В традиционных видах транспорта, таких как поезд или трамвай, плавная остановка невозможна без работы автоматики. Но если состав обесточен, остановить его способно только механическое тормозное устройство. Как правило, резкое прекращение движения с его использованием приводит к травмированию пассажиров. Инженеры компании UST Inc. разработали уникальное устройство – вихретоковый замедлитель (ВТЗ), который способен работать без электричества.
Юнивинд U4-651 на испытаниях / © UST Inc.
Для совершенствования систем безопасности комплекса uST перед инженерами была поставлена задача создать энергонезависимый ВТЗ, способный стабильно работать без повышенных требований к точности позиционирования рельсового беспилотника.
Для этого были созданы и исследованы тестовые образцы, отличающиеся различными вариантами компоновки магнитной системы, а также материалов шины и магнитопроводов.
Испытания тестовых образцов проводились на специально разработанном и изготовленном стенде. Он представлял собой электродвигатель, установленный на несущую раму и оснащенный системой управления оборотами двигателя.
На вращающийся вал двигателя крепилась диск-шина из исследуемого материала. Магнитная сборка устанавливалась неподвижно, с возможностью регулировки воздушного зазора в широком диапазоне.
На основе полученных данных были сконструированы два опытных образца:
• с магнитной сборкой, размещенной на подвижной каретке, и шиной на стационарной колонне;
• с магнитной сборкой, установленной на стационарной колонне, и шиной, закрепленной на подвижной каретке, с механизмом поджима шины к магнитной сборке.
Тесты показали, что в первом образце все 12 магнитов одновременно участвуют в процессе создания тормозящего усилия на всем тормозном участке длиной два метра.
Во втором образце в процессе создания тормозящего усилия участвует группа из семи магнитов, расположенных напротив движущейся каретки с шиной. При этом тормозящий эффект создавался на дистанции 1,5 метра.
И хотя первый образец продемонстрировал большое тормозное усилие благодаря одновременному участию всех магнитов, их компоновка оказалась очень чувствительной к точности позиционирования подвижной части ВТЗ относительно стационарной.
Поэтому для транспортных комплексов uST был выбран второй образец ВТЗ, который показал стабильную работу и не требовал повышенной точности позиционирования рельсового беспилотника.
Конструктивно ВТЗ представляет собой токопроводящий объект – магнитную шину, встроенную в путевую структуру, и магнитную сборку, размещенную на рельсовом беспилотнике. Работает он следующим образом: сила сопротивления, которая останавливает движущийся объект, являет собой электромагнитную силу между магнитом и ближайшим проводящим объектом (шиной), находящимися в движении друг относительно друга. В проводнике (шине) за счет электромагнитной индукции индуцируются токи, которые и создают собственное магнитное поле.
Важно понимать, что ВТЗ – это эффективное дополнение к основной системе торможения. Он предназначен для контроля скорости движения рельсового беспилотника в сложных для проезда местах, при приближении к стоянкам и остановкам.
Замедлитель отличается долгим сроком службы – порядка 25 лет, так как в нем нет трущихся деталей. Он экологичен, не издает шума и не выделяет электромагнитных излучений, опасных для человека и техники.
Разработка белорусских инженеров способна функционировать в любых погодных условиях, ведь на тормозящий эффект не влияет состояние рельса. Поэтому даже зимой ВТЗ без проблем выполнит свою работу, обеспечив безопасность и комфорт пассажиров струнного транспорта.
