Устройство для электроснабжения транспортного средства Советский патент 1985 года по МПК B60L5/08 

Изобретение относится к электрическому транспорту, может быть использовансэ при электроснабжении транспортных средств от трехфазной системы питания.

По основному авт.св. № 835851 известно устройство для электроснабжения транспортного средства, которое может быть использовано при электроснабжении транспортных средств от .трехфазной системы питания 11 .

Недостатком известного устройства является наличие коммутационных переходных процессов, обусловленных периодическим отключением и последующим включением обмоток индуктора на полное напряжение контактного рельса, возникающим при переходе токосъемных башмаков через изоляционные промежутки. Кроме того, при этом также периодически изменяются фазы обмоток индуктора. Частота возникновения указанных коммутационных процессов зависит от скорости движения и длины отдельных участков контактного рельса. При определённых соотношениях указанных факторов с учетом большой Индуктивности обмоток индуктора переходные процессы могут приоб рести незатухающий характер. В конечном итоге наличие коммутационных переходных процессов вызывает перенапряжение, дополнительные потери и перегрев обмоток, снижает надежность системы электроснабжения и долговечность тягового электродвигателя. Кроме того, такие системы электроснабжения имеют ограниченную область применения, так как наличие коммутационных переходных процессов делает непригодным эксплуатацию устройст где требуется постоянное и бесперебойное питание, например схем управления, трансформаторов, преобразователей частоты, которые могут быть размещены на транспортном средстве.

Цель изобретения -исключение коммутационных-переходных процессов.

Цель достигается тем, что устройство для электроснабжения транспортного средства снабжено дополнительной группой токос9,емных башмаков, сдвинутых относительно токосъег ных башмаков имеющейся группы вдоль контакного рельса на расстояние е.

где q - ширина изоляционного промежутка;f- - длина отдельного участка

контактного рельса; Ь - расстояние между имеющимися токосъемными башмаками и дополнительной группой токосъемных башмаков,

датчиками тока, подключенными к соотвествующим токосъемным башмаком, блоками коммутации фаз, каждый из которых имеет переключающие элементы и связанный с ним выходом элемент сравнения, входы которого подключены к датчикам тока соответствующей группы токосъемных башмаков, а выходы - к соответствующим переключающим элементам, .каждый из которых включен в цепь питания соответствующего токосъемного башмака.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Устройство содержит коьтактный рельс 1, который разбит на ряд равных участков 2, разделенных изоляционными промежутками 3, например, изоляционной вставкой или врздушным зазором. Участки 2 рельса 1 подключены к трехфазной системе питания 4 таким образом, что вдоль рельса 1 образован порядок чередования фаз А, В, С, А, В, С,...,А, В, С.

На контактном рельсе 1 установлены токосъемные башмаки 5 и 6, которые объединены в группы (на чертеже показано две группы) по три токосъемных башмака 5 и 6. Группа токосъемны башмаков 5 соединена с соответствующими фазами обмотки 7 индуктора 8 тягового электродвигателя через трехсекционный блок коммутации фаз 9,. состоящий из трех переключающих элементов 10 и элемента сравнения 11. Соответственно группа токосъемньпс башмаков 6 соединена с соответствующими фазами обмоток 7 индуктора 8 через аналогичный трехсекционный бло коммутации фаз 12, также состоящий из трех переключающих элементов 13 и элемента сравнения 14. К каждому элементу 10 и 13 подключены все фазы обмоток 7 индуктора 8 и один из токосъемных башмаков 5 или 6 группы. Расстояние между токосъемными башмакми 5 и 6 равно Q Ь & В . Группа 3 токосъемных башмаков 5 снабжена дат чиками тока 15, а группа токосъемны башмаков 6 - датчиками тока 16, например датчиками тока, которые вьдают сигнал на подключение токосъемных башмаков к соответствующим зам обмотки 7 индуктора 8 в момент нахождения данной группы токосъемных башмаков 5 или 6 на изоля1Д1Онны промежутках 3. Элемент сравнения 11(14) обеспечивает одновременное переключение всех элементов 10(13) группы токосъемных башмаков 5(6). Взаимное размещение токосъемных башмаков 5 и 6 может быть как черед щимся (см. чертеж), так и последова тельным, т.е. группа токосъемных ба маков 6 следует за группой токосъем ных башмаков 5 и расстояние между последним токосъемным башмаком 5 и первым 6. равно oi Ь С . Указанное расстояние выбрано из условия, что при нахождении, например, групп токосъемных башмаков 5 на изоляцион ных промежутках 3 группа токосъемны башмаков 6 буде- находиться на учас ках 2 рельса 1 и тем самым обеспечи вать бесперебойное энергоснабжение обмоток 7 индуктора 8 от системы пи ния 4. И наоборот, при нахождении на электроизоляционных промежутках 3 группы токосъемных башмаков 6 эне госнабжение обмоток 7 будет обеспечиваться через группу токосъемных башмаков 5. Соединение обмоток 7 индуктора 8 может быть как в треугольник, так и в звезду. Возможны различные варианты выпол нения блока коммутации фаз 9, 12, например бесконтактные. Устройство работает следующим .образом. При неподвижном транспортном средстве обмоткг 7 индуктора 8 через переключающие элементы 10, ,13 блоков коммутации фаз 9, 12, токосъемные башмаки 5, 6 и участки 2 рельса 1 .подключены к фазам А, В, С системы питания 4. С началом движения транспортного средства группы токосъемных башма-. ков 5, 6 движутся по участкам 2 рель са 1 и подают питание на соответству ннцие обмотки 7 индуктора 8. При наез 94 . - де группы токосъемных башмаков 5(6) на изоляционные промежутки 3 токосъемные. башмаки 5(6) обесточиваются и датчики тока 15(16) выдают сигнал на э;1емент сравнения 11 (14) . Элемент сравнения 11(14) подключает эту группу токосъемных башмаков 5(6) к тем фазам обмоток 7, к которым подключены секции 2, следующие за данными изоляционными промежутками 3 по ходу движения транспортного средства. Блок коммутации фаз 9(12) производит подключение токосъемных башмаков 5(6) к фазам обмотки 7 в той последовательности, в которой подключены участки 2 к системе питания 4 в направлении движения - в одном направлении движения это будет А, В, С, в другом - А, С, В. В момент нахождения одной группы токосъемных башмаков 5(6) на изоляционных промежутках 3 энергоснабжение обмоток 7 индуктора 8 будет происходить через другую группу токосъемных башмаков 6(5), что обеспечивает бесперебойное энергоснабжение индуктора 8 и исключает коммутационные переходйые процессы в обмотках 7. Переключение блока коммутации фаз 9(12) происходит в момент, когда он обесточен, что упрощает его конструкцию и сам процесс переключения. Таким образом, в предлагаемой конструкции исключены коммутационные переходные процессы в обмотках тягового электродвигателя - индуктор постоянно и бесперебойно подключен к одним и тем же фазам системы питания. Это исключит, работу двигателя в режиме периодического включения и выключения, постоянное переключение фаз, перенапряжения и перегрев обмоток и обеспечит нормальную работу тягового электродвигателя в длительном номинальном режиме, что повысит надежность и долговечность тягового электродвигателя. Кроме того, предлагаемое устройство можно применить для электроснабжения таких устройств, размещенных на транспортном средстве, как трансформаторы, преобразователи частоты, схемы управления и т.п., где необходимо постоянное и бесперебойное питание от одних и тех же фаз системы питания.

&

-7

rv v%/vw-l-

« VMMJ

(9

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА по авт.св. № 835851, отличающееся тем, что, с целью исключения коммутационных переходных процессов, оно снабжено дополнительной группой гокосъемных башмаков, сдвинутых относительно токосъемных башмаков имеющейся группы вдоль контактного рельса на расстояние О , где а - ширина изоляционного промежутка; ч - длина отдельного участка контактного рельса; Ь расстояние между имеющимися токосъемньми башмаками и дополнительной группой токосъемных башмаков датчиками тока, подключенными к соответствующим токосъемным башмакам, блоками коммутации фаз, каждый из которых имеет переключающие элементы и связанный с ним выходом элемент сравнения, входы которого подключены к датчикам тока (Л соответствукядей группы токосъемных башмаков, а вйходы - к соответствующим переключающим элементам, каждый из которых включе. в цепь питания соответствующего токосъемного башмака.

л

/5

uJ

/5

75

..

.«..

8

XI

5

Г

/б

/6

23 , /

/4

/

/1