 |
Принципы устройства и работы.
|
|
|
|
Линейные асинхронные двигатели их применение.
Развитие техники электромашиностроения, а также новых видов электромеханического преобразования энергии на базе магнитогидродинамических (МГД) электрических машин привело в последние десятилетия к необходимости создания и исследования линейных электрических машин кондукционного и индукционного типов. Наибольшее применение получили в последние годы линейные индукционные или асинхронные электродвигатели или ЛАД. Благодаря тому, что ЛАД обеспечивают непосредственно прямолинейное движение, отпадает необходимость в кривошипно-шатунных механизмах, системах винт-гайка, шестерня-рейка и т. д. Эта особенность ЛАД предопределило их эффективное использование в качестве приводов внутрицехового транспорта, конвейеров, тележек, мостовых кранов, машин ткацкого производства, шахтовых, раздвижных дверей в лифтах и т. д. Перспективные проекты создания высокоскоростного наземного транспорта со скоростями движения 350—600 км/час с магнитным подвесом (на магнитной подушке) предполагают использование в качестве двигателя ЛАД или синхронные линейные двигатели ЛСД.
По принципу действия и характеру протекания основных электромагнитных процессов ЛАД является разновидностью асинхронного двигателя АД. ЛАД может быть мысленно образован из обычного асинхронного двигателя, если его статор разрезать по образующей и развернуть в плоскость, а ротор заменить прямолинейной проводящей полосой или ферромагнитным телом, могущим иметь пазы и к. з. обмотку как и у обычного АД. ЛАД могут иметь плоское, либо цилиндрическое исполнение. Благодаря простоте конструкции плоские ЛАД могут быть как с двухсторонним индуктором (ДЛАД), так и с односторонним индуктором (ОЛАД). Их схематическое изображение представлено на рисунках.
|
|
|
В качестве вторичной части, называемой бегуном, в ДЛАД обычно используется проводящая неферромагнитная реактивная шина. Вторичная часть или бегун ОЛАД состоит чаще всего из проводящей полосы или шины и стального ярма или спинки — вторичного магнитопровода. Вторичный магнитопровод может быть выполнен из листов электротехнической стали (шихтованным) или из сплошной стальной полосы (массивным). Иногда вторичной частью ОЛАД может служить ферромагнитная стенка или часть рабочей установки, например, днище, или кузов шахтной вагонетки и т. д. Использование массивного магнитопровода значительно дешевле, однако при этом ухудшаются характеристики и возрастают потери то сравнению со случаем, когда вторичный магнитопровод выполнен шихтованным. Таким образом, обе конструкции имеют свои преимущества и недостатки. Вторичный элемент может быть и модифицированным, т. е. состоять из проводящей неферромагнитной полосы с ферромагнитными вставками. Пример такого ЛАД представлен на рис.18.З.
Рис.18.1. Схематическое изображение ЛАД с двухсторонним индуктором
Рис. 18.2. Схематическое изображение ЛАД с односторонним индуктором.
Цилиндрический ЛАД имеет бегун в виде проводящего неферромагнитного цилиндра с ферромагнитной шихтованной или сплошной сердцевиной. Индуктор такого ЛАД конечно должен иметь также форму цилиндра и образовывать движение магнитного поля вдоль цилиндра в направлении движения бегуна. Схема такого ЛАД представлена на рис. 4.
Индукторы плоских ЛАД могут иметь две модификации: с продольным замыканием магнитного потока и с поперечным замыканием магнитного потока.
В первом случае магнитный поток, замыкается между полюсами индуктора в плоскостях, совпадающих с направлением движения бегуна; во втором случае магнитный поток замыкается в плоскостях перпендикулярных направлению движения бегуна. Эти модификации индукторов условно представлены на рис. 5.
|
|
|
Рис.18. 3. Пример ЛАД с вторичным элементом из проводящей неферромагнитной полосы с ферромагнитными вставками.
Применение ЛАД
В последние десятилетия пристальное внимание специалистов и экологов привлекают перспективы применения высокоскоростного наземного транспорта ВСНТ, который может разрешить ряд транспортных, экологических и экономических проблем. Возможной альтернативой является создание системы ВСНТ. Наиболее перспективной системой для ВСНТ является система экипажа на магнитном подвесе (подушке), приводимом в движение с помощью линейного электрического двигателя. Для привода может применяться синхронный или асинхронный линейный двигатель.
Конструкция экипажа с ЛАД и магнитным подвесом показана на рис. 18.10. Такая система способна развивать скорость до 450—500 км/час при мощности ЛАД до 20 МВт.
Проблемы создания ВСНТ связаны как с экономикой, так и с чисто техническими решениями, должными обеспечивать не только надежность эксплуатации, но и высокую безопасность пассажиров. Наиболее трудной проблемой является проблема магнитного подвеса, так как его реализация возможна только при использовании сверхпроводящих магнитов и криогенной техники.
Альтернативой ВСНТ на магнитном подвесе является высокоскоростной железнодорожный транспорт с обычным путевым полотном. Такие системы при современных технологиях способны развивать скорости до 350—400 см/час. В качестве варианта движителя может быть применен и ЛАД. На рис. 18.11. показана одна из возможных схем реализации этой идеи.
Рис. 18.10. Конструкция экипажа с ЛАД и магнитным подвесом.
Рис. 18.11. Вариант высокоскоростного железнодорожного транспорта с обычным путевым полотном.
ЛАД низкоскоростные находят применение в качестве приводов внутрицехового транспорта, конвейеров, тележек мостовых кранов, шахтных вагонеток и т. д.
|
|
|
