ЭЛЕКТРОУСТАНОВКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B60L15/22 

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано в системах управления напольным безрельсовым транспортом.

Известна электроустановка транспортного средства, содержащая силовой трансформатор, первичные обмотки которого посредством гибкого кабеля подключены к питающей сети переменного напряжения, а вторичные обмотки которого предназначены для подключения через выпрямитель, к обмоткам электродвигателей, блок управления включением электродвигателей, связанный с первичными обмотками силового трансформатора, через выходы переключателей переменного напряжения, выключатели электродвигателей и элемент потенциальной развязки.

В процессе работы транспортного средства на трансформатор его электроустановки постоянно подается напряжение. Мощность трансформатора используется только, когда работают электродвигатели, обеспечивающие перемещение транспортного средства и его рабочих органов. При неработающих электродвигателях трансформатор питает источник света (фару) и звуковой сигнал. Мощность этих потребителей составляет десятки ватт и значительно меньше установленной мощности трансформатора. Поэтому, при такой нагрузке трансформатор работает в режиме холостого хода, расходует активную энергию, теряемую в его магнитопроводе, и реактивную энергию, которая понижает коэффициент мощности сети, питающей транспортное средство. Это ухудшает его технико-экономические показатели.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение экономичности и надежности устройства.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в электроустановке транспортного средства, содержащем силовой трансформатор, первичные обмотки которого посредством гибкого кабеля подключены к питающей сети переменного напряжения, а вторичные обмотки которого предназначены для подключения через выпрямитель к обмоткам электродвигателей, блок управления включением электродвигателей, связанный с первичными обмотками силового трансформатора через выходы переключателей переменного напряжения, выключатели электродвигателей и элемент потенциальной развязки, последний выполнен в виде однофазного трансформатора, подключен входом к первичным обмоткам силового трансформатора, выходом ко входу блока управления включением электродвигателей через параллельно соединенные контакты их выключателей. В одном варианте электроустановки блок управления включением электродвигателей включает в себя однофазный диодный мост, конденсатор, токовыравнивающие резисторы и трансформатор, выводами первичной обмотки которого образован вход блока, а вторичная обмотка подключена к одной соответствующей диагонали моста, другая диагональ которого зашунтирована конденсатором и первым выводом подключена к первым выводам токовыравнивающих резисторов, вторыми выводами которых и вторым выводом другой диагонали однофазного диодного моста образованы выходы блока, предназначенные для соединения со сходами переключателей переменного напряжения.

В другом варианте электроустановки блок управления включения электродвигателей содержит однофазный диодный мост и реле, обмотка которого подключена к одной соответствующей диагонали однофазного диодного моста, выводами другой диагонали которого образован вход блока, а выводами замыкающих контактов реле образованы выходы блока.

На фиг. 1 и 2 показаны принципиальные электрические схемы вариантов электроустановки.

Электроустановка получает электроэнергию по четырехпроводной сети 1 с тремя фазными проводами и нулевым проводом, который заземлен. Трехфазное переменное напряжение сети 1 через коммутационный аппарат 2 по гибкому кабелю 3 подается к электроустановке. По трем фазным проводам сети 1 и кабеля 3 поступает электроэнергия, обеспечивающая функционирование транспортного средства. Нулевой провод сети 1 и кабеля 3 обеспечивает необходимое по условиям электробезопасности заземление корпуса электроустановки.

Электроустановка содержит силовой трансформатор 4 с первичными 5 и вторичными 6 обмотками, переключатели 7 переменного напряжения, с блоком управления 8, трехфазный диодный мост 9, электродвигатели 10 и 11, трансформатор управления 12 с первичной 13 и вторичной 14 обмотками и разъем 15, через который к обмотке 14 подключены цепи питания фары и звукового сигнала (на схемах не показаны). Обмотка 13 трансформатора 12 через кабель 3 и аппарат 2 подключена к сети 1. В цепи блока 8 включены контакты 16 и 17 выключателей электродвигателей 10 и 11, которые обеспечивают передвижение транспортного средства и перемещение его рабочих органов. Контакты 16 и 17 замкнуты, когда находятся в положении "Включено".

Электроустановка фиг. 1 имеет три переключателя 7, которые включены последовательно с обмотками 5 и имеют общую точку соединения, связанную с блоком 8. Каждый переключатель 7 состоит из диода 7.1 и тиристора 7.2. Блок 8 содержит резисторы 8.1, конденсатор 8.2, однофазный диодный мост 8.3, трансформатор 8.4 с первичной 8.5 и вторичной 8.6 обмотками. Трансформатор 8.4 образует вход блока 8 и через параллельно соединенные контакты 16 и 17 подключен обмоткой 8.5 к обмотке 14 трансформатора 12.

Электроустановка фиг. 2 имеет два переключателя 7, которые соединены последовательно с обмотками 5 трансформатора 4. Каждый переключатель 7 содержит тиристоры 7,1. диоды 7.2 и резистор 7.3. Блок 8 состоит из однофазного диодного моста 8.1 и реле 8.2, замыкающие контакты 8.3 которого включены в цепи управления переключателей 7, образованные диодами 7.2 и резисторами 7.3. Мост 8.1 образует вход блока 8 и соединен с обмоткой 14 трансформатора 12 через контакты 16 и 17.

Электроустановка фиг. 1 имеет три переключателя 7 с шестью силовыми элементами (три диода 7.1 и три тиристора 7.2). Трансформатор 12 наряду с питанием источника света, звукового сигнала и блока управления 8 обеспечивает электрическое разделение цепей контактов 16 и 17 от сети 1. Это вызвано тем, что эти контакты принадлежат к устройствам с изоляцией, которая выдерживает низкое напряжение (24-48 В) по сравнению с напряжением сети 1 (380 В и выше). Трансформатор 8.4 блока управления 8 используется только для разделения электрических цепей, имеющих разный уровень изоляции. Трансформатор 4, питающий электродвигатели 10 и 11, является разделительным трансформатором, понижает напряжение сети 1 и уменьшает ток, потребляемый электроустановкой из сети, что необходимо при ее подключении к сети 1 через гибкий кабель 3, который в процессе движения транспортного средства меняет свою длину и для этого периодически наматывается на барабан и сматывается с него.

Электроустановка фиг. 2 имеет два переключателя 7 с четырьмя силовыми элементами (тиристорами 7.1). Меньшее количество силовых элементов по сравнению с электроустановкой фиг. 1 позволяет уменьшить габариты и стоимость электрооборудования. В электроустановке фиг. 2 трансформаторы 4 и 12 выполняют функции, аналогичные функциям трансформаторов 4 и 12 электроустановки фиг. 1. Реле 8.2 схемы фиг. 2 выполняет функции, аналогичные функциям трансформатора 8.4 схемы фиг. 1. Реле по сравнению с трансформатором является более простым и дешевым элементом.

Электроустановка работает в следующей последовательности.

После включения аппарата 2, напряжение сети 1 подаются на обмотку 13 трансформатора 12 и прикладывается к переключателям 7. При этом, отсутствует напряжение на обмотках 5 трансформатора 4 и в их цепях ток не протекает. Напряжение обмотки 14 трансформатора 12 поступает через разъем 15 в цепи источника света и звукового сигнала транспортного средства.

После перевода в положение "Включено" выключателе электродвигателя 10, который обеспечивает движение транспортного средства, замыкается контакт 16 и в схеме фиг. 1 напряжение обмотки 14 трансформатора 12 через трансформатор 8.4 и однофазный диодный мост 8.3 прикладывается к конденсатору 8.2 и в цепях управления тиристоров 7.2 протекает ток. Резисторы 8.1 обеспечивают равенство токов параллельно соединенных управляющих электродов тиристоров 7.2. Конденсатор 8.2 ограничивает пульсации этих токов. При замкнутом контакте 16 в схеме фиг. 2 к обмотке реле 8.2 прикладывается напряжение, реле включено, замкнуты его контакты 8.3 и в цепях управляющих электродов тиристоров 7.2 протекает ток. Резисторы 7.3 ограничивают ток управления тиристоров 7.2, которые периодически включаются и к обмоткам 5 прикладывается напряжение сети 1. После этого, на обмотках 6 трансформатора 4 появляется напряжение, которое выпрямляется выпрямителем 9 прикладывается к электродвигателю 10, он вращается и обеспечивает передвижение транспортного средства. При переводе выключателя с контактом 16 в положение "Выключено", размыкается контакт 16, прекращается ток управления тиристоров 7.2, их силовые цепи размыкаются, снимается напряжение с трансформатора 4 и, соответственно, с электродвигателя 10 и он перестает вращаться. После этого, напряжение сети 1 поступает только на трансформатор 12.

При переводе в положение "Включено" выключателя электродвигателя 11, который обеспечивает перемещение рабочих органов (перемещение грузоподъемника и т.п.), замыкается контакт 17 и дальше электроустановка работает в такой же последовательности, как и после замыкания контакта 16.3

Использование: в системах управления напольного безрельсового электрифицированного транспорта. Сущность изобретения: устройство содержит электродвигатели, выпрямитель, силовой трансформатор, трансформатор управления, переключатели переменного напряжения с блоком управления. Эти элементы подключены к сети переменного напряжения через гибкий кабель и коммутационный аппарат. Новыми элементами являются трансформатор управления и переключатели переменного напряжения. Технический результат - экономия электроэнергии и повышение коэффициента мощности электроустановок напольного транспорта. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Электроустановка транспортного средства, содержащая силовой трансформатор, первичные обмотки которого посредством гибкого кабеля подключены к питающей сети переменного напряжения, а вторичные обмотки предназначены для подключения через выпрямитель к обмоткам электродвигателей, блок управления включением электродвигателей, связанный с первичными обмотками силового трансформатора через выходы переключателей переменного напряжения, выключатели электродвигателей и элемент потенциальной развязки, отличающаяся тем, что элемент потенциальной развязки выполнен в виде однофазного трансформатора, подключен входом к первичным обмоткам силового трансформатора, выходом к входу блока управления включением электродвигателей через параллельно соединенные контакты их выключателей. 2. Электроустановка по п.1, отличающаяся тем, что блок управления включением электродвигателей содержит однофазный диодный мост, конденсатор, токовыравнивающие резисторы и трансформатор, выводами первичной обмотки которого образован вход блока, а вторичная обмотка подключена к одной соответствующей диагонали моста, другая диагональ которого зашунтирована конденсатором и первым выводом подключена к первым выводам токовыравнивающих резисторов, вторыми выводами которых и вторым выводом другой диагонали однофазного диодного моста образованы выходы блока, предназначенные для соединения с входами переключателей переменного напряжения. 3. Электроустановка по п.1, отличающаяся тем, что блок управления включением электродвигателей содержит однофазный диодный мост и реле, обмотка которого подключена к одной соответствующей диагонали однофазного диодного моста, выводами другой диагонали которого образован вход блока, а выводами замыкающих контактов реле образованы выходы блока.