УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПЛАЗМЕННОГО ТОКОСЪЕМНИКА Российский патент 1994 года по МПК B60L5/00 

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к аппаратам для исследований и испытаний электродуговых токосъемных устройств высокоскоростного электрического транспорта.

Известно устройство для исследования режимов работы плазменного токосъемника, содержащее имитатор путевой структуры с установленным на нем с возможностью перемещения имитатором токоприемника, на котором расположены элементы поджига силовой дуги и магнитного управления ею, имитатор контактной шины с электроприводом перемещения, пневмофорсунки и источник питания, связанный с имитаторами контактной шины и токоприемника.

Недостатки известного устройства определяются отсутствием блока контроля параметров дуги, узлов секционирования имитатора токопровода, второго имитатора токоприемника с блоком согласования работы токосъемного устройства с двумя последовательно горящими электрическими дугами, которые необходимо иметь для электроснабжения высокоскоростного электрического транспорта на магнитном подвесе. Для известного устройства характерна невозможность автоматического возобновления дуги в случае ее развала при работе устройства.

Цель изобретения - создание условий для исследования совместной работы плазменных токосъемных устройств, приближенных к реальным.

Для достижения этой цели в устройство для исследования режимов работы плазменного токосъемника, содержащее имитатор путевой структуры, на котором установлен двигатель, связанный с командным блоком управления, расположенную над двигателем изолированную платформу, на которой закреплен имитатор токоприемного элемента, связанный с блоком управления режимами поджига дуги и блоком управления перемещением дуги вдоль имитатора токоприемного элемента, имитатор контактной шины, размещенный напротив имитатора токоприемного элемента вдоль имитатора путевой структуры и связанный через изоляторы с группой узлов дистанционного регулирования высотного и горизонтального положения, зафиксированных на основании и подключенных к блоку управления работой узлов регулирования положения, последовательно соединенные поглотитель и источник электрической энергии, форсунки имитации встречного и попутного воздействующих воздушных потоков, установленные возле торцов имитатора контактной шины, введены коммутатор, два блока контроля параметров дуги, блок синхронизации дугового поджига и дополнительные изолированная платформа, имитатор токоприемного элемента, блок управления режимами поджига дуги, имитатор контактной шины, группа изоляторов, группа узлов дистанционнго регулирования высотного и горизонтального положения, блок управления работой узлов регулирования положения, форсунки имитации встречного и попутного воздействующих воздушных потоков, а блок управления перемещением дуги вдоль имитатора токоприемного элемента снабжен дополнительным выходом. Обе изолированные платформы соединены друг с другом. Дополнительный имитатор токоприемного элемента закреплен на дополнительной изолированной платформе и связан с дополнительным блоком управления режимами поджига дуги и дополнительным выходом блока управления перемещением дуги вдоль имитатора токоприемника элемента. Дополнительный имитатор контактной шины размещен напротив дополнительного имитатора токоприемного элемента вдоль имитатора путевой структуры и связан через дополнительную группу изоляторов с дополнительной группой узлов дистанционного регулирования высотного и горизонтального положения, зафиксированных на основании и подключенных к дополнительному блоку управления работой узлов регулирования положения. Имитаторы токоприемных элементов через соответствующие блоки контроля параметров дуги соединены со входами блока синхронизации поджига дуг, выходы которого подключены ко входам блоков управления режимами поджига. Имитаторы контактных шин связаны друг с другом через коммутатор, входы которого соединены с источником электрической энергии и соответствующими выходами блоков контроля параметров дуги, а один из выходов - с поглотителем электрической энергии. Каждый из имитаторов контактной шины выполнен из двух секций с зазором между их ближними торцами.

На чертеже представлена функциональная схема описываемого устройства.

Оно состоит из имитатора 1 путевой структуры, на котором установлен двигатель 2 с командным блоком 3 управления. Над двигателем 2 на изоляторах 4 смонтирована изолированная платформа 5, на которой закреплен имитатор токоприемного элемента (плазменный токоприемник) 6 с элементами поджига силовой дуги и магнитного управления ею. К изолированной платформе 5 или двигателю 2 через изоляторы 7 прикреплена изолированная платформа 8, на противоположной от крепления стороне которой зафиксирован имитатор токоприемного элемента (плазменный токоприемник) 9, аналогичный токоприемнику 6. Элементы поджига дуги токоприемников 6 и 9 связаны через блоки 10 и 11 управления режимами поджига дуги с выходами блока 12 синхронизации поджига, входы которого соединены с выходами блоков 13 и 14 контроля параметров дуг токоприемников 6 и 9 соответственно, а элементы магнитного управления - с блоком 15 автоматического перемещения силовой дуги вдоль плазменного токоприемника.

Плазменные токоприемники 6 и 9 через блоки 13 и 14 контроля параметров дуг электрически связаны с коммутатором 16, а через него - с источником электрической энергии 17 для силовой дуги и поглотителем 18 энергии. К коммутатору 16 подсоединены имитаторы монтажной шины (электродуговые токосъемные элементы) 19, 20, 21, 22, первые два (19 и 20) из которых закреплены над токоприемником 6 вдоль имитатора 1 путевой структуры друг за другом с зазором между их торцами, а два других (21, 22) - напротив токоприемника 9. Через изоляторы 23 токосъемные элементы подключены к узлам 24 и 25 дистанционной регулировки высотного и горизонтального положений элементов 19, 20 и 21, 22 соответственно, которые зафиксированы на основании устройства и соединены с соответствующими им блоками 26 и 27 управления их работой. Возле торцов электродуговых токосъемных элементов 19 и 20 на периферии устройства установлены форсунки 28, а возле торцов элементов 21 и 22 - форсунки 29, которые имитируют встречные и попутные воздушные потоки, действующие на силовую дугу.

Устройство работает следующим образом.

В первом режиме, при исследовании работы двух последовательно соединенных имитаторов токоприемников, вдоль имитатора 1 путевой структуры по команде с блока 3 управления двигатель 2 начинает двигаться возвратно-поступательно и перемещать изолированные платформы 5 и 8 с плазменными токоприемниками 6 и 9 вдоль электродуговых токосъемных элементов 19, 20 и 21, 22 соответственно. Коммутатор 16 электрически связывает имитаторы токоприемников 6 и 9 между собой и отдельно соединяет источник 17 электрической энергии и ее поглотитель 18 с элементами 19, 20 и 21, 22. Блоки 13 и 14 контроля параметров передают сведения об отсутствии электрических дуг на блок 12 синхронизации их поджига, по сигналу с которого блоки 10 и 11 подают команды о начале работы плазмотронам токоприемников 6 и 9. По команде с блоков 26 и 27 узлы 24 и 25 начинают перемещать электродуговые токосъемные элементы 19, 20 и 21, 22 контактной сети к имитаторам токоприемников 6 и 9 до момента зажигания силовых дуг и перехода дуг в зоны магнитного управления ими, которые запитываются от блока 15. Вместе с токоприемниками 6 и 9 их силовые дуги перемещаются вдоль элементов 19, 20 и 21, 22 соответственно, совершая при этом возвратно-поступательное движение внутри зон магнитного управления токоприемников. В случае развала канала дуги (обеих дуг) при проходе имитаторами токоприемников 6 и 9 воздушного промежутка между торцами элементов 19, 20 или/и 21, 22 блок 13 или 14 подает сигнал об этом на блок 12 синхронизации поджига дуг и по его команде блоки 10 и 11 заставляют одновременно работать плазмотроны обоих токоприемников до возобновления электродугового контакта между имитаторами токоприемников 6, 9 и элементами 19(20), 21(22) имитаторов контактных шин. Расстояние между ближайшими торцами элементов 19 и 20 (21 и 22) задается в начале эксперимента путем изменения мест крепления узлов 24(25) к элементам 19 и 20 (21 и 22). Воздушные зазоры между элементами 19, 20 и 21, 22 имитаторов контактных шин могут располагаться напротив или быть смещенными друг относительно друга, иметь одинаковую или разные величины. Зазор одного или обоих имитаторов контактных шин может быть нулевым. Элементы 19 и 20 (или 21 и 22) располагаются стык в стык друг к другу и шунтируются электрическими соединителями (не показаны).

Величина тока в силовых дугах регулируется поглотителем 18 энергии, а скорость воздушных потоков, действующих на дуги имитаторов токоприемников 6 и 9, - форсунками 28 и 29. Источник 17 энергии предназначен для питания силовой цепи обеих дуг как постоянным напряжением, так и переменным с регулируемой частотой.

Во втором режиме, при параллельной работе токоприемников 6 и 9 на общую нагрузку, коммутатор 16 соединяет их друг с другом и подключает через источник 17 и поглотитель 18 энергии к элементам 19, 20 и 21, 22, которые связывает между собой. В этом режиме блок 12 синхронизации поджига отключается, а блоки 13 и 14 контроля параметров дуг соединяются непосредственно с блоками 10 и 11 управления режимами их поджига токоприемников 6 и 9 соответственно. В остальном устройство работает аналогично первому режиму.

В третьем режиме, при исследовании прохода одного токоприемника в местах секционирования контактной сети, коммутатор 16 связывает один из имитаторов токоприемников 6 (или 9) с источником 17 энергии, ее поглотителем 18 и с элементами 19, 20 (или 21, 22) имитаторов контактных шин. Блок 12 синхронизации поджига в этом режиме отключается, а блок 13 (или 14) контроля параметров электрической дуги соединяется непосредственно с блоком 10 (или 11) управления режимами ее поджига. В остальном устройство работает так же, как и в первом режиме.

Применение устройства, обеспечивающего реальные энергетические и динамические режимы исследований элементов системы электродугового токосъема, позволяет в лабораторных и заводских условиях определять правильность технических решений узлов секционирования контактной сети, находить оптимальные условия, конструкции и режимы эксплуатации электродуговых токосъемных устройств с двумя дуговыми промежутками, выполнять для них отладочные работы и приемосдаточные испытания.

Использование: для исследований и испытаний электродуговых токосъемных устройств высокоскоростного электрического наземного транспорта. Цель изобретения - создание условий для исследования совместной работы плазменных токосъемных устройств, приближенных к реальным. Удвоены функциональные узлы устройства: имитатор токоприемного элемента, имитатор контактной шины, изолированная платформа, блок управления режимами поджига дуги и др. Введение коммутатора блоков контроля параметров дуги и блока синхронизации дугового поджига обеспечивает реальные энергетические и динамические режимы исследований и позволяет в лабораторных и заводских условиях определять правильность технических решений элементов и узлов электродуговых токосъемных устройств с двумя дуговыми промежутками, а также электродуговой сети. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПЛАЗМЕННОГО ТОКОСЪЕМНИКА, содержащее имитатор путевой структуры, на котором установлен двигатель, связанный с командным блоком управления, расположенную над двигателем изолированную платформу, на которой закреплен имитатор токоприемного элемента, связанный с блоком управления режимами поджига дуги и блоком управления перемещением дуги вдоль имитатора токоприемного элемента, имитатор контактной шины, размещенный напротив имитатора токоприемного элемента вдоль имитатора путевой структуры и связанный через изоляторы с группой узлов дистанционного регулирования высотного и горизонтального положения, зафиксированных на основании и подключенных к блоку управления работой узлов регулирования положения, последовательно соединенные поглотитель и источник электрической энергии, форсунки имитации встречного и попутного воздействующих воздушных потоков, установленные возле торцов имитатора контактной шины, отличающееся тем, что в него введены коммутатор, два блока контроля параметров дуги, блок синхронизации дугового поджига и дополнительные изолированная платформа, имитатор токоприемного элемента, блок управления режимами поджига дуги, имитатор контактной шины, группа изоляторов, группа узлов дистанционного регулирования высотного и горизонтального положений, блок управления работой узлов регулирования положения, форсунки имитации встречного и попутного воздействующих воздушных потоков, а блок управления перемещением дуги вдоль имитатора токоприемного элемента снабжен дополнительным выходом, при этом обе изолированные платформы соединены одна с другой, дополнительный имитатор токоприемного элемента закреплен на дополнительной изолированной платформе и связан с дополнительным блоком управления режимами поджига дуги и дополнительным выходом блока управления перемещением дуги вдоль имитатора токоприемного элемента, дополнительный имитатор контактной шины размещен напротив дополнительного имитатора токоприемного элемента вдоль имитатора путевой структуры и связан через дополнительную группу изоляторов с дополнительной группой узлов дистанционного регулирования высотного и горизонтального положения, зафиксированных на основании и подключенных к дополнительному блоку управления работой узлов регулирования положения, имитаторы токоприемных элементов через соответствующие блоки контроля параметров дуги соединены с входами блока синхронизации поджига дуг, выходы которого подключены к входам блоков управления режимами поджига дуги, имитаторы контактных шин связаны друг с другом через коммутатор, выходы которого соединены с источником электрической энергии и соответствующими выходами блоков контроля параметров дуги, а один из выходов - с поглотителем электрической энергии. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый из имитаторов контактной шины выполнен из двух секций с зазором между их ближайшими торцами.