RU169468U1 - Magnetic suspension - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для создания магнитной левитации.Устройство содержит неподвижную часть магнитопровода, состоящего из базовой плиты и сборных призм, имеющих наклонные поверхности, к которым прикреплены, например наклеены, постоянные магниты, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне, подвижную часть магнитопровода, имеющую форму призмы и выполненную со скошенными поверхностями, к которой прикреплены, например наклеены, постоянные магниты, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне. Неподвижная часть магнитопровода и сборные призмы 2 вместе с магнитами 3 образуют путевую структуру. Плоскости магнитов 3 и 5 параллельны друг другу. К подвижной части магнитопровода через опору 6 прикреплена полезная 7 и нулевая 8 нагрузка. Магнитный подвес содержит страховочные опорные ролики 9.Устройство обеспечивает высокую устойчивость к горизонтальным сдвигающим силам и энергонезависимость магнитного подвеса.The invention relates to devices for creating magnetic levitation. The device comprises a fixed part of a magnetic circuit, consisting of a base plate and prefabricated prisms having inclined surfaces to which are attached, for example, glued, permanent magnets magnetized perpendicular to its wide side, a movable part of the magnetic circuit having the form prisms and made with beveled surfaces, to which are attached, for example, glued, permanent magnets magnetized perpendicular to its wide side. The fixed part of the magnetic circuit and prefabricated prisms 2 together with magnets 3 form a track structure. The planes of magnets 3 and 5 are parallel to each other. A useful 7 and zero 8 load are attached to the moving part of the magnetic circuit through the support 6. The magnetic suspension contains safety support rollers 9. The device provides high resistance to horizontal shear forces and the non-volatility of the magnetic suspension.

Description

Полезная модель относится к устройствам для создания магнитной левитации.The invention relates to devices for creating magnetic levitation.

В качестве прототипа выбрано устройство (патент США №3712240 кл. В61В), содержащее систему высокоскоростного наземного транспорта, состоящего из экипажа на магнитной подвеске, днище которого выполнено из электропроводящего материала, и путевую структуру, имеющую расположенные в ряд вдоль продольной оси пути индукторы линейных асинхронных двигателей, путевая структура снабжена дополнительными индукторами, выполнена с боковыми участками, расположенными наклонно, а дополнительные индукторы попарно симметрично установлены на боковых участках путевой структуры с образованием продольных рядов, причем днище экипажа в поперечном сечении имеет форму равнобедренной трапеции с боковыми сторонами, параллельными боковым участкам путевой структуры, и с обращенным в сторону основного индуктора меньшим основанием, при этом обмотки каждой пары индукторов включены встречно, а обмотки индукторов в продольных рядах соединены согласно.As a prototype, a device was selected (US patent No. 3712240 class B61B) containing a high-speed ground transportation system consisting of a magnetic suspension crew, the bottom of which is made of electrically conductive material, and a track structure having linear asynchronous inductors arranged in a row along the longitudinal axis of the path motors, the track structure is equipped with additional inductors, is made with side sections located obliquely, and additional inductors are symmetrically mounted in pairs on the side sections ax of the track structure with the formation of longitudinal rows, and the bottom of the crew in cross section has the shape of an isosceles trapezoid with sides parallel to the side sections of the track structure, and with a smaller base facing the main inductor, while the windings of each pair of inductors are turned in the opposite direction, and the windings of the inductors in longitudinal rows are connected according to.

К недостаткам устройства можно отнести недостаточную устойчивость к поперечному горизонтальному сдвигу и постоянное энергопотребление.The disadvantages of the device include insufficient resistance to lateral horizontal shift and constant power consumption.

Задачей технического решения является повышение устойчивости магнитного подвеса к горизонтальным сдвигающим силам.The objective of the technical solution is to increase the stability of the magnetic suspension to horizontal shear forces.

Поставленная задача достигается тем, что магнитный подвес, включающий путевую структуру, причем путевая структура выполнена в виде неподвижной части магнитопровода, состоящей из базовой плиты, сборных призм с магнитами, сборные призмы имеют наклонные поверхности, а магниты соединены с ними, содержит подвижную часть магнитопровода, имеющую форму призмы и выполненную со скошенными поверхностями, магниты, соединенные со скошенными поверхностями подвижной части магнитопровода, причем магниты, соединенные с подвижной и неподвижной частями магнитопровода, намагничены перпендикулярно своей широкой стороне, и их плоскости параллельны друг другу, страховочные ролики, прикрепленные к горизонтальной поверхности подвижного магнитопровода, подвижная часть магнитопровода через опору соединена с полезной и нулевой нагрузками, линейный двигатель расположен между базовой плитой и подвижной частью магнитопровода.This object is achieved in that the magnetic suspension, including the track structure, the track structure is made in the form of a fixed part of the magnetic circuit, consisting of a base plate, prefabricated prisms with magnets, prefabricated prisms have inclined surfaces, and the magnets are connected to them, contains a movable part of the magnetic circuit, having the shape of a prism and made with beveled surfaces, magnets connected to the beveled surfaces of the moving part of the magnetic circuit, and the magnets connected to the movable and fixed parts magnetic, magnetized perpendicular to its broad side, and their planes are parallel to each other, safety rollers attached to the horizontal surface of the movable magnetic circuit, the movable part of the magnetic circuit through the support connected with useful and zero load, the linear motor is disposed between the base plate and the movable part of the magnetic circuit.

Устройство обеспечивает повышение устойчивости магнитного подвеса к горизонтальным сдвигающим силам.The device provides increased stability of the magnetic suspension to horizontal shear forces.

На Фиг. 1 представлен вид магнитного подвеса.In FIG. 1 shows a view of a magnetic suspension.

Устройство содержит общий с прототипом признак: наличие путевой структуры.The device contains a common sign with the prototype: the presence of the track structure.

Отличительными признаками устройства являются:Distinctive features of the device are:

выполнение путевой структуры в виде неподвижной части магнитопровода содержащей базовую плиту, сборные призмы с магнитами,the implementation of the track structure in the form of a fixed part of the magnetic circuit containing the base plate, prefabricated prisms with magnets,

выполнение сборных призм с наклонными поверхностями, с прикрепленными к ним магнитами, намагниченными перпендикулярно своей широкой стороне,the implementation of prefabricated prisms with inclined surfaces, with magnets attached to them, magnetized perpendicular to its wide side,

наличие подвижной части магнитопровода, выполненного со скошенными поверхностями, к которым прикреплены магниты, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне,the presence of a movable part of the magnetic circuit, made with beveled surfaces, to which magnets are attached, magnetized perpendicular to its wide side,

страховочные ролики, прикрепленные к горизонтальной поверхности подвижной части магнитопровода,safety rollers attached to the horizontal surface of the moving part of the magnetic circuit,

плоскости магнитов подвижной и неподвижной частей магнитопровода выполнены параллельно друг другу,the magnet planes of the movable and fixed parts of the magnetic circuit are made parallel to each other,

подвижная часть магнитопровода через опору соединена с полезной и нулевой нагрузками.the movable part of the magnetic circuit through the support is connected to the useful and zero loads.

Совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной задачи.The set of essential features provides a solution to the problem.

Магнитный подвес (фиг. 1) содержит неподвижную часть магнитопровода, состоящего из базовой плиты 1 и сборных призм 2, имеющих наклонные поверхности, к которым прикреплены, например наклеены, магниты 3, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне, подвижную часть магнитопровода 4, имеющую форму призмы и выполненную со скошенными поверхностями, к которой прикреплены, например наклеены, постоянные магниты 5, намагниченные перпендикулярно своей широкой стороне. Неподвижная часть магнитопровода 1 и сборные призмы 2 вместе с магнитами 3 образуют путевую структуру. Плоскости магнитов 3 и 5 параллельны друг другу. К подвижной части магнитопровода через опору 6 прикреплена полезная 7 и нулевая 8 нагрузка. Магнитный подвес содержит страховочные опорные ролики 9. Конструкция может включать в себя линейный двигатель 10.The magnetic suspension (Fig. 1) contains a fixed part of the magnetic circuit, consisting of a base plate 1 and prefabricated prisms 2 having inclined surfaces to which are attached, for example, glued, magnets 3 magnetized perpendicular to its wide side, the movable part of the magnetic circuit 4 having the shape of a prism and made with beveled surfaces, to which are attached, for example, glued, permanent magnets 5, magnetized perpendicular to its wide side. The fixed part of the magnetic circuit 1 and prefabricated prisms 2 together with magnets 3 form a track structure. The planes of magnets 3 and 5 are parallel to each other. A useful 7 and zero 8 load are attached to the moving part of the magnetic circuit through the support 6. The magnetic suspension includes safety support rollers 9. The design may include a linear motor 10.

Магнитный подвес работает следующим образом.Magnetic suspension works as follows.

Магниты 3 и 5 имеют ориентацию намагничивания, противоположно направленную друг к другу, что приводит к отталкиванию подвижной части магнитопровода 4 от неподвижной части магнитопровода 2 с базовой плитой 1. Суммарная сила магнитного отталкивания направлена вверх. Сила тяжести нагрузок 7 и 8 через опору 6 воздействует на подвижную часть магнитопровода 4, компенсируя Magnets 3 and 5 have a magnetization orientation opposite to each other, which leads to repulsion of the moving part of the magnetic circuit 4 from the fixed part of the magnetic circuit 2 with the base plate 1. The total magnetic repulsion force is directed upward. The force of gravity of the loads 7 and 8 through the support 6 acts on the moving part of the magnetic circuit 4, compensating

магнитные силы отталкивания и создавая устойчивое равновесие. Страховочные ролики 9 при перегрузке опираются на неподвижную часть манитопровода 2 и не позволяют соприкоснуться магнитам 3 и 5. В предлагаемой конструкции кроме полезной нагрузки 7 включена «нулевая» нагрузка 8 для сохранения равновесия в случае отсутствии полезной нагрузки 7.magnetic repulsive forces and creating a stable balance. When overloading the safety rollers 9 rely on the fixed part of the mannitube 2 and do not allow the magnets 3 and 5 to touch. In the proposed design, in addition to the payload 7, a “zero” load 8 is included to maintain balance in the absence of the payload 7.

Внутренний угол между скошенными поверхностями подвижной части магнитопровода 4 и, соответственно, между плоскостями магнитов 5, а также и магнитов 3 выбирается всегда меньше 180°. Величина указанного угла определяется отношением величины нагрузки, приложенной к магнитному подвесу, к величине вероятной сторонней горизонтальной сдвигающей силы, что обеспечивает высокую устойчивость системыThe internal angle between the beveled surfaces of the movable part of the magnetic circuit 4 and, respectively, between the planes of the magnets 5, as well as the magnets 3, is always chosen to be less than 180 °. The magnitude of the specified angle is determined by the ratio of the magnitude of the load applied to the magnetic suspension to the magnitude of the probable lateral horizontal shear force, which ensures high stability of the system

Линейный двигатель 10 может быть использован для перемещения подвижной части магнитопровода 4 совместно с нагрузками 7 и 8 в направлении путевой структуры. Для перемещения подвижной части магнитопровода 4 и полезной нагрузки 7 в направлении путевой структуры можно использовать линейный двигатель 10 любого типа. Например, удобно использовать синхронный двигатель, когда катушки индуктора расположены на базовой плите 1, а на подвижной части магнитопровода 4 расположена или простая периодическая структура из магнитов, или структура Хальбаха. При этом включение катушек индуктора осуществляется по сигналам от датчиков магнитного поля, расположенных вдоль обмоток индуктора на базовой плите.The linear motor 10 can be used to move the movable part of the magnetic circuit 4 together with the loads 7 and 8 in the direction of the track structure. To move the movable part of the magnetic circuit 4 and the payload 7 in the direction of the track structure, any type of linear motor 10 can be used. For example, it is convenient to use a synchronous motor when the inductor coils are located on the base plate 1, and either a simple periodic structure of magnets or a Halbach structure is located on the moving part of the magnetic circuit 4. In this case, the inclusion of the inductor coils is carried out according to signals from the magnetic field sensors located along the inductor windings on the base plate.

Устройство обеспечивает высокую устойчивость к горизонтальным сдвигающим силам магнитного подвеса.The device provides high resistance to horizontal shear forces of the magnetic suspension.

Claims (1)

Магнитный подвес, включающий путевую структуру, отличающийся тем, что путевая структура выполнена в виде неподвижной части магнитопровода, состоящей из базовой плиты, сборных призм с магнитами, сборные призмы имеют наклонные поверхности, а магниты соединены с ними, содержит подвижную часть магнитопровода, имеющую форму призмы и выполненную со скошенными поверхностями, магниты, соединенные со скошенными поверхностями подвижной части магнитопровода, причем магниты, соединенные с подвижной и неподвижной частями магнитопровода, намагничены перпендикулярно своей широкой стороне и их плоскости параллельны друг другу, страховочные ролики, прикрепленные к горизонтальной поверхности подвижного магнитопровода, подвижная часть магнитопровода через опору соединена с полезной и нулевой нагрузками, линейный двигатель расположен между базовой плитой и подвижной частью магнитопровода.Magnetic suspension including a travel structure, characterized in that the travel structure is made in the form of a fixed part of the magnetic circuit, consisting of a base plate, prefabricated prisms with magnets, prefabricated prisms have inclined surfaces, and the magnets are connected to them, contains a movable part of the magnetic circuit having a prism shape and made with beveled surfaces, magnets connected to the beveled surfaces of the movable part of the magnetic circuit, the magnets connected to the movable and stationary parts of the magnetic circuit, magnetized us perpendicular to its broad side and plane parallel to each other, safety rollers attached to the horizontal surface of the movable magnetic circuit, the movable part of the magnetic circuit through the support connected with useful and zero load, the linear motor is disposed between the base plate and the movable part of the magnetic circuit.

Images