1 8 2006 №09 ТМ

ИДЕИ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ

НОВЫЙ подход

К МАГНИТНОМУ ПОДВЕСУ

Анализ различных технических решений таких видов транспорта для скоростей до 500 км/ч показал, что основным фактором, сдерживающим их развитие является относительно сложная, дорогая и малонадёжная магнитная подвеска.

Так, наиболее развитая электромагнитная подвеска на силах притяжения к ферромагнитным балкам пути требует эстакады, быстродействующих регуляторов воздушного зазора (1 см) между путевым полотном и электромагнитами, имеет относительно большой вес. Большое количество весьма сложного электротехнического оборудования в каждом вагоне снижает надежность и экономичность такого транспорта.

Другое направление предлагает использование электродинамического подвеса на основе сверхпроводящих соленоидов на экипаже и электропроводящих контуров тока в путевом полотне. Недостатки этого направления обусловлены следующими факторами:

возможность проникновения мощного магнитного поля подвески в салон экипажа;

высокая стоимость и опасность криогенного оборудования соленоидов;

высокая стоимость электропроводящих контуров пути;

необходимость применения опорных колес типа шасси самолета, так как «всплытие» экипажа под действием магнитных сил подвеса происходит при скорости более 80 км/ч;

создание подъёмной силы сопровождается возникновением тормозной магнитной силы и большими потерями мощности (1300 кВт для вагона весом 40 т при скорости 400 км/ч);

работа электродинамического подвеса сопряжена с возможными медленно затухающими колебаниями экипажа в вертикальной плоскости, что требует применения демпфирующих контуров с регулируемым автоматически током. То есть, весьма существенное преимущество такой подвески, связанное с предполагаемым ранее отсутствием регуляторов зазора, уменьшается при введении регуляторов демпфирования.

Устройство подвешивания экипажа, основанное на силах взаим-

Интенсивный рост грузовых и пассажирских перевозок вызвал сложные проблемы экологии и привел к необходимости создания новых, более эффективных систем общественного транспорта.

Общепризнанно, что в области наземного транспорта наиболее предпочтительными являются технические решения, в которых отсутствуют колёса и механический контакт между экипажем и путевым полотном. Установлено, что наиболее полно требованиям экономного расходования энергии, бесшумности и малого загрязнения окружающей среды отвечает транспорт с магнитным подвесом экипажа и линейным тяговым электроприводом.

ного отталкивания постоянных магнитов, размещаемых в виде полос на пути и экипаже, неустойчиво в горизонтальной плоскости. Для его стабилизации необходима направляющая система, которая может быть выполнена в виде управляемых электромагнитов, направляющих роликов и т.п. К ее недостаткам следует также отнести высокую стоимость пути, его малую надежность и поломку при попадании в зазор (1,5 см) между магнитами посторонних предметов.

Различные варианты комбинированных систем, выполненных из рассмотренных выше конструктив

Лев СОРОКИН, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

ных узлов, не дали приемлемых результатов.

В предполагаемом техническом решении для магнитного подвеса экипажа применен линейный асинхронный двигатель, индуктор которого установлен на экипаже, а вторичный элемент — в пути (рис. 1).

При подключении индуктора магнитного подвеса к источнику двухфазного переменного тока пониженной частоты (1 Гц) по его двухфазной обмотке, расположенной между зубцами, будут протекать токи пониженной частоты. Они создадут бегущее магнитное поле, скорость которого Von пропорциональна частоте тока питания подвеса.

Магнитное поле токов будет проходить через воздушные зазоры «б» между индикатором и блоками вторичного элемента, а также слой алюминия толщиной «А» и зубцово-пазо-вые слои упомянутых блоков, ферромагнитные спинки. Обмотки вторичного элемента состоят из алюминиевых стержней, соединенных электрически со слоями алюминия, а их магнитопроводы — из магнитно-соединенных зубцов и спинок.

Под действием бегущего магнитного поля индукцией В в алюминиевых стержнях и слоях толщиной «А» обмоток блоков наводится ЭДС Е₂, пропорциональная В_б и V_on. По известным формулам получаем, что мощность потерь во вторичном элементе пропорциональна квадрату Е₂ и обратно прпорциональна сопротивлению слоёв и стержней. Н₀ она же равна и произведению V_on на подъёмную силу F_n.

Тогда, в свою очередь, подъёмная сила предлагаемого электромагнитного подвеса для индуктора длиной 1 м пропорциональна квадрату индукции, удвоенной скорости магнитного поля, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению слоёв и стержней.

Отсюда очевидны методы увеличения подъёмной силы подвеса: снижение сопротивления обмоток вторичного элемента, увеличение индукции В в рабочем зазоре. Однако необходимо учитывать, что при заданном полосном делении обмотки увеличение В сопряжено с уменьшением зазора «б» или повышением токов индуктора, сечения его магнитных зубцов, а также уси