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

Изобретение относится к электрическому транспорту и может быть использовано при электроснабжении от многофазной системы питания. Известно устройство для электроснабжения транспортного средства, содержащее секционированньй контактньй рельс, выполненньшиз изолированных участков равной длины, причем каждый из трех, последовательно рас положенных участков подключен к соответствующей фазе трехфазной системы питания, и установленньй на транспортном средстве индуктор с обмотками, связанными посредством токосъемных элементов с участками контактного рельса l . Недостатком известного устройства является наличие коммутационных переходных процессов, обусловленных пе риодическим отключением и последующим включением обмоток двигателя на полное напряжение контактного рел са, возникающим при переходе токосъе ным башмаков через изоляционные промежутки. При этом периодически изменяют фазы обмоток двигателя. Частота возникновения указанных коммутационных процессов зависит ot скорости движения и длины отдельных участков контактного рельса. При определенных соотношениях указанных факторов, с учетом большой индуктивности обмоток двигателя, переходные процессы могут приобрести незатухающий характер. На личие коммутационных переходных процессов вызывает перенапряжения, допо нительные потери и перегрев обмоток, снижает надежность системы электроснабжения и долговечность тягового электродвигателя. Кроме того, такие системы электроснабжения имеют огран ченную область применения, так как наличие коммутационных процессов дел ет непригодным эксплуатацию устройства, где требуется постоянное и бес перебойное питание, например, схем управления, трансформаторов и преобразователей частоты. Цель изобретения - исключение ком мутационных переходных процессов. Указанная цель Достигается тем, что устройство для электроснабжения транспортногосредства, содержащее секционированньй контактньй рельс, выполненньй из изолированных участков равной длины, причем каждый из трех последовательно расположенных участков подключен к соответствующей фазе трехфазной системы питания, и установленный на транспортном средстве индуктор с обмотками, связанными с помощью токосъемных элементов с участками контактного рельса, сна- . бжено дополнительным токосъемным элементом, датчиками тока, подключенными к соответствующим токосъемным элементам, и блоками коммутации фаз, каждый из которых имеет управляющий и связанньй с ним переключающий элементы, причем каждьй переключающий элемент включен в цепь питания соответствующего токосъемного элемента, каждьй управляющий элемент подключен к соответствующему датчику тока, а токосъемные элементы установлены один от другого на расстоянии равномL 2/31 + d 1, где 1 - длина отдельного участка контактного рельса; d - длина изоляционного промежутка. На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит секционированньй контактньй рельс 1, которьй выполнен из секций 2 равной длины, разделенных изоляционными промежутками 3, например, прокладкой или воздушным зазором. Секции 2 подключены к трехфазной системе 4 питания таким образом, что вдоль рельса образован последовательней порядок чередования фаз А, В, С, А, В, С, ..., А, В, С. На -контактном рельсе 1 установлены четыре токосъемных элемента 5, электрически соединенных с соответствующими фазами обмотки 6 (которые могут быть соединены как в треугольник, так и в звезду) тягового двигателя 7 через блоки 8 коммутации фаз, каждьй из которых имеет управляющий 9и свяазнньй с ним переключающий 10элементы. Каждый управляницрй элемент 9 подключен к соответствующему датчику 11 тока, выдающему сигнал на переключение блоку 8 коммутации фаз в момент нахождения данного токосъемного элемента 5 на изоляционном промежутке 3. .Количество токосъемных элементов 5 и расстояние между ними L 2/31 + + d i 1 (где 1 - длина отдельной секции 2 контактного рельса 1, d - длина изоляционного промежутка 3 между секциями) выбрано из условия, что при движении транспортного средства (не показано) в любой момент времени по крайней мере только один из них находится на изоляционном промежутке 3, а остальные три токосъемных элемента 5 постоянно находятся на секциях 2 всех трех фаз и обеспечивают бесперебойное питание обмоток 6 Устройство работает следующим образом. В неподвижном состоянии обмотки 6 тягового двигателя 7 через переключающий элемент 10 блока 8 коммутации фаз, токосъемные элементы 5 и секции 2 контактного рельса 1 подключена к фазам А, В и С системы 4 питания. С началом движения транспортного сре ства токосъемные элементы 5 движутся по секциям 2 контактного рельса 1 и подают питание на соответствующие обмотки 6 двигателя 7, При наезде токосъемного элемента 5 на изоляцион ный промежуток 3 он обесточивается и датчик 11 тока вьщает сигнал Ьб этом на управляющий элемент 9, Последний с помощью переключающего элемента; 10 подключает токосъемный элемент 5 к той фазе обмоток 6, к ко торой подключена секция 2, следующая за данным изоляциоиньм промежут ком 3 по ходу движения транспортного средства. Каждый блок коммутации фаз 8 производит подключение токосъемных элементов 5 к фазам обмотки 6 в той последовательности, в которой йодклю чены секции 2 к системе питания 4 в направлении движения - в одном напра лении движения это будет А, В, С, в другом - А, С, В. В момент наезда токосъемного элемента 5 на изолйционный промежуток 3 к питанию фазы обмотки 6, с которой он соединен, подключается следукяций за ним токосъемный элемент 5, что обеспечивает бесперебойное питание фаз обмоток 6 и исключает коммутационные переходные процессы в обмотках 6 тягового двигателя 7. Переключение блока 8 коммутации фаз происходит в момент, когда он обесточен, что упрощает его конструкцию и сам процесс переключения. Возможны и другие варианты исполнения блока 8 коммутации фаз и датчика 11 тока, например бесконтактные. С целью исключения случайного обесто-. чивания и преждевременного переключения токосъемного элемента 5 его можно выполнить, например, составным как по Длине, так и по ширине контактного рельса 1. Таким образом, в предлагаемой конструкции устройства исключены коммутационные переходные процессы в обмотках тягового двигателя - обмотки постоянно и бесперебойно подключены к одним и тем же фазам системы питания. Это исключает работу двигателя в режиме периодического включения и выключения, постоянное переключение фаз, перенапряжение и перегрев обмоток и обеспечивает нормальную работу тягового двигателя в длительном номинальном режиме, что повышает надежность системы электроснабжения и долговечность тягового двигателя. Кроме того, исключение коммутационных переходных процессов расширяет область применения и делает уст-г ройство прийенимьо4 для электроснабжения таких устройств, размещенных на транспортном средстве, как, например, схемы управления, трансформаторы, преобразователи частоты, где необходимо постоянное и бесперебойное питание от одних и тех же фаз системы питания. . .

3;

L«:

9

Ю

9 /

/

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее секционированный контактньй рельс, выполненный из изолированных участков равной длины, причем каждый из трех последовательно расположенных участков подключен к соответ ствующей фазе трехфазной системы питания, и установленный на транспортном средстве индуктор с обмотками, связанньми с .помощью токосъемных элементов с участками контактного рельса, отличающееся, тем, что, с целью исключения переходных коммутационных процессов, оно снабжено дополнительньм токосъемным элементом, датчиками тока, подключенными к соответствукицим токосъемным элементам, и блоками Коммутации фаз, каждый из которых имеет управля1ощий и связанш 1й с ним переключающий элементы, причем каждый переключающий элемент включен в цепь питания соответствующего токосъемного элемента, каждый управляюа(ий элемент подключен к соответствующему датчику тока, а токосъемные элементы установлены один от другого, на расстоянии L, равном L 2/31 + d i 1, где 1 - длина отдельного участка контактного рельса; . d - длина издляционного промежутка.

И

,S J x2

/Z /5

,J