КОМПЛЕКС ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВАГОНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК B60L1/00 B61D43/00 

Заявляемое изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств с кондиционированием воздуха, а именно к способам и устройствам для управления и регулировки при подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств, например в поездах, без электротяги.

Известны устройства для электроснабжения вагонов с клиноременными приводами вагонных генераторов, работающие: от торца оси колесной пары (СССР, В 61 D 29/00, авторские свидетельства №№398435, 893650, 1126478, 1126479, 1791224, 2104193; РФ, В 60 L 1/00, свидетельство №16109) и от средней части колесной пары (Терешкин Л.В. кн. "Приводы генераторов пассажирских вагонов", изд. "Транспорт", М., 1968, с.6-8, рис.4; Морозов И.А. и др. кн. "Цельнометаллические, пассажирские вагоны", изд. "Машиностроение", М., 1965, с.169-170, фиг.87, "Текстропный привод от средней части оси").

Из указанных источников за прототип принято свидетельство РФ №16109, В 60 L 1/00 от 09.10.2000 г. на "Комплекс электроснабжения вагона с кондиционированием воздуха", содержащий два одинаковых шарнирно подвешенных к разным тележкам (6, 7) трехфазных генератора (1, 2) с регуляторами (9, 10) напряжения и клиноременными приводами (4) от середины осей (3) колесных пар, задатчик (27) преимущественного нагружения того генератора, верхняя ветвь привода которого при одном из направлений движения вагона имеет от натяжного устройства наибольшее натяжение клиновых ремней (4) между ведомым и ведущим (5) шкивами, выполненный в виде двух блоков-определителей (27.1 и 27.2) чередования фаз генераторов, вход каждого из которых подключен к фазным обмоткам (1.1 и 2.1) соответствующего генератора, а выходы - к блоку автоматики (11) вагона; входы последнего подключены к датчикам параметров вагона, а выходы - к коммуникационным аппаратам управления генераторами, выпрямителями (17, 18) и потребителями (22, 24...26) электроэнергии в вагоне, фазные обмотки (1.1 и 2.1) генераторов подключены к выпрямителям (17 и 18), а выпрямители и аккумуляторная батарея (8) через датчики (19...21) тока подключены параллельно к общим шинам (12, 13) вагона. Входы регуляторов напряжения (9, 10) подключены к фазным обмоткам (1.1 и 2.1) генераторов, а выходы - к обмоткам возбуждения (1.2 и 2.2) генераторов.

Недостатком данного прототипа является то, что смонтированные на торцах осей колесных пар ведущие шкивы должны вращать, как явствует из описания полезной модели, роторы генераторов одновременно в разных направлениях, что соответствует расположению генераторов роторами в разные стороны относительно корпусов генераторов.

Задачей предложения является расширение технологических возможностей расстановки под вагоном генераторов комплекса и упрощение замены в гибкой передаче клиновых ремней при их износе.

Вариант 1. Для этого комплекс электроснабжения вагона содержит два одинаковых шарнирно подвешенных к разным тележкам трехфазных генератора с регуляторами напряжения и клиноременными приводами от середины осей колесных пар, задатчик преимущественного нагружения того генератора, верхняя ветвь привода которого при одном из направлений движения вагона имеет от натяжного устройства наибольшее натяжение клиновых ремней между ведомым и ведущим шкивами, выполненный в виде двух блоков-определителей чередования фаз генераторов, вход каждого из которых подключен к фазным обмоткам соответствующего генератора, а выходы - к блоку автоматики вагона, входы последнего подключены к датчикам параметров вагона, а выходы - к коммуникационным аппаратам управления: генераторами, выпрямителями и потребителями электроэнергии в вагоне, фазные обмотки генераторов подключены к выпрямителям, а выпрямители и аккумуляторная батарея через датчики тока подключены параллельно к общим шинам вагона. Новым является то, что ведомые шкивы установлены односторонне относительно корпусов генераторов на вращаемых одновременно в одном направлении хвостовиках роторов.

Вариант 2. Комплекс электроснабжения вагона содержит два одинаковых шарнирно подвешенных к разным тележкам трехфазных генератора с регуляторами напряжения и клиноременными приводами от середины осей колесных пар, задатчик преимущественного нагружения того генератора, верхняя ветвь привода которого при одном из направлений движения вагона имеет от натяжного устройства наибольшее натяжение клиновых ремней между ведомым и ведущим шкивами, выполненный в виде двух блоков-определителей чередования фаз генераторов, вход каждого из которых подключен к фазным обмоткам соответствующего генератора, а выходы - к блоку автоматики, входы которого подключены к датчикам параметров вагона, а выходы - к коммуникационным аппаратам управления: генераторами, выпрямителями и потребителями электроэнергии в вагоне, фазные обмотки генераторов подключены к выпрямителям, а выпрямители и аккумуляторная батарея через датчики тока подключены параллельно к общим шинам вагона. Новым является то, что смонтированные на средних частях осей колесных пар ведущие шкивы соединены посредством разъемных клиновых ремней с ведомыми шкивами роторов трехфазных генераторов.

Кроме того, на параллельных поверхностях концов каждого клинового ремня закреплены звенья карданной цепи, соединенные между собой валиковым звеном втулочно-роликовой цепи, расположенным в канавке шкива с зазором.

Технический результат выразится в следующем.

Варианты 1, 2.

Одностороннее закрепление относительно корпусов генераторов ведомых шкивов на вращаемых одновременно в одном направлении хвостовиков роторов расширяет технологические возможности монтажа под вагоном генераторов комплекса.

Соединение смонтированных на средних частях осей колесных пар ведущих шкивов посредством разъемных клиновых ремней с ведомыми шкивами позволит непосредственно в составе поезда заменять в гибком приводе изношенные ремни на новые.

Наличие узла соединения конечного клинового ремня в бесконечный обеспечит в случае выхода из строя клиновых ремней их замену.

На прилагаемых чертежах изображены части заявляемого комплекса.

На фиг.1 - схема расположения генераторов под противостоящими концами вагонных тележек;

На фиг.2 - схема клиноременного привода от средней части оси колесной пары;

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.2 ведущего шкива;

На фиг.4 - электрическая схема комплекса электроснабжения, обеспечивающая избирательность включения в нагрузку одного из двух генераторов;

На фиг.5, 6 - узел соединения конечного клинового ремня в бесконечный.

Варианты 1, 2.

Комплекс электроснабжения вагона содержит электрически связанные, шарнирно подвешенные к противостоящим балкам тележек 1 и 2, два одинаковых трехфазных генератора 3, 4 с ведомыми шкивами 5, 6, односторонне закрепленными относительно корпусов генераторов на вращаемых одновременно в одном направлении хвостовиках роторов.

Каждый ведомый шкив 5 соединен разъемными клиновыми ремнями 7 с установленным на средней части оси 8 колесной пары ведущим шкивом 9, который состоит из ступицы и венца. Соединение ведущего шкива представлено на фиг.3.

Ступица 10 напрессовывается на ось колесной пары, в свою очередь венец 11 устанавливается на ступицу и центрируется цанговыми втулками 12 с целью компенсации зазора между соединяемыми частями. Обе части сжимаются кольцами 13 с двух сторон при помощи болтов 14 и корончатых гаек 15. Резьбовое соединение фиксируется тарельчатой пружиной 16.

Верхняя ветвь 17 одного из двух приводов в избранном направлении движения вагона имеет наибольшую тяговую способность, т.к. ведущая сила ее натяжения, воздействующая на шкив 5 (фиг.2), относительно шарнира 19 подвески 20 увеличивается на величину реактивного момента от генератора 3.

Натяжение ремней привода осуществляется воздействием усилия на корпус генератора от натяжного устройства 21, шарнирно соединенного с кронштейнами рамы тележки.

В нижней ведущей ветви 18 привода воздействие реактивного момента от генератора 3, при съеме с него электрической мощности, приводит к уменьшению натяжения ремней.

Корпус каждого генератора соединен с тележкой посредством параллельных подвесок 20 и шарниров 19 с возможностью поворота в плоскости ременной передачи.

Для упрощения замены клиновых ремней в приводе на параллельных поверхностях концов каждого клинового ремня посредством винтов 22 закреплены звенья 23, соединенные между собой валиковым звеном 24 втулочно-роликовой цепи. Наружные пластины 25 валикового звена и звенья 23 карданной цепи в канавке шкива расположены с зазором 26 (фиг.5, 6).

Комплекс электроснабжения вагона содержит: регуляторы напряжения 27, 28, входы которых подключены к фазным обмоткам 3.1 и 4.1 генераторов, а выходы - к обмоткам возбуждения 3.2 и 4.2 генераторов; задатчик 29 преимущественного нагружения того генератра, верхняя ветвь привода которого при одном из направлений движения вагона имеет от натяжного устройства 21 (фиг.2) наибольшее натяжение клиновых ремней между ведомым и ведущим шкивами, выполненный в виде двух блоков-определителей 29.1 и 29.2 чередования фаз генераторов, вход каждого из которых подключен к фазным обмоткам 3.1 и 4.1, а выходы - к блоку автоматики 30, входы которого подключены к датчикам 31...33 тока, а выходы - к коммутационным аппаратам (обозначены позициями 27, 28, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2) управления: генераторами 3, 4, выпрямителями 34, 35 и потребителями 36...40 электроэнергии в вагоне. Фазные обмотки 3.1 и 4.1 генераторов подключены к выпрямителям 34, 35, а выпрямители и аккумуляторная батарея 41 через датчики тока 31...33 подключены параллельно к общим шинам 42, 43 вагона.

Увеличение тяговой способности клиноременного привода достигается переключением в нагрузку того генератора, у которого верхняя ветвь клиновых ремней работает с большим натягом.

При движении вагона, как показано стрелкой на фиг.1, и достижении требуемой по техническим условиям скорости его движения генератор 3 привода, верхняя ветвь 17 которого является ведущей, посредством блока-определителя 29.1 избирательно включается в нагрузку в цепь 44 потребителя. Привод другого генератора в это время работает вхолостую.

При внезапном увеличении нагрузки, вызванной включением в электроцепь потребителей, мощность которых превышает мощность генератора 3, автономно посредством блока-определителя 29.2 подключается через электроцепь 44 в нагрузку генератор 4 с ведущей нижней ветвью. Генератор 4 работает при мощности ниже номинальной, а при отсутствии нагрузки - в холостом режиме.

При перемене направления движения вагона преимущественная нагрузка в результате переключения электроцепи задатчиком 29 переходит на генератор 4, т.к. в его приводе верхняя ветвь становится ведущей. Так задается посредством электросхемы очередность включения в нагрузку ведущей ветви гибкого привода, позволяющая уменьшить проскальзывание клиновых ремней в обеих передачах заявляемого комплекса.

Замена вышедших из строя клиновых ремней производится непосредственно под вагоном без его отцепки от состава.

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств с кондиционерами воздуха. В обоих вариантах комплекс содержит два одинаковых шарнирно подвешенных к разным тележкам трехфазных генератора. Каждый из генераторов выполнен с регулятором напряжения и клиноременным приводом. Имеется задатчик преимущественного нагружения генератора, верхняя ветвь привода которого при одном из направлений движения вагона имеет от натяжного устройства наибольшее натяжение клиновых ремней между ведомым и ведущим шкивами. Задатчик выполнен в виде двух блоков-определителей чередования фаз генераторов, вход каждого из которых подключен к фазным обмоткам соответствующего генератора, а выход - к блоку автоматики. Входы блока автоматики подключены к датчикам тока, а выходы - к коммутационным аппаратам управления генераторами, выпрямителями и потребителями электроэнергии в вагоне. Фазные обмотки генераторов подключены к выпрямителям, а выпрямители и аккумуляторная батарея через датчики тока подключены параллельно к общим шинам вагона. Ведущие шкивы клиноременных приводов смонтированы на средних частях осей соответствующих колесных пар. Кроме того, по первому варианту ведомые шкивы установлены односторонне относительно корпусов трехфазных генераторов на вращаемых одновременно в одном направлении хвостовиках роторов. По второму варианту ведущие шкивы клиноременных приводов соединены с ведомыми шкивами, установленными на хвостовиках роторов трехфазных генераторов посредством разъемных клиновых ремней. Группа изобретений расширяет технологические возможности расстановки под вагоном генераторов комплекса и упрощает замену в гибкой передаче клиновых ремней при их износе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Комплекс электроснабжения вагона, содержащий два одинаковых шарнирно подвешенных к разным тележкам трехфазных генератора, каждый из которых выполнен с регулятором напряжения и клиноременным приводом, задатчик преимущественного нагружения генератора, верхняя ветвь привода которого при одном из направлений движения вагона имеет от натяжного устройства наибольшее натяжение клиновых ремней между ведомым и ведущим шкивами, выполненный в виде двух блоков-определителей чередования фаз генераторов, вход каждого из которых подключен к фазным обмоткам соответствующего генератора, а выход - к блоку автоматики, входы которого подключены к датчикам тока, а выходы - к коммутационным аппаратам управления генераторами, выпрямителями и потребителями электроэнергии в вагоне, фазные обмотки генераторов подключены к выпрямителям, а выпрямители и аккумуляторная батарея через датчики тока подключены параллельно к общим шинам вагона, отличающийся тем, что ведущие шкивы клиноременных приводов смонтированы на средних частях осей соответствующих колесных пар, а ведомые шкивы установлены односторонне относительно корпусов трехфазных генераторов на вращаемых одновременно в одном направлении хвостовиках роторов.2. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что на параллельных поверхностях концов каждого клинового ремня закреплены звенья карданной цепи, соединенные между собой валиковым звеном втулочно-роликовой цепи, расположенным в канавке шкива с зазором.3. Комплекс электроснабжения вагона, содержащий два одинаковых шарнирно подвешенных к разным тележкам трехфазных генератора, каждый из которых выполнен с регулятором напряжения и клиноременным приводом, задатчик преимущественного нагружения генератора, верхняя ветвь привода которого при одном из направлений движения вагона имеет от натяжного устройства наибольшее натяжение клиновых ремней между ведомым и ведущим шкивами, выполненный в виде двух блоков-определителей чередования фаз генераторов, вход каждого из которых подключен к фазным обмоткам соответствующего генератора, а выход - к блоку автоматики, входы которого подключены к датчикам тока, а выходы - к коммутационным аппаратам управления генераторами, выпрямителями и потребителями электроэнергии в вагоне, фазные обмотки генераторов подключены к выпрямителям, а выпрямители и аккумуляторная батарея через датчики тока подключены параллельно к общим шинам вагона, отличающийся тем, что ведущие шкивы клиноременных приводов смонтированы на средних частях осей соответствующих колесных пар и соединены с ведомыми шкивами, установленными на хвостовиках роторов трехфазных генераторов посредством разъемных клиновых ремней.4. Комплекс по п.3, отличающийся тем, что на параллельных поверхностях концов каждого клинового ремня закреплены звенья карданной цепи, соединенные между собой валиковым звеном втулочно-роликовой цепи, расположенным в канавке шкива с зазором.