Настоящее изобретение относится к транспортной системе, преимущественно к рельсовой транспортной системе, например монорельсовой подвесной дороге, включающей систему проводников, содержащую по меньшей мере один питающий проводник, соединенный с источником питания, по меньшей мере одну транспортную тележку, установленную с возможностью перемещения относительно системы проводников вдоль транспортного пути, и по меньшей мере одно устройство для бесконтактной передачи энергии от системы проводников к транспортной тележке.
Подобные транспортные системы известны из уровня техники.
Из уровня техники известны, прежде всего, такие транспортные системы, в которых система проводников включает проходящий вдоль транспортного пути питающий проводник и соединенный с ним последовательно обратный проводник, проходящий в обратном направлении, в основном, параллельно питающему проводнику вдоль транспортного пути. Подобная транспортная система показана на фиг.1 и 2. Образованная питающим проводником и обратным проводником система проводников подобной транспортной системы имеет высокую индуктивность, обусловленную сравнительно большим расстоянием между питающим проводником и обратным проводником. При размещении обратного проводника вблизи ходового рельса транспортной системы в нем индуцируются вихревые токи, следствием которых являются тепловые (джоулевы) потери тока.
В других известных из уровня техники транспортных системах в качестве обратного проводника используется сам ходовой рельс транспортной системы. Подобная транспортная система показана на фиг.3 и 4. В подобных транспортных системах сила протекающего по ходовому рельсу тока равна силе тока в питающем проводнике, следствием чего являются высокие тепловые потери тока в ходовом рельсе.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработки транспортной системы указанного в начале описания типа, в которой стационарная проводниковая петля обладала бы как можно меньшей индуктивностью при поддержании как можно меньших омических (активных) потерь.
В транспортной системе, характеризуемой признаками ограничительной части п.1 формулы изобретения, указанную задачу в соответствии с изобретением предлагается решить за счет использования по меньшей мере одного индукционного проводника, который по меньшей мере на отдельных участках расположен рядом с питающим проводником таким образом, чтобы проходящий в питающем проводнике электрический ток создавал в индукционном проводнике индукционный ток, причем индукционный проводник имеет по меньшей мере два концевых участка, замкнутых друг с другом накоротко, и/или выполнен в виде замкнутого кольца.
Благодаря наличию такого индукционного проводника, который расположен вблизи питающего проводника, в предлагаемой в изобретении транспортной системе уменьшается индуктивность стационарной проводниковой петли, охватывающей питающий проводник. В предлагаемой в изобретении транспортной системе не требуется использовать обратный проводник, проходящий параллельно питающему проводнику вдоль транспортного пути, благодаря чему предлагаемую в изобретении транспортную систему можно выполнять при меньших материалоемкости транспортной системы и затратах на ее монтаж.
Кроме того, сила тока, наводимого в индукционном проводнике, всегда меньше силы тока, проходящего через питающий проводник, благодаря чему уменьшаются джоулевы или тепловые потери, возникающие в индукционном проводнике.
В одном из наиболее предпочтительных вариантов выполнения предлагаемой в изобретении транспортной системы предусмотрено замыкание двух концевых участков индукционного проводника накоротко посредством короткозамыкающего, или закорачивающего, проводника. Благодаря этому короткозамкнутое соединение концевых участков индукционного проводника обеспечено даже в том случае, когда этот проводник не имеет формы замкнутого кольца.
Питающий проводник системы проводников имеет предпочтительно путевой отрезок, проходящий, в основном, вдоль транспортного пути.
В этом случае целесообразно, чтобы индукционный проводник по меньшей мере на отдельных участках проходил вдоль путевого отрезка питающего проводника.
Кроме того, питающий проводник может иметь первый подводящий отрезок, соединяющий путевой отрезок питающего проводника с первым выводом источника питания.
В этом случае для уменьшения индуктивности системы проводников предпочтительно, чтобы короткозамыкающий проводник имел первый отрезок, который по меньшей мере на отдельных участках проходит вдоль первого подводящего отрезка питающего проводника.
Особенно низкая индуктивность системы проводников достигается в случае, если первый подводящий отрезок питающего проводника и первый отрезок короткозамыкающего проводника по меньшей мере на отдельных участках проложить совместно в многожильном питающем кабеле.
При этом особенно выгодным является такое расположение проводников, когда в многожильном питающем кабеле первый подводящий отрезок питающего проводника проложен по меньшей мере двумя жилами, а первый отрезок короткозамыкающего проводника - по меньшей мере одной жилой, которая расположена, если смотреть в окружном направлении питающего кабеля, между двумя жилами, представляющими собой первый подводящий отрезок питающего проводника.
Рациональным является также такое расположение проводников, когда в многожильном питающем кабеле первый отрезок короткозамыкающего проводника проложен по меньшей мере двумя жилами, а первый подводящий отрезок питающего проводника - по меньшей мере одной жилой, которая расположена, если смотреть в окружном направлении питающего кабеля, между двумя жилами, представляющими собой первый отрезок короткозамыкающего проводника.
Согласно одному из предпочтительных вариантов выполнения предлагаемой в изобретении транспортной системы питающий проводник имеет второй подводящий отрезок, соединяющий путевой отрезок со вторым выводом источника питания.
В этом случае для уменьшения индуктивности системы проводников предпочтительно, чтобы короткозамыкающий проводник имел второй отрезок, который по меньшей мере на отдельных участках проходит вдоль второго подводящего отрезка питающего проводника.
Особенно низкая индуктивность системы проводников достигается в случае, если второй подводящий отрезок питающего проводника и второй отрезок короткозамыкающего проводника по меньшей мере на отдельных участках проложить совместно в многожильном питающем кабеле.
При этом особенно выгодным является такое расположение проводников, когда в многожильном питающем кабеле второй подводящий отрезок питающего проводника проложен по меньшей мере двумя жилами, а второй отрезок короткозамыкающего проводника - по меньшей мере одной жилой, которая расположена, если смотреть в окружном направлении питающего кабеля, между двумя жилами, представляющими собой второй подводящий отрезок питающего проводника.
Рациональным является также такое расположение проводников, когда в многожильном питающем кабеле второй отрезок короткозамыкающего проводника проложен по меньшей мере двумя жилами, а второй подводящий отрезок питающего проводника - по меньшей мере одной жилой, которая расположена, если смотреть в окружном направлении питающего кабеля, между двумя жилами, представляющими собой второй отрезок короткозамыкающего проводника.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения предлагаемой в изобретении транспортной системы первый отрезок короткозамыкающего проводника и его второй отрезок предлагается соединить друг с другом вблизи соединительных клемм источника питания.
Для обеспечения минимальной длины отрезков короткозамыкающего проводника вместо рассмотренного выше варианта можно предусмотреть вариант, в котором короткозамыкающий проводник имеет первый отрезок и второй отрезок, соединенные друг с другом в точке контакта, удаленной от источника питания.
В этом случае предпочтительно, чтобы питающий проводник имел первый подводящий отрезок, имеющий подотрезок (часть отрезка), проходящий из зоны точки контакта к первому выводу источника питания.
Кроме того, в этом случае целесообразно использовать питающий проводник со вторым подводящим отрезком, имеющим подотрезок (часть отрезка), проходящий из зоны точки контакта ко второму выводу источника питания.
Таким образом можно понизить индуктивность системы проводников, включающей в себя оба подводящих отрезка питающего проводника.
Особенно низкая индуктивность такой системы проводников достигается в случае, если подотрезок первого подводящего отрезка питающего проводника и подотрезок второго подводящего отрезка питающего проводника по меньшей мере на отдельных участках проложены совместно в многожильном питающем кабеле.
Индукционный проводник предлагаемой в изобретении транспортной системы может быть выполнен, например, цельным.
Однако в другом варианте индукционный проводник может содержать несколько отрезков, имеющих по меньшей мере по два концевых участка, причем по меньшей мере один концевой участок первого отрезка индукционного проводника электрически соединен по меньшей мере с одним концевым участком второго отрезка индукционного проводника. Подобный вариант выполнения индукционного проводника в особенности подходит для транспортной системы, имеющей протяженный и/или разветвленный транспортный путь.
При этом по меньшей мере один концевой участок первого отрезка индукционного проводника и по меньшей мере один концевой участок второго отрезка индукционного проводника могут быть электрически соединены друг с другом отдельным соединительным проводником.
Однако вместо этого варианта или в дополнение к нему по меньшей мере один концевой участок первого отрезка индукционного проводника может быть электрически соединен по меньшей мере с одним концевым участком второго отрезка индукционного проводника посредством токопроводящего узла крепления.
Подобный токопроводящий узел крепления может быть образован, в частности, металлической конструкцией, поддерживающей транспортный путь.
В соответствии со следующим предпочтительным вариантом выполнения предлагаемой в изобретении транспортной системы каждый концевой участок каждого отрезка индукционного проводника может быть электрически соединен по меньшей мере с одним концевым участком того же отрезка индукционного проводника или другого отрезка индукционного проводника.
Целесообразно также, чтобы индукционный проводник и питающий проводник транспортной системы были гальванически развязаны между собой. В этом случае, в частности, индукционный проводник не используется как обратный проводник системы проводников транспортной системы.
Выше не приводилось более подробных сведений относительно выполнения индукционного проводника предлагаемой в изобретении транспортной системы.
В принципе, для изготовления индукционного проводника пригоден любой материал, обладающий достаточной электропроводностью.
Индукционный проводник предпочтительно изготавливать из материала, являющегося неферромагнитным.
Кроме того, предпочтительно, чтобы индукционный проводник содержал элемент, который по меньшей мере на отдельных участках выполнен в виде профильного элемента, т.е. продольно вытянутого элемента с практически постоянным поперечным сечением.
В наиболее предпочтительных вариантах выполнения предлагаемой в изобретении транспортной системы профильный элемент по меньшей мере на отдельных участках имеет, по существу, U-образное (швеллерное) поперечное сечение или, по существу, двутавровое поперечное сечение.
В частности, питающий проводник системы проводников предпочтительно расположить примерно, в основном, посередине между двумя полками U-образного в сечении профильного элемента.
Кроме того, индукционный проводник может иметь элемент, который по меньшей мере на отдельных участках выполнен в виде ходового рельса, на котором установлена транспортная тележка транспортной системы. Тем самым согласно этому варианту осуществления изобретения ходовой рельс транспортной системы можно использовать в качестве ее индукционного проводника, благодаря чему нет необходимости дополнительно к ходовому рельсу предусматривать еще один элемент в качестве индукционного проводника.
Согласно другому варианту можно также предусмотреть оснащение транспортной системы отдельным от индукционного проводника ходовым рельсом, по которому перекатываются опорные ролики транспортной тележки, и/или отдельным от индукционного проводника направляющим рельсом, по которому перекатываются направляющие ролики транспортной тележки.
Кроме того, индукционный проводник может содержать элемент, который по меньшей мере на отдельных участках выполнен из алюминия или алюминиевого сплава.
В частности, индукционный проводник может содержать элемент, образованный профилем из алюминия или из алюминиевого сплава.
Этот профильный элемент, в частности, может одновременно выполнять функции ходового рельса транспортной системы и/или средства крепления для питающего проводника транспортной системы.
В соответствии еще с одним предпочтительным вариантом выполнения предлагаемой в изобретении транспортной системы содержащаяся в ней система проводников не имеет обратного проводника, что позволяет значительно снизить материалоемкость транспортной системы и затраты на ее монтаж по сравнению с транспортными системами, имеющими обратный проводник.
Источник питания транспортной системы может, в частности, содержать генератор повышенной частоты.
В частности, генератор повышенной частоты может подавать в питающий проводник переменный ток повышенной частоты, например, в интервале примерно от 15 до 30 кГц.
Транспортный путь в предлагаемой в изобретении системе может быть выполнен, в основном, прямолинейным.
Однако согласно другому варианту существует также возможность придавать транспортному пути изогнутую форму, в частности форму, характеризующуюся наличием нескольких криволинейных отрезков, выполненных, например, в основном, в виде четверти окружности.
Индукционный проводник предлагаемой в изобретении транспортной системы, проходящий предпочтительно, в основном, параллельно транспортному пути транспортной системы, в этих случаях также предпочтительно выполнять изогнутым.
Благодаря криволинейности транспортного пути и индукционного проводника концевые участки индукционного проводника можно расположить максимально близко друг к другу, что обеспечивает наименьшую длину короткозамыкающего проводника, накоротко замыкающего концевые участки индукционного проводника.
Кроме того, транспортный путь предлагаемой в изобретении транспортной системы может быть разветвленным, т.е. может иметь несколько отрезков.
В этом случае предпочтительно, чтобы каждому из отрезков транспортного пути соответствовал отрезок индукционного проводника, при этом отрезки индукционного проводника могут быть соединены друг с другом токопроводящими соединительными отрезками таким образом, чтобы образовывать последовательное соединение, причем первый концевой участок первого отрезка индукционного проводника и второй концевой участок второго отрезка индукционного проводника замыкаются накоротко короткозамыкающим проводником.
Кроме того, в этом случае целесообразно, чтобы каждому из отрезков транспортного пути соответствовал отрезок питающего проводника, при этом отрезки питающего проводника могут быть соединены друг с другом токопроводящими соединительными отрезками таким образом, чтобы образовывать последовательное соединение в той же самой последовательности, что и отрезки индукционного проводника, относящиеся к соответствующим отрезкам транспортного пути.
Другие отличительные особенности и преимущества изобретения рассмотрены ниже на примере вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - схематичное изображение известной из уровня техники транспортной системы, система проводников которой имеет питающий проводник, расположенный вдоль транспортного пути транспортной системы, и обратный проводник, расположенный также вдоль транспортного пути,
на фиг.2 - схематичное изображение в поперечном сечении транспортного пути показанной на фиг.1 транспортной системы и устройства для передачи энергии, относящегося к транспортной тележке, расположенной на транспортном пути,
на фиг.3 - схематичное изображение еще одной известной из уровня техники транспортной системы, система проводников которой имеет питающий проводник, расположенный вдоль транспортного пути транспортной системы, и ходовой рельс, используемый в качестве обратного проводника,
на фиг.4 - схематичное изображение в поперечном сечении транспортного пути показанной на фиг.3 транспортной системы и устройства для передачи энергии, относящегося к транспортной тележке, расположенной на транспортном пути,
на фиг.5 - схематичное изображение предлагаемой в изобретении транспортной системы, система проводников которой имеет питающий проводник, расположенный вдоль транспортного пути транспортной системы, и расположенный рядом с питающим проводником индукционный проводник, имеющий накоротко замкнутые между собой концевые участки,
на фиг.6 - схематичное изображение в поперечном сечении транспортного пути показанной на фиг.5 транспортной системы и устройства для передачи энергии, относящегося к транспортной тележке, расположенной на транспортном пути,
на фиг.7 - схематичное изображение в поперечном сечении многожильного питающего кабеля показанной на фиг.5 транспортной системы,
на фиг.8 - схематичное изображение выполненной по второму варианту предлагаемой в изобретении транспортной системы, индукционный проводник которой имеет несколько отрезков, электрически соединенных друг с другом,
на фиг.9 - схематичное изображение выполненной по третьему варианту предлагаемой в изобретении транспортной системы, индукционный проводник которой имеет отрезок, выполненный в виде четверти окружности,
на фиг.10 - схематичное изображение выполненной по четвертому варианту предлагаемой в изобретении транспортной системы, индукционный проводник которой имеет два отрезка, выполненных в виде четверти окружности,
на фиг.11 - схематичное изображение выполненной по пятому варианту предлагаемой в изобретении транспортной системы, индукционный проводник которой имеет два отрезка, выполненных в виде четверти окружности, при этом концевые участки индукционного проводника соединены между собой двумя отрезками короткозамыкающего проводника, соединенными между собой в точке контакта, удаленной от генератора транспортной системы,
на фиг.12 - схематичное изображение выполненной по шестому варианту предлагаемой в изобретении транспортной системы, имеющей кольцевой замкнутый индукционный проводник,
на фиг.13 - схематичное изображение выполненной по седьмому варианту предлагаемой в изобретении транспортной системы, имеющей стрелку и участок ответвления транспортного пути,
на фиг.14 - схематичное изображение в поперечном сечении индукционного проводника, питающего проводника и устройства для передачи энергии, входящих в состав выполненной по восьмому варианту предлагаемой в изобретении транспортной системы.
Одинаковые и функционально эквивалентные элементы обозначены на всех чертежах одинаковыми позициями.
Показанная на фиг.1 и 2 транспортная система, обозначенная в целом позицией 100, известная из уровня техники и выполненная, в частности, в виде монорельсовой подвесной дороги, например конвейера, имеет прямолинейный транспортный путь 102 с проходящим вдоль него ходовым рельсом 104.
Как наиболее наглядно показано на фиг.2, ходовой рельс 104 имеет в поперечном сечении, по существу, форму двутавра, который имеет верхнюю полку 106 с верхней практически плоской поверхностью 108 качения и двумя боковыми направляющими поверхностями 110 и 112, а также нижнюю полку 114 с двумя боковыми направляющими поверхностями 116 и 118.
Обе полки соединены своими обращенными друг к другу сторонами вертикальной стенкой 120, имеющей плоские боковые поверхности, расположенные параллельно продольному направлению ходового рельса.
Между обеими полками 106 и 114 из боковой поверхности стенки 120 выступает изготовленный из электроизолирующего материала держатель 122 питающего проводника, на обращенном от стенки 120 конце которого (держателя) закреплен путевой отрезок 124 питающего проводника 126.
По верхней поверхности 108 качения ходового рельса 104 перекатывается опорный ролик 128 транспортной тележки, входящей в состав транспортной системы 100.
На фиг.2 показаны лишь отдельные компоненты этой транспортной тележки, к которым наряду с опорным роликом 128 относятся также боковые направляющие ролики 130, 132, 134 и 136, перекатывающиеся соответственно по боковым направляющим поверхностям 110, 112, 116 и 118, а также устройство 138 для передачи энергии, имеющее, например, токоприемник 140, который выполнен в виде U-образного ферритового сердечника и имеет токопроводящую обмотку 142, соединенную с не показанной на фиг.2 электронной схемой токоприемника для преобразования переменного тока, индуцируемого в токопроводящей обмотке 142, в постоянное напряжение.
Путевой отрезок 124 питающего проводника 126 входит с зазором в U-образный токоприемник 140 устройства 138 для передачи энергии.
Как наиболее наглядно показано на фиг.1, путевой отрезок 124 питающего проводника проходит параллельно ходовому рельсу 104 от его первого концевого участка 144 до его второго концевого участка 146, от которого в обратном направлении вдоль ходового рельса 104 к его первому концевому участку 144 проходит путевой отрезок 148 обратного проводника, обозначенного в целом позицией 150. На втором концевом участке 146 питающий проводник 126 и обратный проводник 150 соединены между собой соединительным отрезком 152.
Как показано на фиг.2, путевой отрезок 148 обратного проводника 150 расположен на обращенной от путевого отрезка 124 питающего проводника стороне ходового рельса 104.
Однако согласно другому варианту можно также предусмотреть расположение путевого отрезка 148 обратного проводника с той же самой стороны ходового рельса 104, с которой расположен путевой отрезок 124 питающего проводника.
Конец путевого отрезка 124 питающего проводника, находящийся на первом концевом участке 144 ходового рельса 104, введен в клеммную коробку 154 и соединен в ней с подводящим отрезком 156 питающего проводника, соединяющим путевой отрезок 124 питающего проводника с первым выводом 158 генератора 162 повышенной частоты, выполняющего функцию источника 160 питания транспортной системы 100.
Конец путевого отрезка 148 обратного проводника, находящийся на первом концевом участке 144 ходового рельса 104, также введен в клеммную коробку 154 и соединен в ней с подводящим отрезком 164 обратного проводника, соединяющим путевой отрезок 148 обратного проводника со вторым выводом 166 генератора 162 повышенной частоты.
Подводящий отрезок 156 питающего проводника и подводящий отрезок 164 обратного проводника проложены совместно в многожильном питающем кабеле 168.
Если посредством генератора 162 повышенной частоты в питающем проводнике 126 и обратном проводнике 150 создается переменный ток повышенной частоты (обычно составляющей от примерно 15 до 30 кГц), то в токоприемнике 140 устройства 138 для передачи энергии, относящегося к транспортной тележке, возникает магнитный поток с соответствующим изменением во времени, вследствие чего в токопроводящей обмотке 142 индуцируется переменный ток, который с помощью (не показанной на чертежах) электронной схемы токоприемника преобразуется в постоянное напряжение для приведения транспортной тележки в движение и управления ей.
Образованная питающим проводником 126 и обратным проводником 150 система 170 проводников этой транспортной системы 100 обладает высокой индуктивностью вследствие сравнительно большого расстояния между питающим проводником 126 и обратным проводником 150. Хотя обратный проводник 150, как было отмечено выше, может также располагаться с той же самой стороны ходового рельса 104, с которой располагается питающий проводник 126, размер U-образного токоприемника 140 задает определенное минимальное расстояние между питающим проводником 126 и обратным проводником 150.
Индуктивность обратного проводника 150 уменьшается при его размещении вблизи ходового рельса 104, выполненного, прежде всего, из алюминиевого профиля. Однако обратный проводник, расположенный близко к ходовому рельсу 104, вызывает в нем вихревые токи, в результате чего имеют место джоулевы или тепловые потери тока.
Транспортная система 100, показанная на фиг.3 и 4 и выполненная по еще одному варианту согласно уровню техники, отличается от транспортной системы 100, выполненной по описанному выше варианту, лишь тем, что в качестве путевого отрезка 148 обратного проводника используется сам ходовой рельс 104. Для этого конец путевого отрезка 124 питающего проводника соединяется соединительным отрезком 152 с ходовым рельсом 104 на его втором концевом участке 146.
Помимо этого первый концевой участок 144 ходового рельса 104 соединен введенным в клеммную коробку 154 соединительным отрезком 172 с подводящим отрезком 164 обратного проводника.
Таким образом, в этом варианте для обратного проводника стационарной проводниковой петли используется неизолированный ходовой рельс 104, который может представлять собой, прежде всего, алюминиевый профиль.
Сила тока в ходовом рельсе 104 равна силе тока в питающем проводнике 126.
В остальном показанный на фиг.3 и 4 вариант известной транспортной системы 100 конструктивно и функционально соответствует показанной на фиг.1 и 2 транспортной системе 100, которая описана выше, и поэтому повторно не рассматривается.
Показанная на фиг.5-7 и выполненная по первому варианту предлагаемая в изобретении транспортная система 100 отличается от показанной на фиг.1 и 2 транспортной системы 100 тем, что в ней отсутствует обратный проводник 150.
Вместо этого путевой отрезок 124 питающего проводника введен на втором концевом участке 146 ходового рельса 104 во вторую клеммную коробку 174 и соединен в ней со вторым подводящим отрезком 176 питающего проводника, соединяющим его путевой отрезок 124 со вторым выводом 166 генератора 162 повышенной частоты, выполняющего функцию источника 160 питания транспортной системы 100.
На первом концевом участке 144 ходового рельса 104 путевой отрезок 124 питающего проводника введен в первую клеммную коробку 154 и соединен в ней с первым подводящим отрезком 156 питающего проводника, соединяющим его путевой отрезок 124 с первым выводом 158 генератора 162 повышенной частоты.
Согласно этому варианту ходовой рельс 104 гальванически развязан с питающим кабелем 126.
Первый концевой участок 144 ходового рельса 104 соединен первым соединительным отрезком 178, введенным в первую клеммную коробку 154, с первым отрезком 180 короткозамыкающего проводника, соединяющим первый соединительный отрезок 178 с точкой 182 контакта, расположенной вблизи соединительных клемм генератора 162 повышенной частоты.
Большая часть первого отрезка 180 короткозамыкающего проводника проложена совместно с большей частью первого подводящего отрезка 156 питающего проводника в многожильном первом питающем кабеле 168, поперечное сечение которого схематично показано на фиг.7.
Как видно в показанном на фиг.7 поперечном сечении, первый подводящий отрезок 156 питающего проводника, проложенный в первом питающем кабеле 168, содержит две жилы, которые расположены в первом многожильном питающем кабеле 168 диаметрально противоположно друг другу.
Помимо этого первый отрезок 180 короткозамыкающего проводника, проложенный в первом питающем кабеле 168, содержит две жилы, которые также расположены в многожильном первом питающем кабеле 168 диаметрально противоположно друг другу и каждая из которых, если смотреть в окружном направлении поперечного сечения первого питающего кабеля 168, находится между двумя жилами первого подводящего отрезка 156 питающего проводника, в результате чего жилы первого подводящего отрезка 156 питающего проводника и первого отрезка 180 короткозамыкающего проводника чередуются в окружном направлении поперечного сечения первого питающего кабеля 168.
Все жилы первого питающего кабеля 168 заделаны в изоляционный материал 182.
Благодаря описанной выше схеме расположения жил первого подводящего отрезка 156 питающего проводника и первого отрезка 180 короткозамыкающего проводника в первом питающем кабеле 168 достигается особенно низкая индуктивность.
Как показано на фиг.5, второй концевой участок 146 ходового рельса 104 соединен вторым соединительным отрезком 184, введенным во вторую клеммную коробку 174, со вторым отрезком 186 короткозамыкающего проводника, соединяющим второй соединительный отрезок 184 с точкой 182 контакта, расположенной вблизи соединительных клемм генератора 162 повышенной частоты.
Большая часть второго отрезка 186 короткозамыкающего проводника проложена совместно с большей частью второго подводящего отрезка 176 питающего проводника в многожильном втором питающем кабеле 188, выполненном таким же образом, что и описанный выше и показанный на фиг.7 первый питающий кабель 168.
Таким образом, первый концевой участок 144 и второй концевой участок 146 ходового рельса 104 замкнуты друг с другом накоротко при помощи первого соединительного отрезка 178, первого отрезка 180 короткозамыкающего проводника, точки 182 контакта, второго отрезка 186 короткозамыкающего проводника и второго соединительного отрезка 184.
В этом короткозамкнутом электрическом контуре создается индукционный ток, индуцируемый током в питающем проводнике 126, т.е. в его путевом отрезке 124 и в его подводящих отрезках 156 и 176, в ходовом рельсе 104 и отрезках 180, 186 короткозамыкающего проводника.
Таким образом, ходовой рельс 104 образует индукционный проводник 190, концевые участки 144 и 146 которого замкнуты друг с другом накоротко короткозамыкающим проводником 192, содержащим первый отрезок 180, второй отрезок 186 и точку 182 контакта.
При такой конфигурации системы проводников индуктивность питающего проводника 126, по которому протекает ток повышенной частоты от генератора 162 повышенной частоты, становится минимальной.
Ходовой рельс 104 изготовлен из электропроводного материала.
Помимо этого ходовой рельс 104 изготовлен предпочтительно из неферромагнитного материала.
В частности, можно предусмотреть изготовление ходового рельса 104 из алюминия или алюминиевого сплава.
В остальном же показанная на фиг.5-7 и выполненная по первому варианту предлагаемая в изобретении транспортная система 100 соответствует в отношении конструкции и выполняемой функции показанной на фиг.1 и 2 транспортной системе, которая описана выше, и поэтому повторно не рассматривается.
По сравнению с показанной на фиг.1 и 2 транспортной системой 100 преимущество предлагаемой в изобретении транспортной системы 100 состоит в том, что отпадает необходимость в обратном кабеле 150 системы 170 проводников, и, следовательно, его не требуется прокладывать вблизи ходового рельса 104 и/или вблизи питающего проводника 126 вдоль транспортного пути 102 для снижения индуктивности обратного проводника.
Ввиду отсутствия обратного проводника 150 в ходовом рельсе 104 не возникают никакие дополнительные потери, обусловленные возникновением в нем вихревых токов, индуцированных магнитным полем обратного проводника 150.
Тем самым транспортная система 100, выполненная по показанному на фиг.5-7 варианту, отличается от показанной на фиг.1 и 2 транспортной системы 100 меньшими материалоемкостью и затратами на ее монтаж, поскольку позволяет отказаться от прокладки обратного проводника. Кроме того, стационарная проводниковая петля показанной на фиг.5-7 транспортной системы 100 обладает по сравнению с показанной на фиг.1 и 2 транспортной системой 100 пониженной индуктивностью.
По сравнению с показанной на фиг.3 и 4 транспортной системой 100 преимущество предлагаемой в изобретении транспортной системы 100 в варианте, показанном на фиг.5-7, состоит в том, что сила тока, индуцируемого в замкнутом накоротко ходовом рельсе 104, всегда меньше силы тока, создаваемого генератором 162 повышенной частоты, и тем самым всегда ниже силы тока, протекающего в ходовом рельсе 104 показанной на фиг.3 и 4 транспортной системы 100, используемом в ней в качестве обратного проводника 150. Поэтому джоулевы или тепловые потери тока, имеющие место в ходовом рельсе 104 предлагаемой в изобретении транспортной системы 100 в варианте, показанном на фиг.5-7, ниже по сравнению с такими потерями в транспортной системе 100, показанной на фиг.3 и 4.
Предлагаемая в изобретении транспортная система 100, выполненная по показанному на фиг.8 второму варианту, отличается от транспортной системы, выполненной по показанному на фиг.5-7 первому варианту, лишь тем, что ходовой рельс 104 выполнен не цельным, а из нескольких отрезков 194, которые следуют друг за другом вдоль транспортного пути 102, причем любые соседние отрезки 194 электрически соединены друг с другом.
Это электрическое соединение последовательно расположенных отрезков 194 ходового рельса показано на фиг.8 в виде соединительных проводников 196.
Электрическое соединение друг с другом отрезков 194 ходового рельса может быть выполнено в виде отдельных соединительных проводников.
Однако для обеспечения электрического соединения между последовательно расположенными отрезками 194 ходового рельса существует также возможность использовать вместо этих проводников или дополнительно к ним токопроводящий узел крепления, к которому крепится каждая пара электрических соединяемых отрезков 194 ходового рельса.
Такой узел крепления может быть образован, в частности, стальной конструкцией, служащей опорой для транспортного пути 102.
Как показано на фиг.8, первый отрезок 194а ходового рельса 104, имеющий первый концевой участок 144, соединен первым соединительным отрезком 178 с первым отрезком 180 короткозамыкающего проводника, а последний отрезок 194b ходового рельса 104, имеющий второй концевой участок 146, соединен вторым соединительным отрезком 184 со вторым отрезком 186 короткозамыкающего проводника.
Таким образом в этом варианте каждый отрезок 194 ходового рельса образует один отрезок 198 индукционного проводника, и эти отрезки 198 образуют вместе с соединяющими их соединительными проводниками 196 индукционный проводник 190 транспортной системы 100.
В остальном же показанная на фиг.8 и выполненная по второму варианту транспортная система 100 соответствует в отношении конструкции и выполняемой функции показанной на фиг.5-7 и выполненной по первому варианту транспортной системе 100, которая описана выше, и поэтому повторно не рассматривается.
Предлагаемая в изобретении транспортная система 100, показанная на фиг.9 и выполненная по третьему варианту, отличается от транспортной системы 100, показанной на фиг.5-7 и выполненной по первому варианту, лишь тем, что транспортный путь 102 выполнен не прямолинейным, а с участком поворота, включающим, в основном, выполненный в виде четверти окружности отрезок 200 транспортного пути.
Согласно этому варианту ходовой рельс 104 имеет также выполненный, в основном, в виде четверти окружности отрезок 202. Вследствие наличия дугообразного изгиба транспортного пути 102 и ходового рельса 104 концевые участки 144 и 146 ходового рельса 104 располагаются ближе друг к другу по сравнению с описанным выше первым вариантом, благодаря чему можно уменьшить длину питающих проводников 168, 188, прежде всего, в том случае, когда выполняющий функцию источника 160 питания транспортной системы 100 генератор 162 повышенной частоты расположен примерно посередине между обоими концевыми участками 144 и 146.
Аналогично описанному выше второму варианту и в этом варианте можно также предусмотреть разделение ходового рельса 104 на несколько отрезков 194, расположенных последовательно друг за другом вдоль транспортного пути 102.
В остальном же показанная на фиг.9 и выполненная по третьему варианту транспортная система соответствует в отношении конструкции и выполняемой функции показанной на фиг.5-7 и выполненной по первому варианту транспортной системе, которая описана выше, и поэтому повторно не рассматривается.
Предлагаемая в изобретении показанная на фиг.10 и выполненная по четвертому варианту транспортная система 100 отличается от описанной выше выполненной по третьему варианту транспортной системы 100 тем, что транспортный путь 102 имеет не один лишь выполненный в виде четверти окружности отрезок 200 пути, а два таких выполненных в виде четверти окружности отрезка 200 пути, изогнутых в одном и том же направлении, благодаря чему транспортный путь 102 в целом имеет форму (перевернутой) буквы U.
Ходовой рельс 104 также имеет согласно этому варианту два отрезка 202, изогнутых в одном и том же направлении и выполненных, в основном, в виде четверти окружности.
Благодаря этой форме транспортного пути 102 и ходового рельса 104 концевые участки 144, 146 ходового рельса 104 располагаются еще ближе друг к другу по сравнению с третьим вариантом, и, следовательно, питающие проводники 168, 188 можно выполнять еще более короткими, прежде всего, в том случае, когда выполняющий функцию источника 160 питания транспортной системы 100 генератор 162 повышенной частоты расположен посередине между обоими концевыми участками 144 и 146.
В остальном же предлагаемая в изобретении показанная на фиг.10 и выполненная по четвертому варианту транспортная система 100 соответствует в отношении конструкции и выполняемой функции показанной на фиг.5-7 и выполненной по первому варианту транспортной системе 100, которая описана выше, и поэтому повторно не рассматривается.
Предлагаемая в изобретении показанная на фиг.11 и выполненная по пятому варианту транспортная система 100 отличается от показанной на фиг.10 и выполненной по четвертому варианту транспортной системы 100 тем, что первый отрезок 180 короткозамыкающего проводника и второй отрезок 186 короткозамыкающего проводника соединены между собой не в точке 182 контакта, расположенной вблизи выводов 158, 166 генератора 162 повышенной частоты, а в точке 204 контакта, расположенной посередине между концевыми участками 144, 146 ходового рельса 104.
Точка 204 контакта находится в клеммной коробке 206.
Первый концевой участок 144 ходового рельса 104 соединен с точкой 204 контакта первым отрезком 180 короткозамыкающего проводника. Второй концевой участок 146 ходового рельса 104 соединен с точкой 204 контакта вторым отрезком 186 короткозамыкающего проводника.
Конец путевого отрезка 124 питающего проводника, расположенный на первом концевом участке 144 ходового рельса 104, соединен первым соединительным отрезком 208, который введен в клеммную коробку 206 и который проходит вблизи первого отрезка 180 короткозамыкающего проводника и, в основном, параллельно ему, с подотрезком 209 первого подводящего отрезка 156 питающего проводника, который (отрезок) соединяет первый соединительный отрезок 208 с первым выводом 158 генератора 162 повышенной частоты, выполняющего функцию источника 160 питания транспортной системы 100.
Конец путевого отрезка 124 питающего проводника, расположенный на втором концевом участке 146 ходового рельса 204, соединен вторым соединительным отрезком 210, который введен в клеммную коробку 206 и который проходит вблизи второго отрезка 186 короткозамыкающего проводника и, в основном, параллельно ему, с подотрезком 211 второго подводящего отрезка 176 питающего проводника, который (отрезок) соединяет второй соединительный отрезок 210 со вторым выводом 166 генератора 162 повышенной частоты.
Согласно этому варианту подотрезок 209 первого подводящего отрезка 156 питающего проводника и подотрезок 211 второго подводящего отрезка 176 питающего проводника проложены совместно в многожильном питающем кабеле 212.
В соответствии с этим вариантом отрезки 180 и 186 короткозамыкающих проводников можно выполнять короткими по длине даже в том случае, когда генератор 162 повышенной частоты расположен не примерно посередине между концевыми участками 144, 146 ходового рельса 104, а в ином месте.
В остальном же показанная на фиг.11 и выполненная согласно пятому варианту транспортная система 100 соответствует в отношении конструкции и выполняемой функции показанной на фиг.10 и выполненной согласно четвертому варианту транспортной системе 100, которая описана выше, и поэтому повторно не рассматривается.
Предлагаемая в изобретении показанная на фиг.12 и выполненная согласно шестому варианту транспортная система 100 отличается от показанной на фиг.11 и выполненной по пятому варианту транспортной системы 100 тем, что транспортный путь 102 имеет не U-образную, а замкнутую кольцевую форму.
Выполненный по этому варианту ходовой рельс 104 имеет также соответственно замкнутую кольцевую форму.
Кольцевой замкнутый ходовой рельс 104 может быть разделен на части в любом месте, например в показанном на фиг.12, обозначенном позицией 214 месте, с образованием воображаемого первого концевого участка 144 и второго концевого участка 146, которые находятся между собой в электропроводном контакте по разделительной плоскости 214 и, следовательно, имеют между собой короткозамкнутое соединение.
Таким образом, в этом варианте для замыкания концевых участков 144, 146 ходового рельса 104, выполняющего функцию индукционного проводника 190, короткозамыкающий проводник 192 не требуется.
Путевой отрезок 124 питающего проводника проходит вдоль транспортного пути 102, однако не является замкнутым кольцом. Более того, один из концов путевого отрезка 124 питающего проводника введен в клеммную коробку 216 и в ней соединен с первым подводящим отрезком 156 соединительного проводника, соединяющим путевой отрезок 124 питающего проводника с первым выводом 158 генератора 162 повышенной частоты, выполняющего функцию источника 160 питания транспортной системы 100.
Другой конец путевого отрезка 124 питающего проводника также введен в клеммную коробку 216 и в ней соединен со вторым подводящим отрезком 176 питающего проводника, соединяющим путевой отрезок 124 питающего проводника со вторым выводом 166 генератора 162 повышенной частоты.
Большая часть первого подводящего отрезка 156 питающего проводника и большая часть второго подводящего отрезка 176 питающего проводника проложены совместно в многожильном питающем кабеле 212.
В остальном же показанная на фиг.12 и выполненная по шестому варианту транспортная система 100 соответствует в отношении конструкции и выполняемой функции показанной на фиг.11 и выполненной по пятому варианту транспортной системе 100, которая описана выше, и поэтому повторно не рассматривается.
Предлагаемая в изобретении показанная на фиг.13 и выполненная по седьмому варианту транспортная система 100 отличается от показанной на фиг.10 и выполненной по четвертому варианту транспортной системы 100 тем, что транспортный путь 102 транспортной системы 100 выполнен разветвленным и наряду с криволинейным основным отрезком 218 транспортного пути имеет, например, прямолинейный боковой отрезок 220 транспортного пути.
Таким образом ходовой рельс 104 имеет также соответственно криволинейный основной отрезок 222 и, например, прямолинейный боковой отрезок 224.
Благодаря наличию стрелочной зоны 226 первый концевой участок 144 основного отрезка 222 рельса можно соединять при определенных условиях с боковым отрезком 224 рельса или с противоположным вторым концевым участком 228 основного отрезка 222 рельса.
Подобная стрелочная зона 226 известна как таковая из уровня техники и поэтому в данном описании более подробно не рассматривается. Подобная стрелочная зона может быть выполнена, прежде всего, как "активная стрелка" с подвижным отрезком рельса, известным, например, из публикации DE 3302266 С2.
При наличии у транспортной тележки транспортной системы 100 двух устройств 138 для передачи энергии, расстояние между которыми вдоль транспортного пути превышает длину входящего в состав стрелки подвижного отрезка рельса, можно отказаться от прокладки питающего проводника в стрелочной зоне, как это описано в заявке DE 10159678.2 фирмы Dürr Automotion GmbH.
Как показано на фиг.13, второй концевой участок 228 основного отрезка 222 рельса соединен соединительным проводником 230 с примыкающим к стрелочной зоне 226 первым концевым участком 232 бокового отрезка 224 рельса.
Первый концевой участок 144 основного отрезка 222 рельса соединен первым соединительным отрезком 178, введенным в первую клеммную коробку 154, с первым отрезком 180 короткозамыкающего проводника, который (отрезок) соединяет первый соединительный отрезок 178 с точкой 182 контакта, расположенной вблизи выводов 158 и 166 генератора 162 повышенной частоты, выполняющего функцию источника 160 питания транспортной системы 100.
Второй концевой участок 246 бокового отрезка 224 рельса, обращенный от стрелочной зоны 226, соединен вторым соединительным отрезком 184, введенным во вторую клеммную коробку 174, со вторым отрезком 186 короткозамыкающего проводника, соединяющим второй соединительный отрезок 184 с точкой 182 контакта.
Таким образом основной отрезок 222 рельса, соединительный проводник 230 и боковой отрезок 224 рельса образуют вместе индукционный проводник 190 транспортной системы 100, концевые участки 144, 146 которого (проводника) соединены между собой короткозамыкающим проводником 192, в состав которого входят соединительные отрезки 178, 184, отрезки 180, 186 короткозамыкающего проводника и точка 182 контакта.
Путевой отрезок 124 питающего проводника выполненной по седьмому варианту транспортной системы 100 имеет основной путевой отрезок 234 питающего проводника, проходящий от первого концевого участка 144 основного отрезка 222 рельса вдоль него до его второго концевого участка 228, боковой путевой отрезок 236 питающего проводника, проходящий от первого концевого участка 232 бокового отрезка 224 рельса вдоль него до его второго концевого участка 146, и путевой соединительный отрезок 238 питающего проводника, соединяющий расположенный на втором концевом участке 228 основного отрезка 222 рельса конец основного путевого отрезка 234 питающего проводника с расположенным на первом концевом участке 232 бокового отрезка 224 рельса концом бокового путевого отрезка 236 питающего проводника.
Конец основного путевого отрезка 234 питающего проводника, расположенный на первом концевом участке 144 основного отрезка 222 рельса, введен в первую клеммную коробку 154 и в ней соединен с первым подводящим отрезком 156 соединительного проводника, соединяющим основной путевой отрезок 234 питающего проводника с первым выводом 158 генератора 162 повышенной частоты.
Конец бокового путевого отрезка 236 питающего проводника, расположенный на втором конце 146 бокового отрезка 224 рельса, введен во вторую клеммную коробку 174 и в ней соединен со вторым подводящим отрезком 176 питающего проводника, соединяющим боковой путевой отрезок 236 питающего проводника со вторым выводом 166 генератора 162 повышенной частоты.
Большая часть первого подводящего отрезка 156 питающего проводника и большая часть первого отрезка 180 короткозамыкающего проводника проложены совместно в многожильном первом питающем кабеле 168.
Большая часть второго подводящего отрезка 176 питающего проводника и большая часть второго отрезка 186 короткозамыкающего проводника проложены совместно в многожильном втором питающем кабеле 188.
Переменный ток, подаваемый из генератора 162 повышенной частоты в питающий проводник 126 транспортной системы 100, индуцирует в индукционном проводнике 190 транспортной системы 100, накоротко замкнутом короткозамыкающим проводником 192, индукционный ток, имеющий меньшую амплитуду по сравнению с амплитудой тока, пропускаемого по питающему проводнику 126.
В остальном же предлагаемая в изобретении показанная на фиг.13 и выполненная по седьмому варианту транспортная система 100 соответствует в отношении конструкции и выполняемой функции показанной на фиг.10 и выполненной по четвертому варианту транспортной системе 100, которая описана выше, и поэтому повторно не рассматривается.
Предлагаемая в изобретении показанная на фиг.14 и выполненная по восьмому варианту транспортная система 100 отличается от выполненной по описанным выше первым семи вариантам транспортной системы 100 тем, что в качестве индукционного проводника 190 используется не ходовой рельс 104 транспортной системы 100, а такой индукционный проводник 190, который представляет собой иной по сравнению с ходовым рельсом 104 отдельный элемент транспортной системы 100.
Как показано на фиг.14, индукционный проводник может быть выполнен, прежде всего, как расположенный вдоль транспортного пути 102 профильный элемент с, в основном, U-образным поперечным сечением, изготовленный из электропроводного неферромагнитного материала, прежде всего, из алюминия или алюминиевого сплава.
Верхняя полка 240 и нижняя полка 242 индукционного проводника соединены друг с другом стенкой 120.
Из боковой поверхности стенки 120 выступает изготовленный из электроизолирующего материала держатель 122 питающего проводника, имеющий на своем обращенном от стенки 120 конце закрепленный на нем путевой отрезок 124 питающего проводника 126.
Как показано на фиг.14, согласно этому варианту путевой отрезок 124 питающего проводника расположен, в основном, посередине между обеими полками 240, 242 индукционного проводника 190, благодаря чему обеспечивается особо низкая индуктивность конфигурации системы проводников, в состав которой входят путевой отрезок 124 питающего проводника и индукционный проводник 190.
Имеющий, в основном, U-образную форму токоприемник 140 устройства 138 для передачи энергии, относящегося к транспортной тележке, входит в зону между обеими полками 240, 242 индукционного проводника 190 и охватывает с зазором путевой отрезок 124 питающего проводника.
Токоприемник, выполненный в виде U-образного ферритового сердечника, имеет токопроводящую обмотку 142, соединенную с (не показанной на фиг.14) электронной схемой токоприемника для преобразования индуцированного в токопроводящей обмотке 142 переменного тока в постоянный ток.
Согласно этому варианту опорные ролики (не показаны) и направляющие ролики транспортной тележки транспортной системы 100 перекатываются не по индукционному проводнику 190, а по одному или нескольким (не показанным) рельсам, выполненным отдельно и отличающимся от индукционного проводника 190.
В остальном же предлагаемая в изобретении выполненная по показанному на фиг.14 варианту транспортная система 100 соответствует в отношении конструкции и выполняемой функции выполненной по показанным на фиг.5-13 вариантам транспортной системе 100, которая описана выше, и поэтому повторно не рассматривается.
Индукционный проводник 190, выполненный по восьмому варианту, можно разделять, в частности, как и в описанных выше вариантах, на несколько отрезков и/или придавать этому проводнику криволинейную форму. Помимо этого согласно восьмому варианту питающий проводник 126 и короткозамыкающий проводник 192 могут быть выполнены таким же образом, как и по одному из описанных выше первых семи вариантов.
Изобретение относится к рельсовой транспортной системе. Устройство содержит систему проводников, содержащую по меньшей мере один питающий проводник, по меньшей мере одну транспортную тележку, по меньшей мере одно устройство для бесконтактной передачи энергии от системы проводников к транспортной тележке, по меньшей мере один индукционный проводник. Питающий проводник имеет путевой отрезок, проходящий, в основном, вдоль транспортного пути. Индукционный проводник имеет по меньшей мере два замкнутых друг с другом накоротко концевых участка и/или выполнен в виде замкнутого кольца, при этом индукционный проводник по меньшей мере на отдельных участках проходит вдоль путевого отрезка питающего проводника. Технический результат заключается в минимизации омических потерь. 26 з.п. ф-лы, 14 ил.
| US 5293308 А, 08.03.1994 | |||
| US 6425468 B1, 30.07.2002 | |||
| Энергоприемник для электровоза с бесконтактным приемом энергии | 1980 |
|
SU998155A1 |
| СПОСОБ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1998 |
|
RU2136515C1 |
