Торможение машин системами с постоянными магнитами

• Автор: Озолин, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Описание торможения систем с постоянными магнитами
1.1. Уравнения Лагранжа-Максвелла для описания динамики электромеханических систем
1.2. Уравнения Лагранжа-Максвелла для описания электромеханических систем с постоянными магнитами
1.3. Принцип действия электродинамического торможения
1.4. Прохождение проводника вдоль пары постоянных магнитов
1.5. Прохождение проводника вдоль цепочек постоянных магнитов
1.6. Выводы
2. Динамика вихретокового замедлителя
2.1. Уравнения движения вагона под действием вихретокового замедлителя
2.2. Результаты численного интегрирования
2.3. Вихретоковый замедлитель — элемент линейного вязкого трения
2.4. Движение вагона при проскальзывании колес
2.5. Вариант расстановки магнитов в вихретоковом замедлителе
2.6. Алгоритм управления процессом торможения вагона
2.7. Выводы
3. Динамика вихретокового дискового тормоза
3.1. Виды тормозов для железнодорожного транспорта
3.2. Вихретоковый дисковый тормоз
3.3. Уравнения движения вагона при включении дискового тормоза
3.4. Определение индуктивности проводящего контура
3.5. Определение сопротивления проводящего контура

3.6. Оценка характерных величин системы
3.7. Уравнение движения поезда без учета индуктивности
3.8. Изменение тока в контуре при прохождении вдоль одного магнита
3.9. Установившийся режим
3.10. Уравнение движения поезда с учетом индуктивности
3.11. Уточнение магнитного поля для вихретокового дискового тормоза
3.12. Варианты дискового тормоза
3.13. Оценка нагрева диска вихретокового тормоза
3.14. Рельсовый тормоз
3.15. Выводы
4. Способы торможения падающего лифта с помощью постоянных магнитов
4.1. Торможение лифта при разрыве троса
4.2. Уравнение движения падающего лифта при включении тормоза из
постоянных магнитов
4.3. Линейная магнитная муфта для торможения падающего лифта
4.4. Выводы
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Торможению машин и механизмов посвящена обширная литература, например [1,2]. Однако все многообразие тормозных устройств можно разделить по принципу возникновения тормозящей силы на две группы.
Рассмотрим их кратко.
В первой группе, самой многочисленной, сила возникает в результате механического контакта неподвижной и подвижной частей машин. В результате энергия движения поглощается и преобразуется в тепловую. Такие тормоза называют фрикционными.
Во второй группе торможение осуществляется без механического контакта за счет взаимодействия электрических или магнитных полей.
Первую группу тормозов можно классифицировать по следующим признакам:
1. по конструктивному исполнению рабочих элементов (колодочные, ленточные, дисковые, конические, рельсовые);
2. по характеру приводного усилия (нормально закрытые, нормально открытые, комбинированные);
3. по принципу действия (автоматические, управляемые);
4. по типу привода (электромагнитный, электрогидравлический, электромеханический, объемный гидравлический, пневматический,
механический) и т.д.
Во второй группе в качестве источника магнитного поля могут использоваться электромагниты или постоянные магниты. Такой способ торможения называется электродинамическим (вихретоковым).
Важнейшим достоинством электродинамического способа торможения является отсутствие механического контакта между частями машин. Это позволяет решить проблему повреждаемости тормозной системы.

G(x) = (P - cos2 P(-Ctg{- + Щ - /?) + ctg(- + ~ - 2/?)))
2 a 1 a
a(3 G(x) = U--+3 /? - cos2 P(tg(3 + ctg(- + f - 2/?))) 2a/? < x < 3a/?,
2. ci ex
где a - радиус колеса, /3 -a - длина постоянного магнита.
Далее в работе [8] было проведено численное интегрирование
уравнения движения вагона (2.1) со следующим набором параметров: /3 =

радиус колеса й = 0.5 м, величина индукции В ~ 0.3 Тл, сопротивление контура R = 10~6 Ом, масса вагона — /га=50000 кг.
И затем приведены результаты численного интегрирования при различных скоростях движения вагона и при разном числе полюсов
магнитной шины. Их оказалось не так много, чтобы сделать какие-то
определенные выводы. Поэтому автор решил продолжить исследование динамики вихретокового замедлителя, взяв за основу полученные в работе [8] уравнения и численные параметры системы. Результаты данного исследования содержатся в последующих разделах этой главы.
2.2. Результаты численного интегрирования
Как и в работе [8] были приняты следующие параметры: /? = ,
а = 0.5 м, 5 = 0.3Тл, й = 10~6Ом, то есть из семи параметров системы четыре являются заданными, а три параметра {т - масса вагона, р - число пар полюсов, т0 - начальная скорость вагона) меняются.
На рис. 2.3 изображен график изменения скорости вагона при прохождении вдоль пути, оснащенного замедлителем. Параметры при этом равны: г?2 = 40000 кг, т0 = 5 м/с, р = 6. Эти параметры будут основными, с которыми будем сравнивать остальные модели с другим набором