Автором данного изобретения уже были ранее предложены схемы наземного транспорта с бесконтактным электропитанием. Наибольший интерес представляет безрельсовый бесконтактный транспорт с тяговой сетью, расположенной под дорогой. Данное изобретение касается подвижного состава, предназначенного для питания от такой подземной сети.
Сущность изобретения заключается в оригинальном конструктивном выполнении самодвижущейся повозки и в общих чертах состоит в следующем. Нижняя часть повозки выполняется из высокоэлектропроводного металла в виде П-образного экрана, экранирующего своей горизонтальной частью внутренность повозки, а вертикальными частями - расположенные снаружи экрана (по его концам) колеса, двигатели и пр.; экран одновременно образует приемный контур совместно с горизонтально расположенными проводниками, посредством которых нижние концы вертикальных частей экрана замкнуты на конденсаторную батарею.
Внутри указанного приемного контура могут быть помещены горизонтально расположенные вспомогательные проводники, выделяющие часть площади приемного контура для образования вторичного контура, питающего через выпрямители тяговые двигатели. Далее, горизонтально расположенное проводники могут быть сделаны подвижными для настройки приемного контура в резонанс, с целью регулировки мощности, подводимой к тяговым двигателям.
Изложенная сущность изобретения поясняется схематическим чертежам, на котором изображена в перспективе принципиальная конструкция предлагаемой самодвижущейся повозки.
На чертеже 1-4 колеса; 5-6 тяговые двигатели, 7 - выпрямитель, питающий тяговые двигатели; 8 - слюдяные конденсаторы; 9 - экран, 10 - нижний проводник, замыкающий цепь приемного контура, 11 - проводник, отделяющий часть магнитного потока для питания выпрямительной цепи.
Верхняя часть кузова на чертеже не показана; конструкция ее зависит от назначения подвижного состава, является ли он пассажирским или грузовым. Конструкция же нижней части кузова является неизменной для всех типов.
Основанием повозки является экран 9, выполненный из высокопроводящего материала - красной меди, латуни, алюминия. Сбоку экран имеет форму буквы П, горизонтальная часть экрана образует днище экипажа, вертикальные стойки защищают от воздействия быстропеременнюго магнитного потока колеса, двигатели, передачу.
Такая конструкция экрана является простой и эффективной. Внутренность повозки полностью заэкранирована от быстропеременного магнитного потока и, таким образом, не может быть и речи о каком-либо воздействии высокочастотных полей на пассажиров или грузы.
Крайние боковые части экрана не допускают магнитный поток к колесам, и поэтому нет необходимости в принятии еще каких-либо мер для уменьшения потерь в металлических частях экипажа. Колеса, детали рулевого управления, тяговый двигатель (или двигатели), передача от двигателя к ведущим колесам, все это может быть выполнено из ферромагнитных материалов, так как все это защищено общим внешним экраном, и нет необходимости заботиться о предотвращении вихревых токов в каждой отдельной детали.
П-образный экран образует одновременно часть приемного витка. Цепь тока приемного контура замыкается проводниками 10, проходящими параллельно поверхности земли между нижними концами вертикальных стоек экрана. К одной из этих стоек горизонтальные проводники 10 прикреплены наглухо. Между второй стойкой и проводниками 10 включается конденсаторная батарея 8, настраивающая приемный контур в резонанс с бесконтактной тяговой сетью.
Для управления тяговым двигателем необходимо менять настройку приемного контура. В маломощном до 2 квт подвижном составе часто можно довольствоваться самым примитивным управлением, а именно замыкать накоротко или размыкать конденсаторную батарею. Для плавной настройки можно разбить батарею на отдельные секции, подключаемые контроллером или контакторами. Можно также настраивать приемный контур, перемещая нижний проводник и тем меняя индуктивность приемной цепи.
Предлагаемая конструкция сочетания приемного контура и электромагнитного экрана предопределяет систему расположения электродвигателя. Продольное расположение оси двигателя, как это принято в отечественных троллейбусах, неприменимо. Продольно размещенный двигатель будет «влезать» в зону распространения рабочего магнитного потока. Тяговый двигатель в предлагаемой конструкции с П-образным экраном должен быть расположен за экраном в непосредственной близости от колес.
Очень удобно применить два тяговых двигателя 5 и 6, оси которых параллельны или даже совпадают с осями колес. Такие двигатели образуют своей совокупностью задний мост машины. В этой конструкции одновременно отпадает необходимость в механическом диференциале.
Чем больше длина приемного витка, тем выше к. п. д. (при прочих равных условиях) при бесконтактной передаче энергии. Поэтому в предлагаемой конструкции колеса должны быть отнесены по возможности к самым концам экипажа. Невыгодно иметь в экипаже холостые концы, свешивающиеся за пределами колес. База экипажа (расстояние между передней и задней осью) должна быть возможно ближе к полной длине кузова. Трехосные конструкции применения не найдут.
Во многих случаях напряжение на тяговом двигателе желательно иметь меньше напряжения на конденсаторах приемного контура. Напряжение на конденсаторах может быть 1-1,5 кв, а на тяговых двигателях 100-200 в.
Для этого цепь; питающая выпрямитель тягового двигателя, выполняется таким образом, что она захватывает только часть магнитного потока, создаваемого приемной рамкой. На чертеже напряжение подводится к выпрямителю 7 от горизонтальных проводников 11, идущих параллельно проводникам 10, но расположенных дальше от поверхности земли и ближе к днищу экрана.
Проводники 11, питающие цепь силовых выпрямителей 7, могут быть расположены не только горизонтально, но и любым другим способом. Существенно только то, чтобы они отделяли от основного витка площадь, пронизываемую электромагнитным потоком, во столько раз меньшим полного потока через приемный поток, во сколько напряжение тягового двигателя меньше напряжения на конденсаторах.
1. Самодвижущаяся повозка для высокочастотного транспорта с бесконтактной передачей электрической энергии от подземной тяговой сети на повозку, отличающаяся тем, что нижняя часть повозки выполнена из высокоэлектропроводного металла в виде П-образного экрана 9, экранирующего своей горизонтальной частью внутренность повозки, а вертикальными частями - расположенные снаружи экрана (по его концам) колеса 1-4, двигатели 5, 6 и пр., и образующего приемный контур совместно с горизонтально расположенными проводниками 10, посредством которых нижние концы вертикальных частей экрана 9 замкнуты на конденсаторную батарею 8.
2. Форма выполнения повозки по п. 1, отличающаяся тем, что внутри приемного контура 9, 10, помещены горизонтально расположенные вспомогательные проводники 11, выделяющие часть площади приемного контура для образования вторичного контура, питающего через выпрямители 7 тяговые двигатели 5, 6.
3. Форма выполнения повозки по п. 1, отличающаяся тем, что горизонтально расположенные проводники 10 сделаны подвижными для настройки приемного контура 9, 10 в резонанс, с целью регулировки мощности, подводимой к тяговым двигателям.
