Background: Traction linear induction motors (LIM) at the current stage of human society development are the most promising for high-speed magnetic-levitation transport (MLT) and are already used in a number of commercial projects. Linear induction motors can be executed with longitudinal, transverse and longitudinal-transverse magnetic flux and have a large number of design options.
Aim: In addition to traction efforts, LIM develops the forces of magnetic-levitation and lateral stabilization (self-stabilization). The efforts of magnetic-levitation of linear induction motors with longitudinal and transverse magnetic flux are very significant in the zone of large slides (at low speeds) and decrease with increasing speed of the magnetic-levitation transport. To a lesser extent, the decrease in slip (at high speeds) affects the magnetic-levitation forces developed by a number of design variants of linear induction motors with a longitudinal-transverse magnetic flux, in which magnetic fields traveling in a transverse direction towards each other are additionally used. This is explained by the fact that at high and low velocities MLT, the LIM slip will be equal to unity relatively oppositely running in the transverse direction of the magnetic fields and the magnetic suspension forces will be maximum.
Materials and Methods: Running towards each other in the transverse direction of the MLT movement, magnetic fields cross the electrically conductive secondary element (playing the role of the track structure of the high-speed transport system) and induce electromotive forces in it, under the influence of which currents will flow.
Results: As a result, cross counter-directional mechanical forces are created which, in the symmetrical arrangement of the MLT crew relative to the track structure, are mutually balanced and do not have any effect on the motion of the magnetic-levitation transport. At lateral (transverse) displacement of the high-speed transport on the magnetic suspension relative to the track structure, the equilibrium of the transverse mechanical forces is disrupted and, under the effect of the effort difference, the MLT crew will be automatically returned to the original symmetrical position.
Conclusion: The distribution of magnetomotive forces (MMF) of a linear induction motor with a longitudinal-transverse magnetic flux, whose magnetic system is formed by the combination of longitudinally and transverse laminated cores, on the teeth of which the coils of a concentrated three-phase winding are located, is considered. The relations are represented in the form of a double Fourier series for calculating the resultant MMF value in the air gap of a linear induction motor with a longitudinal-transverse magnetic flux.
Обоснование: Тяговые линейные асинхронные двигатели (ЛАД) на современном этапе развития человеческого общества являются наиболее перспективными для высокоскоростного магнитолевитационного транспорта (МЛТ) и уже используются в ряде коммерческих проектов. Линейные асинхронные двигатели могут выполняться с продольным, поперечным и продольно-поперечным магнитным потоком и иметь большое количество вариантов конструкций.
Цель: Помимо тяговых усилий ЛАД развивают усилия магнитной левитации и боковой стабилизации (самостабилизации). Усилия магнитной левитации линейных асинхронных двигателей с продольным и поперечным магнитным потоком весьма значительны в зоне больших скольжений (при низких скоростях движения) и уменьшаются с ростом скорости движения магнитолевитационного транспорта. В меньшей мере уменьшение скольжения (при высоких скоростях движения) влияет на усилия магнитной левитации, развиваемые рядом конструктивных вариантов линейных асинхронных двигателей с продольно-поперечным магнитным потоком, в которых дополнительно использованы бегущие в поперечном движению направлении навстречу друг другу магнитные поля. Это объясняется тем, что и при высоких и при низких скоростях движения МЛТ скольжения ЛАД относительно встречно бегущих в поперечном направлении магнитных полей будут равны единице и усилия магнитного подвеса будут максимальными.
Материалы и методы: Бегущие навстречу друг другу в поперечном направлении движения МЛТ магнитные поля пересекают электропроводящий вторичный элемент (играющий роль путевой структуры высокоскоростной транспортной системы) и индуктируют в нем электродвижущие силы, под действием которых потекут токи.
Результаты: В результате создаются поперечные встречно направленные механические усилия, которые при симметричном расположении экипажа МЛТ относительно путевой структуры взаимно уравновешиваются и не оказывают никакого влияния на движение магнитолевитационного транспорта. При боковом (поперечном) смещении высокоскоростного транспорта на магнитном подвесе относительно путевой структуры равновесие поперечных механических усилий нарушится и под действием разности усилий экипаж МЛТ будет автоматически возвращен в исходное симметричное положение.
Выводы: Рассмотрено распределение магнитодвижущих сил (МДС) линейного асинхронного двигателя с продольно-поперечным магнитным потоком, магнитная система которого образована сочетанием продольно и поперечно шихтованных сердечников, на зубцах которых расположены катушки сосредоточенной трехфазной обмотки. Представлены соотношения в виде двойного ряда Фурье для расчета результирующего значения МДС в воздушном зазоре линейного асинхронного двигателя с продольно-поперечным магнитным потоком.