Линейные двигатели. Области применения. Примеры двигателей, страница 5

Линейные синхронные двигатели со сверхпроводящими обмотками возбуждения, развивающие силу тяги в несколько десятков тысяч Ньютон, имеют перспективу применения в высокоскоростном магнито-левитирующем транспорте, разгонных электродинамических устройствах и транспортных средствах специального назначения.

Высокоскоростной    магнитолевитирующий    транспорт    —   это бесконтактный транспорт с направленной структурой, имеющей взаимоохват экипажа и направляющего пути с зазором между ними 150-200 мм, в котором подвес и перемещение экипажа вдоль пути со скоростью до 500 км/ч осуществляется за счет электродинамического взаимодействия токовых контуров, размещенных на экипаже и пути. Такой вид транспорта как перспективная технология не имеет альтернатив с точки зрения экологии, ресурсосбережения и безопасности. Ближайший конкурент магнитного транспорта — высокоскоростной колесный — хотя и требует на 25% меньших капитальных вложений, но характеризуется большими на 15 - 20% эксплуатационными затратами.

Исследователи, работающие в области создания электромагнихных разгонных устройств, видят возможное применение ЛСД для ускорения тел большой массы (десятки, сотни тонн) до умеренных скоростей (сотни метров в секунду). Одним из таких применений может стать замена первой ступени ракеты, имеющей химическую тягу, электромагнитным ускорителем. При этом за счет уменьшения стартовой массы примерно на 70 % стоимость запуска снизится в десятки раз, а также прекратится загрязнение окружающей среды продуктами сгорания ракетного топлива.

Электромагнитные ускорители больших масс до умеренных скоростей могут также найти применение в качестве катапульт нового поколения для самолетов короткого взлета, не требующих двигателей чрезмерно большой мощности. Это позволит снизить степень риска, зашумленность и загрязнение окружающей среды. Разгон с помощью электромагнитных ускорителей радиоуправляемых планеров, которые по баллистической траектории доставят грузы в труднодоступные местности, может стать полезным при швартовке судов, проведении спасательных работ, в борьбе с лесными пожарами и др.

ЛСД достаточно эффективно может применяться также в тех областях экспериментальной и специальной техники, где требуется сообщить объекту линейное ускорение при минимальных массо-габаритных параметрах присоединенных к разгоняемому объекту узлов. Это может быть устройство для испытаний прочности кузовов автомобилей, стенд для проведения исследований приводнения гидропланов и посадки самолетов, установки для испытаний на механические перегрузки конструкций ракетно-космической техники.

В последнее время в периодической технической литературе все чаще встречаются описания разнообразных Применений линейных двигателей для: обеспечения тяги в высокоскоростном колесном, железнодорожном   транспорте   на   подъемах   более   3,5%,   перекачки жидкого металла в сталелитейном производстве и пр. Так, фирма Power Reactor and Nuclear Fuel Development недавно провела испытание сверхпроводящего вертикального линейного двигателя с вертикальным перемещением капсулы диаметром 250 мм и длиной 660 мм в цилиндрическом статоре длиной 7ми внутренним диаметром 260 мм. На статоре размещены 30 катушек якоря, содержащих 200 витков. В качестве сверхпроводника использован NbTi. Масса сверхпроводящего магнита составляет 5,5 кГ, рабочий ток 36,4 А. Сверхпроводящий вертикальный линейный двигатель предназначен для транспортировки радиоактивных отходов в шахтах захоронений.

Таким образом, очевидно, что использование для электромеханического преобразования энергии линейных двигателей со сверхпроводящими обмотками возбуждения дает возможность создавать устройства с эксплуатационными свойствами, максимально адаптированными к условиям работы в перспективных транспортных технологиях. Однако, проблемы устойчивости и регулирования скорости в ЛСД все настойчивее ставят на повестку дня вопрос о разработке линейных двигателей со сверхпроводящими обмотками возбуждения в которых переключение тока в обмотке якоря определяется положением индуктора — линейных двигателей постоянного тока.[13]

КСУИ.214346.001

Лист

9

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата