ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РЕЛЬСОВЫЙ ТОРМОЗ Российский патент 2008 года по МПК B61H7/08 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а точнее к тормозным устройством подвижного состава.

Известны электромагнитные рельсовые тормоза (ЭМРТ), содержащие магнитопроводы с обмотками, причем магнитопроводы снабжены полюсными наконечниками, а магнитопроводы выполнены из отдельных изолированных друг от друга пластин (см., например, а.с. СССР N 334108, МПК В61Н 7/08, 1969 г., а.с. СССР N 518404, МПК В61Н 7/08, 1975 г., а.с. СССР N 740578, МПК В61Н 7/08, 1976 г.).

Функциональные возможности данных ЭМРТ ограничены. Это - недостаток этих электромагнитных рельсовых тормозов.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является электромагнитный рельсовый тормоз, содержащий магнитопровод с обмоткой, при этом магнитопровод выполнен из отдельных С-образных стальных пластин и расположенных одна внутри другой по типу «матрешки» и имеет пазы с двух сторон для размещения катушек обмотки, причем магнитопровод снабжен полюсными наконечниками (см., например, а.с. СССР N 244376, МПК Н04L 17/18, 1969 г.). Данный ЭМРТ выбран нами в качестве прототипа.

Функциональные возможности данного ЭМРТ ограничены из-за того, что он неспособен работать в качестве дополнительного тягового электродвигателя. Это - недостаток прототипа.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка и разработка электромагнитного рельсового тормоза с расширенными функциональными возможностями.

Решение технической задачи достигается тем, что в электромагнитном рельсовом тормозе, содержащем магнитопровод с обмоткой, при этом магнитопровод выполнен из стальных пластин С-образной формы, изолированных друг от друга и расположенных одна внутри другой по типу «матрешки», и имеет пазы с двух сторон для размещения катушек обмотки, причем магнитопровод снабжен полюсными наконечниками, согласно изобретению электромагнитный рельсовый тормоз снабжен коммутирующим устройством, контакты которого могут подключать катушки обмотки или к источнику постоянного напряжения с образованием электромагнитов противоположной полярности как поперек, так и вдоль магнитопровода, при этом полюсное деление электромагнитов вдоль магнитопровода больше полюсного деления электромагнитов, расположенных в поперечном направлении, или к источнику переменного трехфазного напряжения, при этом катушки обмотки образуют в продольном направлении прямые порядки следования фаз.

Выполнение ЭМРТ с коммутирующим устройством, контакты которого могут подключать катушки обмотки или к источнику постоянного напряжения с образованием электромагнитов противоположной полярности как поперек, так и вдоль магнитопровода, при этом полюсное деление электромагнитов вдоль магнитопровода больше полюсного деления электромагнитов, расположенных в поперечном направлении, или к источнику переменного трехфазного напряжения, при этом катушки обмотки образуют в продольном направлении прямые порядки следования фаз.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает схематично поперечное сечение электромагнитного рельсового тормоза;

фиг.2 - продольное сечение электромагнитного рельсового тормоза;

фиг.3 - общий вид ЭМРТ (аксонометрия) с указанием путей замыкания магнитного потока.

Электромагнитный рельсовый тормоз (фиг.1) содержит магнитопровод, образованный из пластин С-образной формы 1, к которому прикреплены полюсные наконечники 2, и обмотку, расположенную в пазах магнитопровода и состоящую из отдельных катушек 3. Рельс на фиг.1 обозначен позицией 4.

На фиг.2 показано продольное сечение электромагнитного тормоза. Все обозначения на фиг.2 те же, что и на фиг.1.

Пути замыкания магнитного потока в продольных и поперечных направлениях через сердечник 1, полюсные наконечники 2 и рельс 4 показаны штриховыми линиями на фиг.3. Здесь обозначены буквами A, Z, В, X... фазы источника трехфазного напряжения.

Фиг.4 изображает схему подключения коммутирующим устройством катушек 3 обмотки ЭМРТ к источнику постоянного напряжения. Направление протекания тока I по катушкам 3 обмотки обозначено стрелками. Буквами N и S обозначена полярность полюсов ЭМРТ. Видно, что в продольном направлении для увеличения полюсного деления ЭМРТ половина электромагнитов магнитопровода с каждой стороны имеет одну, а вторая половина - противоположную полярность. В поперечном направлении полюса электромагнитов противоположной полярности расположены друг против друга в любом поперечном сечении.

Фиг.5 изображает схему подключения коммутирующим устройством катушек 3 обмотки ЭМРТ к источнику трехфазного напряжения в том же порядке, как показано на фиг.3.

Фиг.6 показывает порядок подключения катушек 3 обмотки ЭМРТ при помощи контактов 5-34 коммутирующего устройства к источнику постоянного или трехфазного напряжения.

Рассмотрим принцип работы данного электромагнитного рельсового тормоза.

При опускании ЭМРТ на рельс, например, при помощи пневмоцилиндра (на чертежах не показан), подключаются катушки 3 обмотки к источнику постоянного напряжения по схеме (фиг.4). Для этого замыкаются контакты 5, 6 и 7-17 (фиг.6). Остальные контакты остаются разомкнутыми. Ток, текущий по катушкам 3 обмотки тормоза, будет создавать магнитный поток, составляющие которого будут замыкаться в продольном направлении от северных полюсов N (фиг.4) к южным S и в поперечном направлении от северных полюсов N к южным S. Полюсное деление ЭМРТ в продольном направлении будет достаточно большим и, если катушки обмотки ЭМРТ будут подключены до опускания его на рельс, то этот поток будет пересекать рельс через воздушный зазор и он будет работать как вихретоковый тормоз, при этом будет уменьшаться время срабатывания ЭМРТ. Притянутый к рельсу ЭМРТ будет оказывать эффективное торможение поезда за счет замыкания магнитного потока в продольном и поперечном направлениях. При этом длина тормозного пути и время торможения поезда сокращаются.

Если катушки 3 обмотки электромагнитного рельсового тормоза подключить к источнику трехфазного напряжения так, что порядок следования фаз вдоль ЭМРТ будет таким: A; Z; В; X; С; Y, как это показано на фиг.3 и фиг.5, то будет создаваться бегущее магнитное поле, составляющие которого будут замыкаться как в продольном, так и в поперечном направлениях (пути замыкания бегущего магнитного поля обозначены штриховыми линиями). Для этого замыкаются следующие контакты коммутирующего устройства (фиг.6): 18, 19, 20 и 21-34. Остальные контакты разомкнуты. Бегущее магнитное поле пересекает рельс и наводит в нем вихревые токи. Вихревые токи будут взаимодействовать с бегущим магнитным полем и в результате будет создаваться тяговое усилие, которое будет повышать тяговые свойства поезда. Замыкание части силовых линий магнитного поля в продольном направлении позволяет взаимодействовать индуктору ЭМРТ и рельсу при достаточно больших зазорах между ними (30-50 мм). В этом случае ЭМРТ будет работать как дополнительный тяговый двигатель, а также как догружатель, увеличивающий сцепление колес с рельсами. При изменении порядка следования фаз (меняются выводы любых двух фаз местами) ЭМРТ работает как тормоз в режиме противовключения.

За счет замыкания магнитного потока ЭМРТ в продольном направлении, что достигается конструкцией магнитопровода и схемой подключения катушек его обмотки к источнику постоянного напряжения, предложенное устройство будет работать более эффективно, снижено время подготовки его к работе и достигнута возможность его использования в качестве вихретокового тормоза. При взаимодействии бегущего магнитного поля в продольном и поперечном направлениях, что достигается схемой подключения катушек обмотки ЭМРТ к источнику трехфазного напряжения, с токами в рельсах, устройство будет работать как дополнительный тяговый двигатель. Данное обстоятельство расширяет функциональные возможности данного ЭМРТ по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано в тормозных устройствах подвижного состава. Устройство содержит магнитопровод с обмоткой, коммутирующее устройство. Магнитопровод выполнен из стальных пластин С-образной формы, изолированных друг от друга и расположенных одна внутри другой по типу «матрешки», и имеет пазы с двух сторон для размещения катушек обмотки. Магнитопровод снабжен полюсными наконечниками. Коммутирующее устройство подключает катушки обмотки тормоза или к источнику постоянного или к источнику переменного трехфазного напряжения. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. 6 ил.

Электромагнитный рельсовый тормоз, содержащий магнитопровод с обмоткой, при этом магнитопровод выполнен из стальных пластин «С»-образной формы, изолированных друг от друга и расположенных одна внутри другой по типу «матрешки», и имеет пазы с двух сторон для размещения катушек обмотки, причем магнитопровод снабжен полюсными наконечниками, отличающийся тем, что электромагнитный рельсовый тормоз снабжен коммутирующим устройством, контакты которого могут подключать катушки обмотки или к источнику постоянного напряжения с образованием электромагнитов противоположной полярности как поперек, так и вдоль магнитопровода, при этом полюсное деление электромагнитов, расположенных вдоль магнитопровода больше полюсного деления электромагнитов, расположенных в поперечном направлении, или к источнику переменного трехфазного напряжения, при этом катушки обмотки образуют в продольном направлении прямые порядки следования фаз.