы ЛАД образуют путевую структуру ВСНТ, то их вторичные элементы (ВЭ) располагаются в днище высокоскоростных экипажей. Вторичные элементы могут быть выполнены в виде традиционной короткозамкнутой обмотки, состоящей из электропроводящих стержней, расположенных перпендикулярно направлению движения транспортного экипажа замкнутых по торцам электропроводящими шинами и размещенных в пазах сердечника, имеющего форму параллелепипеда. Выполнение ВЭ с короткозамкнутыми обмотками позволяет увеличить тяговое усилие ЛАД. В диссертации предполагается, что вторичные элементы с целью повышения усилий трогания или торможения экипажа ВСНТ с места и регулирования скорости его движения могут выполняться короткозамкнутыми с регулируемыми активными сопротивлениями. В этом случае электропроводящие стержни, размещенные в пазах сердечника, могут состоять из нескольких изолированных друг от друга проводников, замкнутых с одной стороны общей элекгропро |
порта с электродинамическим подвешиванием следует искать возможности снижения расходов электроэнергии и сверхпроводящих материалов. В конструктивных решениях таких систем можно выделить несколько направлений: один экипажный источник магнитного поля одновременно взаимодействует с двумя или более функционально различными элементами пути; один элемент пути взаимодействует с двумя или более функционально различными экипажными источниками магнитного поля; объединение нескольких функций (например, подвеса и направления) достигается приданием путевым и экипажным элементам соответствующих форм; использование материалов с резко различными магнитными свойствами (например, немагнитных и ферромагнитных). Принципиально система электродинамического подвеса экипажа высокоскоростного транспорта устойчива в вертикальном направлении и неустойчива в горизонтальном. Подсчитано, что суммарное боковое усилие, действующее на экипаж, может достигнуть порядка 150 И при смещении сверхпроводящих левитационных элементов относительно оси симметрии путевого полотна на 100 мм. Для безопасной работы высокоскоростных экипажей боковое усилие должно компенсироваться направляющими силами бесконтактного взаимодействия сверхпроводящих магнитов, установленных на экипаже, которыми могут быть магниты подвеса или возбуждения синхронного линейного двигателя с токопроводящими элементами пути. Электродинамическое взаимодействие создает не только усилие магнитного отталкивания, но и значительное торможение, поэтому лучшие показатели имеют системы направления, работающие по принципу “нулевого потока”, в которых, направляющая и тормозная силы появляются только в момент бокового смещения экипажа /13/. Помимо обычных линейных синхронных машин, в системах скоростного транспорта предлагается использовать синхронные индукторные электродвигатели. Исследованию и расчету тяговых линейных синхронных двигателей посвящен ряд серьезных публикаций /88-90/. В связи с высокой стоимостью высокоскоростных систем с электродинамическим подвешиванием и линейными синхронными двигателями на первом этапе разработки новых видов 31 транспорта экономически целесообразно использовать электромагнитную систему подвешивания линейных асинхронных двигателей. Электромагнитная система подвешивания экипажа предполагает создание усилий магнитного отталкивания между индукторами ЛАД и путевой структурой. Если участки пути имеют небольшую протяженность, то индукторы линейных асинхронных двигателей укладываются в путевую структуру, а электропроводящий вторичный элемент размещается на днище экипажа. Однако более часто индукторы ЛАД устанавливаются на транспортных экипажах. Исследованию ЛАД применительно для высокоскоростного транспорта посвящено значительное число научных публикаций /14,91-102/. Проблемам создания и развития высокоскоростного транспорта с линейными асинхронными и синхронными приводами посвящены публикации /103-108/. Одним из отрицательных явлений, сопровождающих работу высокоскоростных индукторов ЛАД, является продольный вторичный концевой эффект. В РГУПС была разработана надежная высокоскоростная транспортная система, в которой вредное действие продольного концевого эффекта используется полезно для создания дополнительных усилий магнитного подвешивания /133/. Транспортная система содержит экипажи на магнитной подвеске с индукторами ЛАД и путевую структуру, выполненную из электропроводящего материала. Отдельные экипажи соединены между собой электропроводящими пластинами, ширина которых равна ширине индукторов линейных асинхронных двигателей. Воздушный зазор между индукторами ЛАД и путевой структурой равен зазору между электропроводящими пластинами и путевой структурой. При работе системы высокоскоростного транспорта обмотки индукторов ЛАД создают бегущее магнитное поле, пересекающее электропроводящую путевую структуру и индуктирующее в ней вихревые токи. Эти вихревые токи взаимодействуют с бегущим .магнитным полем индуктора. В результате этого взаимодействия создаются тяговое и подъемное усилия. Иод действием тягового усилия экипажи перемещаются относительно путевой структуры. Как известно, при взаимодействии индукторов с путевой структурой имеют место вторичный продольный концевой эффект, заключающийся в том, что после прохождения 32 |