RU2681574C2 - Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом - Google Patents
Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681574C2 RU2681574C2 RU2017121572A RU2017121572A RU2681574C2 RU 2681574 C2 RU2681574 C2 RU 2681574C2 RU 2017121572 A RU2017121572 A RU 2017121572A RU 2017121572 A RU2017121572 A RU 2017121572A RU 2681574 C2 RU2681574 C2 RU 2681574C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- utlep
- linear electric
- transport
- levitation
- traction
- Prior art date
Links
- 238000005339 levitation Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 15
- 102100030931 Ladinin-1 Human genes 0.000 description 13
- 201000001779 Leukocyte adhesion deficiency Diseases 0.000 description 11
- 101710177601 Ladinin-1 Proteins 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/04—Magnetic suspension or levitation for vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/10—Combination of electric propulsion and magnetic suspension or levitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61B13/00—Other railway systems
- B61B13/08—Sliding or levitation systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
- Non-Mechanical Conveyors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к транспортной системе. Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом содержит трассу 7 с автономными транспортными модулями 8, выполненную в виде соединенных цилиндрических трубчатых секций с установленными в них активными элементами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9 унитарных тягово-левитационных линейных электроприводов (УТЛЭП). Активные элементы УТЛЭП выполнены в виде четырехблочных эллипсообразных сборок линейных двигателей, расположены на внутренней поверхности цилиндрических трубчатых секций трассы под острым углом к продольной оси и взаимодействуют с цилиндрическими корпусами автономных транспортных модулей 8. Корпуса автономных транспортных модулей 8 выполнены двухслойными из стали и алюминия и осуществляют левитацию, позиционирование и перемещение транспортных модулей по трассе. Для позиционирования транспортных модулей относительно продольной оси трассы в алюминиевом слое покрытия транспортного модуля имеются три продольные зоны электродинамического позиционирования (две верхние и одна нижняя). В результате отсутствует механическое взаимодействие между трассой и транспортным модулем, что позволяет последнему развивать высокие скорости. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к грузовым технологическим транспортным системам, а именно к грузовым монорельсовым системам с тягово-левитационными устройствами. Оно может быть использовано для решения широкого круга логистических задач, требующих высоких скоростей движения.
Известна [1] транспортная система [патент РФ №2123946, МПК B60L 13/10, опубл. 27.12.1998 г.] содержащая транспортное средство с магнитом, путепровод с запитанной током обмоткой в виде наклонной спирали и ограничитель перемещений транспортного средства. Технический результат заключается в возможности перемещения транспортного средства вдоль пути только за счет его магнитного взаимодействия с обмоткой путепровода, т.е. без использования специального линейного двигателя, а также в уменьшении отклонения транспортного средства от заданного направления движения и предотвращения перевертывания. Недостатками [1] являются невозможность снижения величины технического коэффициента тары транспортного средства из-за установки магнитов на транспортном средстве и требование увеличенного зазора из-за наклона катушек.
Известен [2] ограничитель перемещений транспортного средства [патент РФ №2199451, МПК В60 13/00, опубл. 27.02.2003 г.], содержащий запитанные током статорные обмотки в виде винтовых спиралей, витки которых расположены параллельно направлению движения транспортного средства, и источники магнитного поля, установленные на транспортном средстве таким образом, что при взаимодействии с ними статорных обмоток обеспечивается непрерывная последовательность поясов стабилизации положения транспортного средства при движении. Технический результат получаемый от использования предлагаемого изобретения заключается в обеспечении условий поперечной стабилизации положения транспортного средства с установленными на нем источниками магнитного поля при помощи эффекта "магнитной потенциальной ямы" как функции расстояния между электропроводящими витками ограничителя перемещений и магнитными источниками транспортного средства. 2 ил. Недостатком [2] является существенное увеличение массы тары при введении постоянных магнитов в систему позиционирования транспортного средства.
Наиболее близким по существу заявляемого изобретения прототипом является [3] базовый элемент транспортной системы [патент РФ №2247040, МПК B60L 13/10, опубл. 27.02.2005 г.] содержащий путепровод с электромагнитом, обмотка которого размещена вдоль путепровода. Витки обмотки расположены в плоскостях, наклоненных относительно направления движения транспортного средства. Имеются ограничитель перемещения транспортного средства и транспортное средство с установленными на нем источниками магнитного поля. Обмотка электромагнита разделена на секции, образующие последовательность поясов ускорения транспортного средства по мере его перемещения относительно путепровода. Недостатком прототипа [3] является возможность движения транспортного средства только в одном направлении, определяемом наклоном витков обмотки.
Целью предполагаемого изобретения является создание скоростных грузопроводных монорельсовых транспортных систем с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом для использования в качестве эффективного технологического транспортного средства, способствующего решению логистических задач с высокими скоростями движения и защищенностью перевозимых грузов от внешних воздействий различного вида.
Достижение цели осуществляется тем, что грузопроводная транспортная система содержит трассу, выполненную в виде соединенных цилиндрических трубчатых секций с установленными в них активными элементами унитарных тягово-левитационных линейных электроприводов (УТЛЭП). Активные элементы УТЛЭП, выполненные виде четырехблочных эллипсообразных сборок линейных двигателей, расположены на внутренней поверхности цилиндрических трубчатых секций трассы под острым углом к продольной оси и взаимодействуют с цилиндрическими корпусами автономных транспортных модулей, выполненными двухслойными из стали и алюминия, осуществляя левитацию, позиционирование и перемещение транспортных модулей по трассе с высокой скоростью. Для позиционирования транспортных модулей относительно продольной оси трассы в алюминиевом слое покрытия транспортного модуля имеются три продольные зоны электродинамического позиционирования (две верхних и одна нижняя). Их взаимодействие с концевыми линейными асинхронными двигателями УТЛЭП автоматически создает силы и моменты стабилизации.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых показан пример выполнения грузопроводной транспортной системы с УТЛЭП. На Фиг. 1 представлена трасса с УТЛЭП и автономный транспортный модуль. На Фиг. 2 показано поперечное сечение трассы со схемой формирования и взаимодействия сил УТЛЭП.
На фигурах обозначены: 1 - верхний правый блок привода (левый вектор тяги), 2 - верхний правый блок привода (правый вектор тяги), 3 - нижний правый блок привода (правый вектор тяги), 4 - нижний правый блок привода (левый вектор тяги), 5 - верхний левый блок привода (левый вектор тяги), 6 - верхний левый блок привода (правый вектор тяги), 7 - трасса, 8 - автономный транспортный модуль, 9 - нижний левый блок привода (правый вектор тяги), F1 - левитационная сила левого борта, F2 - левитационная сила правого борта, F3, F4, F5, F6 - позиционирующие силы, ЛАД 1, ЛАД 3, ЛАД 5, ЛАД 9 - индукторы с вектором силы, перпендикулярным продольной оси транспортного модуля.
Система работает следующим образом. По трассе 7, выполненной в виде соединенных цилиндрических трубчатых секций, лежащих на путевых опорах, с установленными в них активными элементами УТЛЭП, представляющими собой две четырехсекционные эллиптические сборки индукторов, общая малая ось эллипсов которых лежит в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси, а большие - в вертикальной плоскости, образуя острый угол с продольной осью трассы. При подаче трехфазного питания в фазы обмотки индукторов УТЛЭП формируется бегущая волна магнитного поля, создавая силовое взаимодействие с биметаллическим корпусом (сталь, алюминий) автономного транспортного модуля. Направление бегущей волны на всех режимах работы УТЛЭП - «снизу-вверх». Стартовый режим - «левитация» - осуществляется включением в работу всех восьми ЛАД, образующих сборку УТЛЭП. При этом силы тяги, направленные вдоль ЛАД, можно рассматривать как сумму сил, направленных вдоль оси трассы (тяговая) и перпендикулярно оси трассы (левитационная). При одновременной работе всех ЛАД суммарная сила тяги будет равна нулю, а левитационная - сумме всех восьми вертикальных составляющих сил ЛАД. Движение транспортного модуля осуществляется путем нарушения баланса тяговых сил в одну либо другую сторону при сохранении постоянной суммы левитационных сил. Позиционирование транспортного модуля относительно вертикальной оси трассы и ограничение угла поворота относительно продольной оси выполняют ЛАД 5 и ЛАД 1, формирующие стабилизирующие силы F3 и F4, взаимодействующие с верхней зоной электродинамического позиционирования реактивной части транспортного модуля, а также ЛАД 9 и ЛАД 3, взаимодействующие с нижней зоной электродинамического позиционирования реактивной части транспортного модуля и формирующие стабилизирующие силы F5 и F6. Боковое смещение или поворот транспортного модуля относительно продольной оси приводит к изменению площади взаимодействия ЛАД и зонами электродинамического позиционирования реактивной части, вызывая изменение величин сил взаимодействия F3, F4, F5, F6 и возвращая систему в положение их баланса.
Грузопроводные транспортные системы с УТЛЭП обладают рядом существенных преимуществ перед другими видами транспорта. К этим преимуществам можно отнести следующее: отсутствие механического взаимодействия между трассой и транспортным модулем позволяет развивать скорости, ограниченные только силами аэродинамического сопротивления. Трасса не требует строительства бетонного или грунтового полотна, собирается в цилиндрических трубчатых секциях в надземном, эстакадном, подвесном, подземном, подводном, закрытом и герметически закрытом исполнении. При этом надземная прокладка трассы может быть выполнена при помощи стандартных опор трубопроводных систем, балочных систем, специальных эстакад и мостов, висячей на канатах, вантах, цепях и т.д., а подземная - с применением в т.ч. технологии бесканальной прокладки. Грузопроводная транспортная система с УТЛЭП в большинстве случаев обеспечивает непрерывную, надежную и безопасную эксплуатацию при самых неблагоприятных погодных условиях в любых климатических зонах.
Других известных технических решений с подобной совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителями не обнаружено. Трасса грузопроводной транспортой системы с УТЛЭП может быть изготовлена на оборудовании и собрана с использованием стандартных стальных труб и технологий монтажа газопроводов. Поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Патент РФ RU №2123946, МПК B60L 13/10, опубл. 27.12.1998 года. Транспортная система, содержащая транспортное средство с магнитом, путепровод с запитанной током обмоткой в виде наклонной спирали и ограничитель перемещений транспортного средства.
2. Патент РФ RU №2199451, МПК B60L 13/00, опубл. 27.02.2003 года. Ограничитель перемещений транспортного средства, содержащий запитанные током статорные обмотки в виде винтовых спиралей, витки которых расположены параллельно направлению движения транспортного средства, и источники магнитного поля, установленные на транспортном средстве таким образом, что при взаимодействии с ними статорных обмоток обеспечивается непрерывная последовательность поясов стабилизации положения транспортного средства при движении.
3. Патент РФ RU №2247040, МПК B60L 13/10, опубл. 27.02.2005 года. Базовый элемент транспортной системы, содержащий путепровод с электромагнитом, обмотка которого размещена вдоль путепровода. Витки обмотки расположены в плоскостях, наклоненных относительно направления движения транспортного средства. Имеются ограничитель перемещения транспортного средства и транспортное средство с установленными на нем источниками магнитного поля. Обмотка электромагнита разделена на секции, образующие последовательность поясов ускорения транспортного средства по мере его перемещения относительно путепровода.
Claims (6)
1. Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом, автономными транспортными модулями, содержащая трассу, выполненную в виде соединенных цилиндрических трубчатых секций с установленными в них активными элементами унитарных тягово-левитационных линейных электроприводов (УТЛЭП), выполненными в виде четырехблочных эллипсообразных сборок линейных двигателей, расположенных на внутренней поверхности цилиндрических трубчатых секций трассы под острым углом к продольной оси и взаимодействующих с цилиндрическими корпусами автономных транспортных модулей, выполненными двухслойными из стали и алюминия, осуществляющими левитацию, позиционирование и перемещение транспортных модулей по трассе с высокой скоростью и имеющими, для позиционирования транспортных модулей относительно продольной оси трассы, в алюминиевом слое покрытия транспортного модуля три продольные зоны электродинамического позиционирования (две верхние и одна нижняя), взаимодействие которых с концевыми линейными асинхронными двигателями УТЛЭП автоматически создает силы и моменты стабилизации.
2. Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом (УТЛЭП) по п. 1, отличающаяся тем, что индукторы УТЛЭП объединены в четырехблочные эллипсообразные сборки и расположены на внутренней поверхности цилиндрических секций трассы под острым углом к продольной оси.
3. Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом (УТЛЭП) по п. 1, отличающаяся тем, что величины левитационной и тяговой сил УТЛЭП формируются алгоритмом включения и совместной работы всех индукторов.
4. Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом (УТЛЭП) по п. 1, отличающаяся тем, что пассивным элементом УТЛЭП является биметаллический корпус транспортного модуля.
5. Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом (УТЛЭП) по п. 1, отличающаяся тем, что векторы сил верхних и нижних концевых линейных двигателей направлены перпендикулярно к продольной оси системы и во взаимодействии с зонами электродинамического позиционирования реактивной части осуществляют позиционирование транспортного модуля.
6. Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом (УТЛЭП) по п. 1, отличающаяся тем, что корпуса транспортных модулей, выполненные двухслойными из стали и алюминиевой навивки, осуществляют левитацию, позиционирование и перемещение транспортных модулей по трассе с высокой скоростью.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121572A RU2681574C2 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121572A RU2681574C2 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017121572A RU2017121572A (ru) | 2018-12-20 |
| RU2017121572A3 RU2017121572A3 (ru) | 2018-12-20 |
| RU2681574C2 true RU2681574C2 (ru) | 2019-03-11 |
Family
ID=64746770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121572A RU2681574C2 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2681574C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4138260A (en) * | 1976-11-18 | 1979-02-06 | Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft | Photographic film unit with crosslinked neutralization layer |
| US5433155A (en) * | 1991-11-18 | 1995-07-18 | O'neill, Deceased; Gerard K. | High speed transport system |
| SU1809581A1 (ru) * | 1990-03-19 | 1996-01-10 | Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения | Асинхронная тягово-левитационная система для транспортного средства |
| RU2247040C1 (ru) * | 2003-06-27 | 2005-02-27 | Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Базовый элемент транспортной системы |
| WO2012101535A2 (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-02 | Louw Andries Auret | A magnetic levitation or suspension vehicle |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121572A patent/RU2681574C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4138260A (en) * | 1976-11-18 | 1979-02-06 | Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft | Photographic film unit with crosslinked neutralization layer |
| SU1809581A1 (ru) * | 1990-03-19 | 1996-01-10 | Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения | Асинхронная тягово-левитационная система для транспортного средства |
| US5433155A (en) * | 1991-11-18 | 1995-07-18 | O'neill, Deceased; Gerard K. | High speed transport system |
| RU2247040C1 (ru) * | 2003-06-27 | 2005-02-27 | Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Базовый элемент транспортной системы |
| WO2012101535A2 (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-02 | Louw Andries Auret | A magnetic levitation or suspension vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017121572A (ru) | 2018-12-20 |
| RU2017121572A3 (ru) | 2018-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9604798B2 (en) | Transportation system | |
| AU617253B2 (en) | Magnetic force system for low-friction transportation of loads | |
| US3158765A (en) | Magnetic system of transportation | |
| US5388527A (en) | Multiple magnet positioning apparatus for magnetic levitation vehicles | |
| US20030005851A1 (en) | Inductrack configuration | |
| US20030005849A1 (en) | Inductrack magnet configuration | |
| US20160083226A1 (en) | Linear motor stator core for self-propelled elevator | |
| EP3655586B1 (en) | Switch for a track for guiding transportation of a vehicle | |
| US9906112B2 (en) | Electromagnetic propulsion system having a wireless power transfer system | |
| CN106828184A (zh) | 无齿槽永磁同步直线电机驱动的高温超导磁悬浮车 | |
| US20180030662A1 (en) | Rail-bound maglev train | |
| RU169468U1 (ru) | Магнитный подвес | |
| CN108448873A (zh) | 超导磁悬浮直线电磁推进系统 | |
| US5253592A (en) | Magnetic levitation configuration incorporating levitation, guidance and linear synchronous motor | |
| RU2681574C2 (ru) | Грузопроводная транспортная система с унитарным тягово-левитационным линейным электроприводом | |
| JP6730258B2 (ja) | 輸送システム用の浮上制御システム | |
| US5195615A (en) | Mine shaft conveyance system | |
| EP1072463A1 (en) | Current system for compensating the magnetic field produced by electric traction railways | |
| Yu | The maglev-systems on the basis of trestle of arch type | |
| KR20210070159A (ko) | 자기 구동 장치 | |
| Jeong et al. | Characteristic analysis of a linear induction motor for 200-km/h maglev | |
| KR101142465B1 (ko) | 초고속튜브열차 추진 및 부상용 선형동기전동기의 추진력 특성 개선을 위한 ｍｐｓｓ 적용 시스템 | |
| Kireev et al. | High-speed container transport system | |
| JP4324589B2 (ja) | 磁気浮上推進システムおよび磁気浮上式鉄道 | |
| Yoshida et al. | Decoupled-control method of normal and thrust forces in linear induction motor for Maglev vehicle Marine-Express ME01 |