ES1229329U - Sistema de Levitación por campos magnéticos giratorios para trenes - Google Patents

Abstract

1. Sistema de levitación por campos magnéticos giratorios para trenes, utilizando trenes monorailes cuyos railes tubulares (8, 8a, 8b) elevados se soportan sobre el suelo mediante columnas (10) que consiste en unos vagones (1) los cuales rodean, excepto por un pequeño canal longitudinal inferior, a un rail tubular elevado dispuesto sobre una viga longitudinal apoyada sobre el suelo con unas columnas, estando suspendidos magnéticamente del rail de material ferromagnético (planchas, tubos, vigas o varillas), mediante unos levitadores principales que actúan por atracción en la zona inferior de las vías, consistentes en unas ruedas de imanes permanentes principales (2, 2a) bobinas eléctricas o electroimanes (3m) portando todas ellas lateralmente una ruedas sobresalientes independientes o adosadas (2r) o una cubierta periférica que evita el contacto de las ruedas de imanes con el rail, girando dichas ruedas magnéticas en un plano perpendicular o inclinado al de los elementos ferromagnéticos, paralelos a la dirección de desplazamiento del vehículo, separados por una distancia de 1 a 5 cm. de la cara inferior de dichos elementos ferromagnéticos, y accionados por motores eléctricos o de explosión que propulsan los vagones levitados, añadiendo un sistema de control de separación mediante unos sensores que miden la separación entre las ruedas y el rail y envían una señal a un microcontrolador donde se compara con una señal de referencia y desde este y amplificada y regulada dicha señal se envía mediante múltiples impulsos, a unos actuadores o a unas bobinas electromagnéticas que controlan la separación de las ruedas magnéticas principales.

Description

DESCRIPCION

Sistema de levitacion por campos magneticos giratorios para trenes.

Campo de la invencion

En vehlculos de transporte terrestre, parques de atracciones y en jugueterla.

Estado de la tecnica

Los sistemas de levitacion experimentales actuales, como el maglev, utilizan vlas excesivamente caras, su funcionamiento es muy complejo y necesitan una enorme cantidad de energla, lo cual los hace impracticables, confinados en el campo experimental. Los aviones no tienen rozamiento por rodadura pero el gasto energetico es elevado. La presente invencion soluciona dichos problemas. Puede considerarse continuation de la patente ES200700929.

Objetivo de la invencion y ventajas

Aportar un sistema sencillo, ultraligero, economico, practico, de poco mantenimiento, antirrafagas, antivuelco, antidescarrilamiento, pendular, que usa ruedas complementarias flexibles que evitan el contacto de los imanes con la via, que ahorra mucha energla y por ello es muy ecologico reduciendo la contamination, en especial respecto a los aviones. Compite con estos en distancias medias y cortas, por tener poca friction, ser mas seguros y poder desarrollar muy altas velocidades.

Usar un sistema levitador por campos magneticos giratorios, que no gasta practicamente energla a diferencia de todos los sistemas de levitacion actuales con gran derroche de energla electrica, poco practicos, incluso utilizando superconductores.

Anadir un sistema de control de separation vagon rail mediante sensores, microcontroladores, actuadores, motores y ruedas magneticas. Sin competencia en Velocidad, Seguridad, Confortabilidad, Bajo peso, Sencillez, Rendimiento, Minima resistencia frontal, trasera y de friccion, Mlnimo gasto de energla en la propulsion, Mlnimo coste por kg transportado, Sube con _{facilidad las pendientes, Trasporte muy ecologico, no contamina, ni produce} C_{o2 y compite con} trenes y aviones.

Descripcion de la invencion

El sistema y procedimiento de levitacion por campos magneticos giratorios para trenes, consiste en unos vagones los cuales rodean, excepto por un pequeno canal longitudinal inferior, a un rail tubular elevado dispuesto sobre una viga longitudinal apoyada sobre el suelo con unas columnas, estando suspendidos magneticamente del rail de material ferromagnetico (planchas, tubos, vigas o varillas), mediante unos levitadores principales que actuan por atraccion en la zona inferior de las vlas, consistentes en unas ruedas de imanes permanentes, portando todas ellas lateralmente una ruedas sobresalientes independientes o adosadas que evitan el contacto con el rail, girando dichas ruedas magneticas en un plano perpendicular o inclinado al de los elementos ferromagneticos, paralelos a la direction de desplazamiento del vehlculo, separados por una distancia calibrada de la cara inferior de dichos elementos ferromagneticos, y accionados por motores electricos o de explosion que propulsan los vagones levitados, anadiendo un sistema de control de separacion mediante unos sensores que miden la separacion entre las ruedas y el rail y envlan una senal a un microcontrolador donde se compara con una senal de referencia y desde este y convenientemente amplificada y regulada dicha senal se envla, a razon de varios miles de veces por segundo, a unos actuadores o a unas bobinas electromagneticas que controlan la separacion de las ruedas magneticas principales desplazando las ruedas magneticas o electromagneticas secundarias, variando la intensidad y flujo de las bobinas electromagneticas, que actua directamente variando el flujo de las ruedas de imanes permanentes o atrayendo el rail, variando la apertura de las valvulas el flujo de unos chorros de aire de unas toberas que inciden sobre la zona inferior del rail o variando la inclination de unas aletas aerodinamicas estabilizadoras en los laterales de los vagones. Una variante puede utilizar un rail de section en V en cuya garganta se apoya una rueda de seccion semicircular. En lugar de las ruedas laterales sobresalientes se pueden sustituir por una cubierta que se aplica perifericamente a las ruedas.

Los sistemas complementarios controladores de distancia actuan exponencialmente sobre o bajo las vlas atrayendolas o repeliendolas en funcion a la distancia y/o a su colocation sobre o bajo la via o elementos ferromagneticos.

Un proceso o algoritmo controla la separation de las ruedas con el rail aplicando varias miles de veces corrientes o senales a las bobinas de control de separacion, lo cual se hace en funcion de la separacion entre ruedas y rail medida por los sensores.

Los trenes o vagones pueden ser pendulares, utilizando ralles cillndricos y/o tubulares, y no pendulares cuyos ralles pueden tener seccion rectangular o circular.

Cada una de las ruedas levitadoras puede elevar el peso de la zona del vagon donde esta ubicada mas de un 1 a un 5% del mismo. Ese exceso se contrarresta con los sistemas complementarios controladores de distancia y se colocan sobre el rail. Al usar chorros de aire se colocan en la zona inferior del rail y se oponen a la levitation de las ruedas magneticas.

Tambien cada una de las ruedas levitadoras puede elevar el peso de la zona del vagon donde esta ubicada menos de un 1 a un 5% del mismo. En este caso la carencia de levitacion es contrarrestada con los sistemas complementarios controladores de dicha distancia en la zona inferior, los chorros de aire se colocan en la zona superior del rail.

Entre las ruedas y sus ejes se colocan unos cojinetes de aire o magneticos. En este ultimo caso se utilizan unos sensores, unos controladores o microprocesadores y algoritmos de control, unos amplificadores que envlan la corriente a unos actuadores o electroimanes. Los algoritmos de control miden la position del eje y regulan la corriente enviada a los actuadores a razon de varios miles de veces por segundo.

Los inyectores pueden tener su boquilla aplastada e inclinada y se pueden aplicar verticalmente o incidiendo de forma inclinada entre las ruedas de imanes permanentes giratorios y el rail, a ambos lados, de este modo ademas de controlar automaticamente la separacion entre ruedas y ralles ayuda a la propulsion. A baja velocidad el tren descansa sobre unas ruedas de caucho ligeras de peso en zona superior y/o laterales.

Los elementos ferromagneticos son de acero al carbono o material ferromagnetico similar. Pueden recubrirse con una delgada lamina de material anticorrosivo, zinc, cromo, etc. y pueden estar formados por multiples laminas longitudinales o transversales, aisladas entre si.

Las ruedas portan los imanes permanentes radiales o paralelos al eje de giro. Para su funcionamiento es independiente de como incide el flujo sobre los elementos ferromagneticos. Pueden ser cillndricas, con un canal periferico o polea, o en forma de semipoleas.

Estos campos electromagneticos giratorios actuan por atraccion y se producen con dos o cuatro bobinas electromagneticas fijas y perpendiculares entre si, cuyos flujos senoidales desfasados 90° producen un flujo magnetico cuya resultante es un vector giratorio.

Los campos electromagneticos giratorios tambien se producen al girar mecanicamente las bobinas alimentadas electricamente.

La propulsion se consigue girando los ejes de las ruedas de los campos magneticos mencionados, utilizando motores electricos o mecanicos tipo diesel, turbinas, etc., se produce simultaneamente la sustentacion y la propulsion respecto al elemento o plancha ferromagnetica sin friccion. Este sistema de propulsion es el unico en el que no existe rozamiento por estar levitado y las perdidas por corrientes Eddy son mlnimas. Este sistema de propulsion evita las perdidas que se producen en todos los vehlculos que se mueven o apoyan en un fluido, aproximadamente se pierde el 50% de la energla aplicada en aviones, barcos, etc. y en general en todos los propulsados directamente por turbinas o helices por ser el impulso mecanico igual a cantidad de movimiento que actuan en sentidos contrarios y una de ellas se pierde (Tercera ley de Newton). Tambien se puede propulsar con pequenas ruedas que presionan sobre el rail.

Con las ruedas de imanes permanentes no hay que aplicar energla para levitar los vagones, tan solo se necesitara la utilizada para controlar o mantener la distancia entre vagones o imanes y el elemento o plancha ferromagnetica, dicha energla es muy pequena. Los imanes permanentes mas eficientes son los de tierras raras neodimio, samario, etc. pero tambien se pueden utilizar los ferrlticos, plasticos, etc. Periodicamente pueden reimantarse las ruedas magneticas mediante potentes campos magneticos.

Opcionalmente se puede eliminar la resistencia frontal y trasera usando fanes o turbinas, las cuales succionan el aire en la zona frontal del vagon delantero y otras lo descargan en la posterior del ultimo vagon. En este caso el vehlculo no presiona sobre el aire, actuando los fanes delanteros por traccion. La friccion lateral se reduce recubriendo con una capa deslizante, con una superficie cubierta de multiples dentlculos o utilizando doble pared y entre ellas una camara presurizada cuyo aire se descarga al exterior con multiples diminutas burbujas evitando la adherencia del flujo laminar. Parte del flujo se hace pasar por un semicanal en la zona inferior del vagon que hace que el vagon se suspenda parcialmente que igualmente trata de levitar el mismo.

Los vagones se fabricaran de materiales ligeros tales como aleaciones de aluminio, magnesio, fibras de carbono y vidrio, etc.

Los actuadores piezoelectricos se caracterizan por su gran velocidad de respuesta, su gran potencia, su pequeno tamano y su poco peso. Las ruedas no necesitan gasto de energla para su funcionamiento pero si producen algo de resistencia y limitan la velocidad de uso.

La corriente electrica alterna aplicada desde tierra se capta por las vlas ferromagneticas divididas en dos mitades aisladas o por unas placas o bandas laterales bajo la via, y se transfiere a otras placas o bandas en los laterales o zona inferior de los vagones que actuan a modo de condensadores. La corriente electrica externa tambien puede captar usando una pareja de canales en cuyo interior se aplica un llquido o pasta conductora, con grafito, partlculas o polvo de cobre o similar. A dichos canales se les aplica cada uno de los terminales electricos, y por ellos se hace discurrir unas escobillas o flejes deslizantes, los cuales captan la corriente y mediante unos cables rizados, en espiral o en forma de muelles la aplican a los equipos de los vehlculos a los que estan sujetos.

Los imanes permanentes pueden constar de al menos un par de polos, los polos pueden estar alternados radialmente, longitudinalmente, etc. respecto al eje de giro.

Los sensores se colocan contiguos al actuador e igualmente fijados a los vagones y pueden usar metodos opticos, de induction (LDT y VDT), de resistencia y capacitivos.

La senal de distancia medida por el sensor se compara en un microcontrolador con una senal de referencia, convirtiendose, amplificandose y aplicandose al actuador que corrige la distancia de separacion entre las ruedas de imanes y el rail ferromagnetico o bien se varla la corriente aplicada a las bobinas de las ruedas electromagneticas. El microcontrolador envla la senal a los actuadores o bobinas mediante avanzados algoritmos de control de igual modo que con los cojinetes magneticos.

La estabilidad lateral ante las rafagas o fuerte viento se consigue mediante unas aletas en la zona superior o inferior lateral de los vagones, o dando a estos igual superficie sobre y bajo el rail o respecto a su punto de apoyo.

En general todas las ruedas pueden estar cubiertas por una capa elastica amortiguadora para evitar el contacto directo en caso de fallo de los sistemas de separacion. No obstante en caso de que se toquen las ruedas, por ser su velocidad tangencial igual a la de desplazamiento relativo de la via, no se producira rozamiento. Esta capa elastica puede sustituir a las ruedas laterales de llmite de recorrido.

Los elementos ferromagneticos: Los tubos, varillas o vigas ferromagneticas se pueden suplir por multiples varillas o placas electricamente independientes y con igual comportamiento magnetico. Pueden colocarse integradas en unas vigas de hormigon o cemento. De este modo se evitan o reducen las corrientes de Foucault.

Las vigas sirven de refuerzo y para apoyo de las ruedas de estabilizacion o limitadoras del alabeo o giro lateral.

Las ruedas magneticas y las electromagneticas portan lateralmente una o dos ruedas complementarias flexibles y por lo tanto con igual velocidad, que sobresalen mas que las primeras y que los inyectores de aire evitando que estos y las ruedas contacten con las vlas, las ruedas complementarias pueden usar cojinetes y girar libres.

Los sistemas controladores de separacion, inyectores, etc. pueden aplicarse con unos brazos flexibles o giratorios alrededor de un eje variando o amortiguando el efecto.

Los ralles pueden dividirse lateralmente en dos zonas o mitades y estas pueden estar aisladas electricamente entre si.

El equilibrado del peso del vagon sobre las ruedas se consigue trasvasando agua o combustible entre los distintos puntos del vagon, con la correspondiente instalacion y los distintos depositos de almacenamiento.

Los motores aplican el movimiento a los ejes de las ruedas. Las ruedas magneticas pueden ser libres o accionadas por los motores.

Se puede igualar o aproximar la sustentacion de los vagones con su peso, de modo que aunque las ruedas contacten con la via el rozamiento es muy pequeno, con su periferia ligeramente acanalada y una o mas juntas de goma parcialmente sobresalientes y pueden usar cojinetes de aire o magneticos y vagones ultraligeros.

La cabeza de los ralles puede ser de seccion circular, oval, rectangular o en V.

Las ruedas secundarias tambien pueden llevar adosadas ruedas sobresalientes.

Los sistemas de amortiguacion son muy simples, por su poco recorrido pueden utilizarse sencillos tacos o cubiertas de goma, que cubren los apoyos de los cojinetes.

Pueden aplicarse simultaneamente varios sistemas secundarios de compensation. Funcionamiento: Figuras 5 y 5A. Las ruedas magneticas giratorias (2) atraen el rail. Si la atraccion maxima es mayor que la del vagon en ese punto o zona, se contrarresta con la atraccion variable de las ruedas magneticas secundarias en la zona superior (3) desplazadas con los actuadores (14) o con las bobinas electromagneticas (3c) variadoras del flujo de dichas ruedas magneticas, para equilibrar y mantener el vagon levitado. Si la atraccion maxima de cada rueda es inferior a la del vagon en ese punto o zona, se complementa con la atraccion variable de la rueda magnetica secundaria en la zona inferior (3) la cual se desplaza con el actuador (14) para equilibrar y mantener el vagon levitado. La funcion se realiza con un sensor que mide la separation y un microcontrolador la compara con una senal de referencia y la envla al actuador que atrae y desplaza mas o menos a la rueda magnetica respecto al rail. Esta funcion se realiza de forma repetitiva un numero elevado de veces, resultando en un control de gran precision y exactitud. Si falla la atraccion secundaria o complementaria, en este caso de unas ruedas magneticas, las ruedas laterales sobresalientes independientes o adosadas, o bien unas ruedas complementarias haran contacto con el rail en vez de las magneticas principales, las cuales en todos los casos se deben mantener a cierta distancia del rail.

Breve description de los dibujos

La figura 1 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada de un vagon elevado y su via con el sistema de la invention.

Las figuras 2 a la 4 y 23 muestran vistas esquematizadas y parcialmente seccionadas variantes de vagones y vlas del sistema de la invention.

Las figuras 5, 5A, 11, 12, al 15 muestran vistas esquematizadas de porciones de variantes vlas y de chasis de vagones.

La figura 16 muestra una vista esquematizada del frontal de un vagon con una pareja de fanes. La figura 17 muestra una vista esquematizada del frontal de un vagon con un unico fan frontal. La figura 18 muestra una vista esquematizada y en planta de un vagon.

La figura 19 muestra una vista esquematizada y en planta de variante de vagon.

La figura 20 muestra una vista esquematizada y en planta de variante de vagon.

La figura 21 muestra una vista esquematizada y en planta de una portion de vagon con un sistema de enderezamiento del flujo de aire.

La figura 22 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada de la pared de un vagon con un sistema antifriction lateral.

La figura 23 muestra la vista de un sistema con una variante de rail en forma de V.

La figura 24 muestra un diagrama de flujos de una forma de funcionamiento.

Description mas detallada de una forma de realization

La figura 14, muestra una forma de realization de la invention, la via ferromagnetica (8) de section rectangular, soportada por la viga (2x), las ruedas giratorias de imanes permanentes principales (2) accionados con los motores electricos (7t) y las ruedas de imanes permanentes (3), ruedas de bobinas electromagneticas (3a) y las bobinas (3b) todas ellas en la zona superior del rail restan a la fuerza de atraccion de las ruedas principales que sera superior a las del vagon en la zona hasta igualar con el peso de este ultimo. Las ruedas (3, 3a y 3b) se desplazan verticalmente para controlar la separation entre las ruedas y rail, y los actuadores o motores (14) de la figura 5. Las ruedas laterales de llmite de recorrido (5t) alimentadas electricamente controlan la separacion lateral de las ruedas o vagon con la via. Todas las ruedas portan otras laterales sobresalientes de caucho (2r) o una cubierta. Las ruedas (3, 3a y bobinas o electroiman (3b) se colocan en la zona inferior del rail.

La figura 1 muestra el vagon 1, el rail tubular cillndrico (8a) apoyado en la viga (2x), con las aletas aerodinamicas sustentadoras y/o estabilizadoras (51), con las ruedas magneticas inferiores (2) con su periferia ligeramente acanalada, accionadas por los motores (7) y con cojinetes de aire o magneticos. En la zona superior del rail se apoyan unas ruedas magneticas (3) desplazadas cada una respecto al rail mediante el actuador (14) al que se le aplica corriente variable en funcion de la separacion medida por un sensor de separacion. Por ser la sustentacion similar al peso, aunque las ruedas contacten con la via el rozamiento es muy pequeno. La diferencia entre la atraccion y el peso del vagon se contrarresta variando la separacion de la rueda magnetica (3).

La figura 2 muestra el vagon 1, el rail tubular cillndrico (8a) apoyado en la viga (2x), con las ruedas magneticas inferiores (2) con su periferia ligeramente acanalada, accionadas por los motores (7) y con cojinetes de aire o magneticos. La rueda superior no magnetica (5). Las ruedas portan una o mas juntas de goma sobresalientes (40) las cuales permiten un suave contacto con el rail. El peso es algo mayor al de la atraccion de las ruedas de modo que las ruedas de bobinas electromagneticas (3a) proporcionan el resto de la atraccion necesaria para equilibrar y levitar al vagon en ese punto.

La figura 3 muestra el vagon pendular (1), el rail tubular de cemento (8b) con las varillas ferromagneticas (42) en zona inferior, sobre la viga longitudinal de soporte (2x) soportada a su vez por las columnas (10), ruedas-poleas de imanes permanentes giratorios levitadores (2a) con ruedas laterales sobresalientes, accionadas con los motores (7a). En la zona superior porta las ruedas magnetica (3) de separacion ajustable, y otras superiores no magneticas de baja velocidad como las (5) se apoyan en los elementos ferromagneticos y otras no mostradas en la figura en las placas laterales (9). Estas ultimas pueden servir simultaneamente para alimentation electrica del vehlculo. No se muestran los inyectores de aire. Porta las aletas antirrafagas o antivuelco (23). Anade las aletas sustentadoras y estabilizadoras (51), fijas o giratorias para equilibrado de la levitation.

La figura 4 muestra el vagon pendular (1) el rail ferromagnetico tubular (8a) sobre la viga longitudinal de soporte y refuerzo (2x) soportada a su vez por las columnas o postes (10), ruedas semi-poleas levitadoras de imanes permanentes giratorios (2b). Las placas laterales (9) pueden servir simultaneamente para alimentacion electricamente del vehlculo y para llmite de inclination. Unos chorros de aire (4k) se aplican a unas camaras de gran superficie que cubren parte de la zona superior de los ralles y son opcionales. En la zona inferior se aplican otros chorros de aire mediante unas toberas (4a) los cuales actuan separando las vlas y las ruedas automaticamente con una fuerza o intensidad funcion exponencial e inversa a la separacion. No se muestran las posibles ruedas magneticas o con bobinas electromagneticas controladoras de la separacion. Porta las aletas antirrafagas o antivuelco (23).

La figura 5 muestra la via ferromagnetica (8), las ruedas giratorias de imanes permanentes principales (2) con las ruedas sobresalientes de caucho (2r) y las ruedas de imanes permanentes (3), ruedas de bobinas electromagneticas (3a) y las bobinas (3b) todas ellas en la zona superior del rail restan a la fuerza de atraccion de las ruedas principales que sera superior a las del vagon en la zona hasta igualar con el peso de este ultimo. Anade los chorros de aire (4) inclinados incidiendo entre la rueda (2) y el rail.

La figura 5A muestra la via ferromagnetica (8), las ruedas giratorias de imanes permanentes principales (2) con las ruedas sobresalientes de caucho (2r) y las ruedas de imanes permanentes (3), ruedas de bobinas electromagneticas (3a) y las bobinas (3b) todas ellas en la zona inferior del rail se suman a la fuerza de atraccion de las ruedas principales, inferior a las del vagon en la zona, hasta igualar con el peso de este ultimo. El flujo variable de la bobina (3c) varla la atraccion de la rueda magnetica principal (2).

Pueden usarse uno o varios sistemas secundarios utilizados en las figuras 5 y 5A.

La figura 6 muestra una vista del iman permanente (2) con los polos dispuestos longitudinalmente y las ruedas sobresalientes (2r) de material elastico.

La figura 7 muestra un iman permanente (2) de cuatro pares de polos dispuestos radialmente, las ruedas sobresalientes de caucho (2r) y su eje de giro (13).

La figura 8 muestra una rueda polea de imanes permanentes (2) con las juntas toricas elasticas amortiguadoras (40) en su garganta y el eje de giro (13).

La figura 9 muestra la rueda (3m) con cuatro bobinas electromagneticas radiales, ruedas sobresalientes (2r) y su eje de giro (13). Puede utilizar radialmente solo una o dos bobinas, el funcionamiento es identico Las ruedas electromagneticas pueden ser fijas creando los campos giratorios alimentando los electroimanes secuencialmente.

La figura 10 muestra el vagon pendular (1), el rail ferromagnetico tubular (8a) sobre la viga longitudinal de soporte y refuerzo (2x) soportada a su vez por las columnas o postes (10), ruedas-poleas levitadoras de imanes permanentes giratorios (2a) con ruedas laterales sobresalientes (2r). No se muestran las ruedas de baja velocidad. Las ruedas de bobinas electromagneticas (3a) controlan la distancia de separacion de las ruedas magneticas con la via mediante los sensores (20) y el microcontrolador o controlador (21), el cual envla senales de atraccion o de repulsion mas o menos potentes dependiendo de si se aplican en la zona inferior o superior, o en funcion de la separacion de las ruedas del rail. Esto tambien se puede efectuar variando el flujo de unos inyectores o toberas, que envlan chorros repulsivos de aire en los laterales inferiores, no se muestran en la figura.

La figura 11 muestra el rail tubular (8a) sobre la viga longitudinal de refuerzo (2x), que hace de apoyo a las ruedas de llmite de alabeo o de giro lateral (5x), las ruedas levitadoras (2a) con ruedas laterales sobresalientes (2r), los motores (7a) y el chasis (2c).

La figura 12 muestra el rail tubular (8a), las ruedas levitadoras (2a) y chasis (2c).

La figura 13 muestra el chasis (2c).y los inyectores de tobera inclinada (4).

La figura 15 muestra el rail tubular (8a) sobre la viga longitudinal de soporte y refuerzo (2x) soportada a su vez por las columnas (10), las dos ruedas levitadoras (2a) con ruedas laterales sobresalientes (2r), los motores (7a) y el chasis (2c). La figura anade dos sistemas de compensation en zona superior, cada uno de ellos consta de un sensor de distancia (20), que envla la senal al microcontrolador (21), que alimentan los actuadores (14) que a su vez desplazan las ruedas de imanes (3).

La figura 16 muestra el frontal del vagon (1) y dos fanes (46) en contra-rotation.

La figura 17 muestra el frontal del vagon (1) con un unico fan frontal (46). En este caso utiliza detras del fan unas aletas enderezadoras, no mostradas en la figura, que evitan el giro del flujo y el par de giro del vagon.

La figura 18 muestra el vagon (1), el fan frontal (46), el fan trasero (47). Usa unos conductos opcionales (48 y 49) que facilitan y encauzan el flujo de aire. Anade las bandas o placas (21) captadoras de la corriente externa. No se muestran los ejes de los fanes y sus soportes.

La figura 19 muestra el vagon (1) la pareja de fanes frontales (46), los fanes traseros (47). Utiliza unos conductos opcionales (48 y 49) que facilitan y encauzan el flujo de aire. Anade las bandas o placas (21) captadoras de la corriente externa. No se muestran los ejes de los fanes y sus soportes.

La figura 20 muestra el vagon (1) la pareja de fanes frontales (46). Anade las bandas o placas (21) captadoras de la corriente externa. No se muestran los ejes de los fanes y sus soportes.

La figura 21 muestra el vagon (1) el fan frontal (46). Detras del fan presenta unas aletas enderezadoras (27) del flujo de aire.

La figura 22 muestra la pared principal de los vagones (50) la pared porosa externa (52) y entre ambas la camara presurizada (51) con el aire (53), que sale a traves de la placa porosa segun las flechas (54).

La figura 23 muestra el vagon pendular (1), el rail ferromagnetico de seccion en V (8v) con unos canales de drenaje del agua (8d) el cual discurre sobre la viga longitudinal de soporte y refuerzo (2x) soportada a su vez por las columnas o postes (10) fijados al suelo. Las ruedas (5v) cuya periferia es semicircular a baja velocidad se apoyan sobre la garganta del rail (8v). Utiliza las ruedas magneticas levitadoras (2v). En la figura no se muestran los sistemas de control de separacion.

La figura 24 muestra un microprocesador que procesa las senales de: Giroscopos, acelerometros, cuatro sensores de separacion delanteros y cuatro traseros, mando de gases o potencia, frenos, peso de la zona delantera y trasera. El microprocesador una vez procesados proporciona y envla multiples y repetitivas senales: Cuatro de control de estabilizacion delantera y otras cuatro senales de levitacion zona delantera y de la zona trasera enviadas a los inyectores, actuadores de las aletas o a los electroimanes y senales de aviso de fallos del sistema, control de velocidad, frenado, propulsion e indication de velocidad. La correction puede hacerse igualmente con servosistemas.

No se muestran en las figuras los sistemas de amortiguacion de las ruedas.

Claims (32)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de levitacion por campos magneticos giratorios para trenes, utilizando trenes monorralles cuyos railes tubulares (8, 8a, 8b) elevados se soportan sobre el suelo mediante columnas (10) que consiste en unos vagones (1) los cuales rodean, excepto por un pequeno canal longitudinal inferior, a un rail tubular elevado dispuesto sobre una viga longitudinal apoyada sobre el suelo con unas columnas, estando suspendidos magneticamente del rail de material ferromagnetico (planchas, tubos, vigas o varillas), mediante unos levitadores principales que actuan por atraccion en la zona inferior de las vlas, consistentes en unas ruedas de imanes permanentes principales (2, 2a) bobinas electricas o electroimanes (3m) portando todas ellas lateralmente una ruedas sobresalientes independientes o adosadas (2r) o una cubierta periferica que evita el contacto de las ruedas de imanes con el rail, girando dichas ruedas magneticas en un plano perpendicular o inclinado al de los elementos ferromagneticos, paralelos a la direction de desplazamiento del vehlculo, separados por una distancia de 1 a 5 cm. de la cara inferior de dichos elementos ferromagneticos, y accionados por motores electricos o de explosion que propulsan los vagones levitados, anadiendo un sistema de control de separation mediante unos sensores que miden la separation entre las ruedas y el rail y envlan una senal a un microcontrolador donde se compara con una senal de referencia y desde este y amplificada y regulada dicha senal se envla mediante multiples impulsos, a unos actuadores o a unas bobinas electromagneticas que controlan la separacion de las ruedas magneticas principales.

2. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque la senal de control de separacion entre las ruedas y el rail una vez amplificada es enviada a los actuadores que varlan la separacion de las ruedas magneticas secundarias de imanes permanentes (3) de control que en la zona superior, su fuerza de atraccion se opone a la atraccion de las ruedas magneticas principales, y en la inferior, su fuerza de atraccion se suma a la atraccion de las ruedas magneticas principales.

3. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque la senal de control de separacion entre las ruedas y el rail una vez amplificada es enviada a los actuadores que varlan la separacion de las ruedas de bobinas electromagneticas (3a) que en la zona superior, su fuerza de atraccion se opone a la atraccion de las ruedas magneticas principales, y en la inferior, su fuerza de atraccion se suma a la atraccion de las ruedas magneticas principales.

4. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque la senal de control de separacion entre las ruedas y el rail una vez amplificada es enviada a los actuadores que varlan la separacion de las bobinas electromagneticas (3b) que aplicadas en la zona superior, su fuerza de atraccion se opone a la atraccion de las ruedas magneticas principales, y aplicadas en la inferior, su fuerza de atraccion se suma a la atraccion de las ruedas magneticas principales.

5. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque la senal de control de separacion entre las ruedas y el rail una vez amplificada se aplica a las bobinas electromagneticas (3b), que actuan directamente variando el flujo de las ruedas de imanes permanentes principales y por lo tanto su atraccion.

6. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque las ruedas o ruedas poleas portan una o mas juntas toricas (40) en sus acanaladuras.

7. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque los elementos ferromagneticos de las vlas son de acero al carbono o material ferromagnetico similar.

8. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque las ruedas magneticas portan al menos un iman permanente radial o paralelo al eje de giro y tienen forma cillndrica, tubular, de polea o de semipolea.

9. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque los campos electromagneticos giratorios consisten en unas bobinas electricas o electroimanes dispuestos radialmente o paralelos alrededor del eje (13) de las ruedas y son compartidas con los imanes permanentes.

10. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque la amortiguacion de los vehlculos se hace con tacos o cubiertas de goma, que cubren los apoyos de los cojinetes.

11. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque la propulsion de los vagones se consigue girando las ruedas o los campos magneticos, usando motores electricos o mecanicos tipo diesel o turbinas, produciendo simultaneamente la levitacion y la propulsion.

12. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque la corriente electrica aplicada desde tierra a los vagones se capta por las vlas ferromagneticas o unas placas o bandas laterales bajo la via y se transfiere a otras placas o bandas en los laterales o zona inferior de los vagones a modo de condensadores.

13. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque la corriente electrica aplicada desde tierra se capta con una pareja de canales en cuyo interior se aplica un llquido o pasta conductora, con grafito, partlculas o polvo de cobre o similar, a dichos canales se les aplica cada uno de los terminales electricos, y por ellos se hace discurrir unas escobillas o flejes deslizantes, los cuales captan la corriente y mediante unos cables rizados, en espiral o en forma de muelles la aplican a los equipos de los vehlculos a los que estan sujetos.

14. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque las ruedas de imanes permanentes portan al menos un par de polos, estos se alternan radial o longitudinalmente respecto al eje de giro.

15. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque las ruedas de imanes permanentes se reimantan periodicamente.

16. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque los sensores de distancia utilizan metodos opticos o capacitivos.

17. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque los sensores de distancia utilizan metodos de induction (LDT y VDT).

18. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque las ruedas magneticas y electromagneticas compensadoras estan cubiertas por una capa elastica amortiguadora y/o portan lateralmente una o dos ruedas complementarias flexibles, que sobresalen mas que las ruedas magneticas, evitando que estas contacten con las vlas.

19. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque los elementos ferromagneticos: planchas, tubos, varillas o vigas se colocan integrados en el rail constituido por unas vigas de hormigon o cemento.

20. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque anade unas ruedas de caucho ligeras de peso superiores y otras laterales para baja velocidad.

21. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque utiliza un rail tubular de section circular o rectangular.

22. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque los sistemas controladores de la distancia de separation se aplican con unos brazos flexibles o giratorios alrededor de un eje variando su efecto, en funcion del angulo de giro.

23. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque unas toberas (4) insuflan aire a presion entre las ruedas magneticas y el rail, actuando automaticamente incrementando la fuerza de separacion entre ambos al aproximarse entre si.

24. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque entre las ruedas y sus ejes se colocan unos cojinetes magneticos o de aire.

25. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque junto a los chorros de aire o sus camaras se utilizan ruedas flexibles mas sobresalientes que giran libres o accionadas con unos motores.

26. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque los ralles se dividen lateralmente en dos mitades y estas mitades estan aisladas electricamente entre si y sirven para conduction electrica de los motores electricos.

27. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado por usar vagones ultraligeros, de aleaciones de aluminio, magnesio, fibra de carbono o vidrio.

28. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado por utilizar una via ferromagnetica (8) de section rectangular, soportada por una viga (2x), las ruedas giratorias de imanes permanentes principales (2) accionados con los motores electricos (7t), ruedas de imanes permanentes (3), ruedas de bobinas electromagneticas (3a) o bobinas (3b) todas ellas en la zona superior del rail restan a la fuerza de atraccion de las ruedas principales que sera superior a las del vagon en la zona hasta igualar con el peso de este ultimo, las ruedas (3, 3a y 3b) desplazandose verticalmente para controlar la separacion entre las ruedas y rail, mediante los actuadores o motores (14), unas ruedas laterales de llmite de recorrido (5t) alimentadas electricamente controlan la separacion lateral de las ruedas o vagon con la via, todas las ruedas portan ruedas laterales sobresalientes de caucho (2r), las ruedas (3, 3a y bobinas o electroiman (3b) se aplican en zona superior o inferior del rail.

29. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque el rail tiene seccion en V (8v) con unos canales de drenaje del agua (8d) sobre una viga longitudinal de soporte y refuerzo (2x) soportada a su vez por las columnas (10), unas ruedas (5v) cuya periferia es semicircular, a baja velocidad se apoyan sobre la garganta del rail (8v) estando dichos vagones suspendidos magneticamente del rail ferromagnetico con unos levitadores principales que actuan por atraccion en la zona inferior de las vlas, consistentes en unas ruedas de imanes permanentes (2v), portando todas ellas lateralmente una ruedas sobresalientes independientes o adosadas que evitan el contacto con el rail

30. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque la senal de control de separacion entre las ruedas y el rail una vez amplificada se aplica a las bobinas electromagneticas, que actuan variando el flujo de las ruedas de imanes permanentes principales y por lo tanto su atraccion.

31 Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque los vagones portan un semicanal en su zona inferior en el cual el flujo de aire produce una levitation adicional o complementaria.

32. Sistema segun reivindicacion 1, caracterizado porque un microprocesador recibe senales de: Giroscopos, acelerometros, cuatro sensores de separacion delanteros y otros cuatro traseros distribuidos alrededor del vagon, mando de gases o potencia, frenos, peso de la zona delantera y trasera y proporciona: Cuatro senales de control de estabilizacion delantera y cuatro traseras, senal o senales de levitacion zona delantera y de la zona trasera enviadas a los inyectores, motores, actuadores de las aletas o a los electroimanes y senales de aviso de fallos del sistema, control de velocidad, frenado, propulsion e indicacion de velocidad.