СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ Российский патент 2024 года по МПК B60M3/00 B60L50/53 B61C3/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроснабжению в системе электрической тяги неэлектрифицированных и электрифицированных железных дорог, и может найти применение в тяговом электроснабжении железных дорог.

Известна система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока (Патент RU 2688194, МПК В60М 3/00, B60L 15/06, опубл. 21.05.2019 Бюл. №15), содержащая контактную сеть, включающую основной контактный провод, тяговые подстанции с трехфазными трансформаторами, тяговый рельс, соединенный с одной из фаз трехфазного трансформатора, электроподвижной состав с тяговыми электродвигателями, основное устройство токосъема, сообщающееся с основным контактным проводом, выполнена трехфазной и снабжена дополнительным контактным проводом, при этом провода двух фаз трехфазных трансформаторов тяговой подстанции подключены к основному и дополнительному контактным проводам контактной сети; введено дополнительное устройство токосъема, идентичное основному устройству токосъема, сообщающееся с дополнительным контактным проводом; основное и дополнительное устройства токосъема могут содержать блоки управления, обеспечивающие соединение и разъединение с контактными проводами.

Известна система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока (Патент RU 2729869, МПК В60М 1/12, B60L 5/00, опубл. 12.08.2020 Бюл. №23), содержащая контактную сеть, включающую два контактных провода, тяговые подстанции с трехфазными трансформаторами, тяговый рельс, соединенный с одной из фаз трехфазного трансформатора, электроподвижной состав с устройствами токосъема, установленными на электроподвижном составе, имеющими контактные поверхности и сообщающимися с контактными проводами по контактной поверхности. Устройства токосъема закреплены на электроподвижном составе таким образом, что их контактные поверхности обращены к боковой поверхности контактного провода, обеспечивая ее соприкосновение с контактными проводами по боковым поверхностям контактных проводов.

В описанных известных системах отсоединение устройства токосъема от контактного провода с последующим его опусканием осуществляется машинистом электровоза после прочтения им предупреждающего плаката «Опустить пантограф» - устройство токосъема, или автоматически по радиосигналу радиомаяка, установленного в зоне нахождения контактной сети. Необходимость в опускании и подъеме устройств токосъема может возникнуть в различных условиях в процессе эксплуатации электрической тяги на электрифицированном участке, в том числе при прохождении электровозом неэлектрифицированной части участка железной дороги «на выбеге» с опущенными устройствами токосъема и с отсутствием проводов в этой части участка. При заходе поезда (электровоза с составом вагонов) на неэлектри-фицированный участок, то есть на участок без контактной сети, например, на боковой неэлектрифицированный путь станции и после отстоя на этом пути для дальнейшего движения поезда возникает необходимость в толкаче-тепловозе, что ведет к нарушению технологического процесса движением, к увеличению технико-экономических потерь системы электрической тяги и к недостаточной безопасности движения поездов.

Изобретением решается задача создания системы электрической тяги железных дорог, лишенной отмеченных выше недостатков и характеризующейся исключением толкача тепловоза и, следовательно, надежным выполнением технологического процесса.

Технический результат - снижение технико-экономических потерь и повышение безопасности движения поездов.

Для решения поставленной задачи в системе электрической тяги железных дорог, включающей неэлектрифицированный участок, содержащий рельсы, и электрифицированный участок, содержащий контактную сеть, включающую два контактных провода, тяговую подстанцию с трехфазным трансформатором, две фазы которого соединены соответственно с двумя контактными проводами, рельсы, соединенные с фазой трехфазного трансформатора, электровоз с тяговыми двигателями и с устройствами токосъема, закрепленными на электровозе с возможностью отделения их от контактных проводов, согласно изобретению, с целью получения питания тяговым двигателям при отключении устройств токосъема от контактных проводов в систему включена аккумуляторная батарея, дополнительно установленная на электровозе, соединенная через блок переключения с тяговыми двигателями и подключенная через подзарядное устройство, дополнительное установленное на электровозе, к одному устройству токосъема электровоза.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1 и 2), на которых представлена функциональная схема заявляемой системы электрической тяги железных дорог, в частности: на фиг. 1 представлен электрифицированный участок с поднятыми устройствами токосъема электровоза; на фиг. 2 - участки съезда с электрифицированного главного пути станции на неэлектрифицированный участок бокового пути и въезда с бокового пути на главный путь станции или на перегон.

Система электрической тяги железных дорог содержит электрифицированный участок (фиг. 1), который содержит рельсы 1, электровоз 2 с тяговыми двигателями 3, тяговую подстанцию с трехфазным трансформатором 4, контактную сеть 5, включающую два контактных провода 6, размещенных на опорах 7 и соединенных с электровозом 2 посредством устройств токосъема 8, связанных с блоками перемещения устройств токосъема 9, расположенных на электровозе 2, аккумуляторную батарею 13, установленную на электровозе 2, соединенную через блок переключения 14 с тяговыми двигателями 3 и подключенную через подзарядное устройство 15 к одному устройству токосъема 8 электровоза 2, и неэлектрифицированный участок, который содержит рельсы 1 (нижняя часть фиг. 2).

Рельсы 1 (фиг. 1) соединены с одной фазой трехфазного трансформатора тяговой подстанции 4, а две другие фазы этого трансформатора соединены соответственно с двумя контактными проводами 6 через устройства токосъема 8, закрепленными на электровозе 2 с возможностью отделения их от контактных проводов 6 контактной сети 5.

Устройства токосъема 8 содержат блок управления этими устройствами, выполненный из двух частей:

- передающая часть 10, которая закреплена на опоре 7 в зоне контактной сети 5;

- принимающая часть 11, которая закреплена на электровозе 2 и связана с блоками перемещения 9 устройств токосъема 8 и с передающей частью 10 блока управления устройствами токосъема 8 посредством приемного и передающего радиоустройств 12.

Связь передающей 10 и принимающей 11 частей блока управления устройств токосъема 8 обеспечивает оперативное опускание устройств токосъема 8 электровоза 2.

На электровозе 2 установлена аккумуляторная батарея 13, которая соединена через блок переключения 14 с тяговыми двигателями 3 и подключена через подзарядное устройство 15 к одному устройству токосъема 8 электровоза 2. Аккумуляторная батарея 13 предназначена для получения питания тяговым двигателям 3 при отключении устройств токосъема 8 от контактных проводов 6.

Система электрической тяги железных дорог работает следующим образом.

На перегонах и на главных путях станции контактная сеть 5 содержит два контактных провода 6. Электровозы 2 проходят перегоны и главные пути станции с поднятыми устройствами токосъема 8.

На неэлектрифицированном участке или на неэлектрифицированной части участка электрифицированного пути, например, на зоне перехода с одного пути на другой путь, контактные провода 6 отсутствуют (не монтируются), и электровоз 2 проходит эту зону с опущенными устройствами токосъема 8, используя кинетическую энергию поезда с так называемой ездой «на выбеге», и (или) энергию аккумуляторной батареи 13.

Такое же положение имеет место при пересечении двух путей. На одном из путей, любом, например, главном, монтируют (устанавливают) оба контактных провода 6. На другом пути, пересекающем, также монтируют оба контактных провода 6, но на участке этого пути - в зоне пересечения - контактные провода отсутствуют (не монтируются). Независимо от направления движения на пересекающем участке, перед подходом к зоне пересечения, при отсутствии контактных проводов 6 на части этого участка сначала электровозом 2 производится опускание устройств токосъема 8, а после прохода электровозом 2 этой зоны пересечения «на выбеге» машинист вручную производит подъем устройств токосъема 8.

На всех боковых путях станции контактные провода 6 не устанавливают (не монтируют). Кроме того, на боковых путях в зоне их примыкания к главному пути станции, точнее в зоне перед выездом на главный путь станции или в зоне съезда с главного пути на боковые пути контактные провода не монтируют, т.е. контактные провода 6 отсутствуют. Электровоз 2 проходит эти зоны с опущенными устройствами токосъема 8 с ездой «на выбеге». После съезда поезда с главного пути станции на боковой путь возможно его замедление движения или остановка (стоянка на боковом пути). Возобновление движения производится после подключения питания тяговых двигателей 3 через переключатель 14 к аккумуляторной батарее 13. После прохода этих зон устройства токосъема 8 переводят в поднятое положение.

Опускание устройств токосъема 8 электровоза 2 машинист производит вручную или при помощи блока управления устройством токосъема, передающая часть 10 которого размещена и закреплена в зоне контактной сети 5, например, на ее опоре 7 (фиг. 1 и 2), а принимающая часть 11 размещена и закреплена на электровозе 2 (фиг. 1).

Выполнение системы электрической тяги железных дорог в соответствии с предлагаемым решением позволит обеспечить надежное выполнение технологического процесса, снижение технико-экономических потерь, и повысить безопасность движения поездов благодаря исключению из технологического процесса толкача-тепловоза и установки на электровозе 2 аккумуляторной батареи 13 для питания тяговых двигателей 3 с поздарядным устройством 15, соединенным с устройством токосъема 8.

В соответствии с заявляемым решением в ООО НПП «Электромаш» разработана техническая документация системы электрической тяги и изготовлен ее опытный образец. Испытания подтвердили работоспособность опытного образца и широкие возможности его практического применения в будущем.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Система электрической тяги железных дорог содержит неэлектрифицированный участок, содержащий рельсы, и электрифицированный участок, содержащий контактную сеть, включающую два контактных провода, тяговую подстанцию с трехфазным трансформатором, две фазы которого соединены соответственно с двумя контактными проводами, рельсы, соединенные с фазой трехфазного трансформатора, электровоз с тяговыми двигателями и с устройствами токосъема, закрепленными на электровозе с возможностью отделения их от контактных проводов. Система содержит аккумуляторную батарею, установленную на электровозе, соединенную через блок переключения с тяговыми двигателями и подключенную через подзарядное устройство, установленное на электровозе, к одному устройству токосъема электровоза. Технический результат заключается в повышении безопасности движения поездов. 2 ил.

Система электрической тяги железных дорог, включающая неэлектрифицированный участок, содержащий рельсы, и электрифицированный участок, содержащий контактную сеть, включающую два контактных провода, тяговую подстанцию с трехфазным трансформатором, две фазы которого соединены соответственно с двумя контактными проводами, рельсы, соединенные с фазой трехфазного трансформатора, электровоз с тяговыми двигателями и с устройствами токосъема, закрепленными на электровозе с возможностью отделения их от контактных проводов, отличающаяся тем, что с целью получения питания тяговым двигателям при отключении устройств токосъема от контактных проводов в систему включена аккумуляторная батарея, дополнительно установленная на электровозе, соединенная через блок переключения с тяговыми двигателями и подключенная через подзарядное устройство, дополнительное установленное на электровозе, к одному устройству токосъема электровоза.