ЕЛЕКТРИЧНИ ВОЗИЛА СО ЛИНЕАРЕН МОТОР

Transcription

1 UDK Mirka POPNIKOLOVA-RADEVSKA 1, Violeta MANEVSKA 2 ЕЛЕКТРИЧНИ ВОЗИЛА СО ЛИНЕАРЕН МОТОР АПСТРАКТ Vo trudot }e bide rezentirana rimenata na kafeznite linearni motori vo elektri~nite vozila i }e bidat dadeni nivnite rednoti vo odno na elektri~nite vozila o rotacioni motori. Toa e vozila na elektromagneten ogon koi imaat motor o ednotavna kontrukcija i odli~ni elektromehani~ki karakteritiki (malo triewe), koe ri dvi`ewe mo`e da e zanemari i mo`not za otignuvawe na brzini ogolemi od 500 km/h. Toa e ekolo{ki vozila, bidej}i ne ja zagaduvaat redinata, a bu~avata e minimalna. Edintven nedotatok e viokata cena za nivno voveduvawe. No eak, o eden zbor, toa e vozila na idninata. Klu~ni zborovi: Elektri~ni vozila, linearni motori, elektromehani~ki karakteritiki. Mirka POPNIKOLOVA-RADEVSKA, Violeta MANEVSKA ELECTRICAL VEHICLES WITH LINEAR DIRECT DRIVES ABSTRACT The article deal with vehicle with linear induction cage motor and their advantage and diadvantage in comarion with the vehicle with rotary cage motor. 1 Prof. d-r. o tehni~ki nauki ri Tehni~ki Fakultet - Bitola 2 Doc. d-r. o tehni~ki nauki ri Tehni~ki Fakultet - Bitola Prilozi (Contribution) III, 2005,

2 Mirka Ponikolova-Radevka, Violeta Manevka Thee are electromagnetic owered vehicle, which motor are with elementary contruction, with great electromechanical characteritic, and rubbing that in movement can be ignored, which allow eed greater than 500 km/h. Thee are ecological vehicle and the noie which they roduce i minimal. However their rize i alo their only diadvantage for their imlementation. In one word thoe are the vehicle of our future. Keyword: еlectrical vehicle, linear induction motor, electromechanical characteritic. 1. Вовед T eorijata za linearni motori kako baza gi koriti onovnite zakoni i teorijata za elektri~ni indukcioni ma{ini. Kaj trofazniot ainhron motor o kuovrzan rotor, linearniot motor e otaven od negovite delovi otaveni vo ramnina, taka da dvodelnata namotka na induktorot vgradena e vo elektromagnetna vrka o rakcionata {ina (indukt). Koga niz trofaznata namotka na induktorot-tatorot, ~ii magnetni oki e ometeni za rotoren agol od 2 π / 3 e u{ti trofazna naizmeni~na truja, meto vrtlivoto magnetno ole e dobiva odvi`no linearno magnetno ole koe ja e~i rotorkata namotka ({inata), vo nea inducira elektromotorna ila i rotekuva truja. Ima rovodnik niz koj te~e truja ({ina), a e nao a vo rotorot od linearno odvi~no magneno ole, na nego }e dejtvuva elektromagnetna ila koja }e ozdade linearen moment, koj ravoliniki }e go zadvi`e induktorot tatorot. Indukcijata na magnetnite olovi vo namotaniot del na linearniot motor o navoen ~ekor λ e menuva eriodi~no v dol` namotkite o zakonot: 2 π b( t) = Bm co x ω t λ 1 Ova e rotorna raredelba na indukcijata rema magnetnogeometrikta karakteritika na namotkite o koordninata x. No linearniot motor ima tri vakvi namotki, koi e me uebno rotorno razdeleni za λ / 3, {to odgovara na ratojanieto na nivnite navoi, odnono me uebno ometuvawe na magnetno indukcikite branovi. 172 Prilozi (Contribution) III, 2005, 05-06

3 Elektri~ni vozila o linearen motor Koga ite namotki e naojuvaat o trofazna naizmeni~na vremenki romenliva truja: i t = I ω t 1.1 ( ) co m magnetnata indukcija na rezultantnoto ole ke bide: 3 2 π b( t) = Bm in x ω t 2 λ 1.2 Vo zavinot od romenite na naizmeni~nata truja od vremeto, branovite na magnetnoto ole e menuvaat vo zavinot od vremeto i od rotorniot agol za koj e defazirani namotkite. Vrednota na magnetnata indukcija o dol`inata na okata na ratojanie ( x ) e za vreme (t ), a za vreme ( t+ t ) ke bidi vo to~kata ( x+ x ). Branovite vo vremeto i rotorot e dvi`at o brzina: λ v = = λ f = 2 τ f 1.3 T kade {to e: λ / 3- ometuvawe na magnetno indukcikite branovi, τ - oln ~ekor, T - eriod, f - frekvencija na naizmeni~na truja o koja e naojuva namotkata na linearniot motor. Toa e linearnoto magnetno ole o inhrona brzina v. Kako i kaj drugite ainhroni indukcioni ma{ini za rabota na linearniot motor neohoden e ainhronizam vo brzinata na dvi`ewe na magnetnoto ole v i odvi`niot del od motorot v, koj e izrazuva reku lizgaweto: v v v = 1.4 Prilozi (Contribution) III, 2005,

4 Mirka Ponikolova-Radevka, Violeta Manevka Brzinata na odvi`niot del od motorot (el. vozilo) e: ( 1 ) 2 τ ( 1 ) v= v = f 1.5 Za frekvencija na mre`ata f i otrebnata brzina na motorot v e redeluva dol`inata na olniot ~ekor na namotkata τ. Prividnata elektri~na mo}not na elektri~niot linearen motor e remetuva: 2 P= 2π n A B D L 1.6 kade {to e: n (min -1 ) - brzina na vrtewe na rotaiona ma{ina A A/m - linearna gutina na trujata vo namotkite ( ) B T - magnetna indukcija vo vozdu{niot roce D m - vnatre{en dijametar na ma{inata L m - {irina na ma{inata Ako vo r-ka 1.6 za vnatre{niot dijametar e zameni: 2 τ D= 1.7 π a za linearnata brzina v= π D n= 2 τ f (1 ) 1.8 za elektri~nata mo}not na linearniot motor e dobiva ravenvo: 8 2 P= τ f (1 ) A B L 1.9 π 174 Prilozi (Contribution) III, 2005, 05-06

5 Elektri~ni vozila o linearen motor 2. MAGLEV технологија Edintvenata alternativa na avionite atuvaweto e{, avtomobilite, avtobuite, brodovite i konvencionalnite vozovi, e ednotavno remnogu bavni za dene{niot brz ritam na o{tetvoto. Seak, otoi nova forma na tranort {to }e naravi revolucija na tranortot na 21 iot vek ito kako {to avionite naravija vo 20 - iot vek. Vo olednive dve dekadi rototiovite na magnetno vodenite vozovi e dvi`at o brzini ogolemi od 500 km\h i ja navetuvaat idninata na idnite na~ini na tranort. Naime, e raboti za maglev vozovi vo koi e rimeneta maglev tehnologijata (Magnetic Levitation). Golemata razlika ome u maglev vozovite i konvencionalnite vozovi e taa {to maglev vozovite imaat linearen motor. Nameto koritewe na foilni goriva, magnetnoto ole koe e ozdava od kafeznite namotki vo yidovite na vodilkite i {inite e kombiniraat za da go ogonuvaat vozot. Magnetiziranite ra~ki niz rugata, koi e narekuvaat vodilki, gi ogonuvaat golemite magneti vo odvozjeto na vozot, {to mu ovozmo`uva na vozot da lebdi na viina ome u (1-10) cm nad vodilkite. Koga vozot }e tane lebde~ki (}e o~ne da levitira), e doveduva energija vo namotkite niz yidovite na vodilkite za da e ozdade item na magnetni oliwa koi go trgaat i turkaat vozot niz vodilkite. Elektri~nata truja koja e doveduva do namotkite vo yidovite na vodilkite kontantno e menuva za da e meni olaritetot na magnetnoto ole. Ovaa romena vo olaritetot redizvikuva magnetnoto ole red vozot da go vle~e itiot nanared, dodeka magnetnoto ole zad vozot ozdava dodatno zabrzuvawe od zadniot del. Kako i da e, ovaa tehnologija zaradi na~inot na funkcionirawe i inveticionite tro{oci e e u{te mnogu kaa. Naime, odr- `uvaweto na vozilata i liniite e mnogu olo`eno iako rinciot na rabota na celiot item e dota ednotaven. Na rimer, nekoi od maglev vozilata koritat uerrovodni~ki jadra za generirawe na magnetni oliwa, ovie jadra koritat kai kriogeni itemi za ladewe. Vo olednive godini kako ekerimentalni modeli otojat i takvi kontrukciki re{enija koi e aolutno aivni, t.e. ne e otrebno nikakvo nadvore{no nabduvawe o energija, oven na o~etokot ri zadvi`eweto na vozilata. Prilozi (Contribution) III, 2005,

6 Mirka Ponikolova-Radevka, Violeta Manevka Sega otojat re{enija o magnetno noewe i vodewe na vozilata. Se razlikuvaat itemi o elektromagnetni i elektrodinami~ki ili. Vo rviot lu~aj voziloto e o ilni elektromagneti ili o elektrodinami~ki ili. Silnite elektromagneti go odignuvaat voziloto i go odr`uvaat na odredeno ratojanie od vnatre{nata ovr{ina na atekata. Drugiot rinci na dejtvuvawe e o ili na reulzivna reakcija ome u magnetnoto ole na elektromagnetot na voziloto i viornite trui inducirani vo rovodnite lo~i na atekata. Ovie ili e vo zavinot od brzinata, a vo o~etokot e otrebno otirawe na voziloto na omo{ni trkala do odredena brzina, koga elektrodinami~kite ili }e tanat dovolno ilni da go odignat voziloto i da go odr`uvaat vo lebde~ka olo`ba rema traata. Od iti ri~ini, ri namaluvawe na brzinata do zatanuvawe, voziloto od lebdewe reminuva vo rizemjuvawe o trkalawe. Pri trajni magneti vgradeni i ravilno raoredeni o dol- `ina na traata i na karoerijata od vozilata, e koriti rinci na odbivawe na itoimenite olovi, koritej}i dejtvuvawe na me uebni magnetni ili za noewe i vodewe na vozilata. Na lika 2.1, {ematki e rika`ana traa na vozilo o linearen motor i magnetno noewe. Profilot na atekata arcijalno e zatvoren od gornata trana, vo redniot del e oremena o navivki na induktorot od linearniot motor, koj mo`e da bide raredelen vo edna, ili vo dve aralelni granki (lenti). Kru`nite namotki vo ovoj del od {emata o voite elektromagnetni dejtva ja odr`uvaat kabinata vo lebde~ka olo`ba. Vo aktuelnata faza na razvoj na re{enijata o otojani magneti za noewe i vodewe na vozilata, vo rv lan e itra`uvawata. Slika 2.1 [ematki rikaz na traa o magnetno noewe 176 Prilozi (Contribution) III, 2005, 05-06

7 Elektri~ni vozila o linearen motor 2.1. Принцип на магнетно подигање Jadrata koi lu`at za odignuvawe na voziloto o izgled na 8 e otaveni na trani~nite zidovi koi lu`at za vodewe na vozilata. Koga uerrovodni~kite jadra koi e nao aat na karoerijata na vozilata }e ominat od centarot na 8 vo niv }e e inducira naon i za moment jadroto }e ima uloga na elektromagnet. Kako rezultat na ova }e e javat ili koi }e go turkaat uerrovodni~kiot magnet nagore i drugi koi }e go rivlekuvaat itiot toj magnet kon niv. Poradi toa }e dojde do lebdewe na maglev voziloto. Princiot na rabota e daden na lika 2.2, odnono na lika 2.3 a) i b). Slika 2.2.Nare~en reek na {ina Slika.2.3 a) Princiot na magnetno odigawe Prilozi (Contribution) III, 2005,

8 Mirka Ponikolova-Radevka, Violeta Manevka 2.2. Принципот на работа на странично водење Jadrata (magnetite) koi e nameneti za lebdewe na voziloto e ovrzani na dvete trani na atekata za vodewe. Koga voziloto e vo dvi`ewe e javuva odbiva~kata ila koja e javuva ome u voziloto i dvi`e~kata ateka i voziloto (N e odbiva o N), a od drugata trana e javuva ila na rivlekuvawe ome u voziloto i atekata (S e rivlekuva o N), ova doveduva do dvi`ewe na voziloto o centarot na atekata. Princiot na rabota e daden na lednata Slika 2.3. b) Slika 2.3 b) Princiot na rabota na trani~no vodewe 2.3. Принцип на погонот на MAGLEV возилата Silite na odbivawe i rivlekuvawe koi e ozdadeni ome u magnetite na voziloto i magnetite na atekata e uotrebuvaat za zadvi`uvawe na voziloto na nared. Magnetnite jadra koi e nao aat na trani~nite yidovi na atekata e naojuvaat o naizmeni~na truja od tanicite za naojuvawe na itemot, ritoa ozdavaj- }i ometuva~ko magnetno ole na atekata. Suer rovodlivite magneti na vozot e rivlekuvani i odbivani od ometuva~koto ole na atekata i doveduvaat do dvi`ewe na voziloto. Princiot na rabota e daden na lednata lika Prilozi (Contribution) III, 2005, 05-06

9 Elektri~ni vozila o linearen motor Slika 2.4 Princi na ogonot na MAGLEV vozilata Eden od na~inite na koj e otaveni MAGLEV vozilata i izgledot na kontrukciite na koi e otaveni e rika`an na Slika 2.5. Slika 2.5 Eden od na~inite na koj e otaveni MAGLEV vozilata Na likite odolu }e bidat rika`ani izgledot na vode~kata ateka na MAGLEV vozilata kako i eden model na MAGLEV vozilo. Prilozi (Contribution) III, 2005,

10 Mirka Ponikolova-Radevka, Violeta Manevka Slika 2.6 Izgledot na MAGLEV atekata Slika 2.7 Izgledot na edno MAGLEV vozilo 3. Литература [1] Dini} elektri~na vozila, Univerzitet u Beogradu, Saobra}ajni fakultet, 1996 [2] Jelenc J. Linear Direct Drive, Proceeding of the 8 th EDPE, Pula, Croatia, [3] htt:// [4] htt:// [5] htt://afege.free.fr/hitoire/hitoire.html [6] htt:// [7] htt:// [8] htt:// [9] htt:// 180 Prilozi (Contribution) III, 2005, 05-06