Пристрій для безконтактного енергопостачання транспортного засобу

1. Пристрій для безконтактного енергопостачання транспортного засобу, що містить встановлений на транспортному засобі і орієнтований поздовж струмопроводу тягової мережі магнітопровід з поздовжнім пазом та обмоткою і рухомий феромагнітний якір, розташований із зазором відносно магнітопроводу, який відрізняється тим, що у магнітопроводі виконаний додатковий поздовжній паз, симетричний пазу, та встановлені додаткові якорі, кожний з яких закріплено поздовж магнітопроводу та поверх нього, причому вісь обертання кожного з якорів є вертикальною і знаходиться на поздовжній осі симетрії магнітопроводу. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що проміжки між магнітопроводом і рухомими феромагнітними якорями заповнені феромагнітною рідиною. Винахід має відношення до безконтактного енергопостачання транспортних засобів і може бути використаний в гірничій промисловості для підводу електроенергії через індуктивний зв'язок до транспортних засобів, що використовують у вибухонебезпечних середовищах. Відомий пристрій для безконтактного електропостачання транспортного засобу [А.с. СССР, №854767, кл. В60L5/38. Устройство для бесконтактного электроснабжения транспортного средства/ Ю.П. Швец, В.А. Смактин, В.И. Агафанов и др.// Бюллетень изобретений, №30, 1981], що має струмопровід тягової мережі у вигляді одновиткової первинної обмотки трансформатора, закріпленої на опорі феромагнітними стрічковими елементами, встановлений на транспортному засобі магнітопровід із зазором, охоплюючий розміщену на ньому вторинну обмотку, причому в зазорі магнітопроводу розміщено резервуар із феромагнітною рідиною, а в місцях входу та ви ходу з резервуар у стр умопроводу і феромагнітного стрічкового елемента встановлені магнітні ущільнення феромагнітної рідини. Недоліком такого пристрою є складність конструкції та низька ефективність, причина якої мала магнітна проникність феромагнітної рідини та зна чний за розміром зазор у магнітопроводі. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого винаходу є пристрій для безконтактного енергопостачання транспортного засобу [А.с. СССР, №114622А, кл. В60L5/00. Устройство для бесконтактного энергоснабжения транспортного средства/ М.В. Чашко, Н.Н. Следь, В.В. Махиня и др. // Бюллетень изобретений, №9, 1985], який має встановлений на транспортному засобі магнітопровід з поздовжнім пазом та обмоткою, розміщений поздовж струмопроводу та феромагнітний якір, причому якір встановлений на транспортному засобі коаксіальне з магнітопроводом із можливістю повороту відносно останнього, і має пази, виконані під кутом до поздовжнього паза магнітопроводу. Недоліками зазначеного пристрою є складна конструкція, значні (майже подвійні) витрати феромагнітного матеріалу та значна інерційність рухомого феромагнітного якоря, що змушує зменшувати швидкість руху транспортного засобу. В основу винаходу поставлено завдання удосконалення пристрою для безконтактного енергопостачання транспортного засобу, в якому шляхом іншого конструктивного виконання забезпечується спрощення конструкції, зменшення інерційності (19) UA (11) 79879 (13) C2 (21) a200510064 (22) 25.10.2005 (24) 25.07.2007 (46) 25.07.2007, Бюл. №11, 2007р. (72) Півняк Геннадій Григорович, Панченко Віктор Іванович, Рибалко Анатолій Якович, Дибрін Сергій Вікторович (73) НАЦІОН АЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) SU 1143622 A 07.03.1985 US 2004211636 A1 28.10.2004 US 5893437 A 13.04.1999 EP 1547851 A2 29.06.2005 SU 518388 A1 25.06.1976 SU 854767 15.08.1981 DE 10326614 A1 30.12.2004 UA 61006 A 15.10.2003 DE 165318 06.02.1904 3 79879 рухомих елементів, можливість керування рівнем взаємоіндукції між провідниками тягової мережі і обмоткою, що розміщена на транспортному засобі, і за рахунок цього робиться більш ефективною передача енергії транспортному засобу, збільшується швидкість його руху та зменшується вартість. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомому пристрої для безконтактного енергопостачання транспортного засобу в складі встановленого на транспортному засобі і орієнтованого поздовж струмопроводу магнітопроводу з поздовжнім пазом і обмоткою, рухомого феромагнітного якоря, розташованого із зазором відносно магнітопроводу, відрізняється тим, що у магнітопроводі зроблені додатковий поздовжній паз, симетричний пазу, та додаткові феромагнітні якорі, кожен з яких закріплено поздовж магнітопроводу та поверх нього із зазором, причому вісь обертання кожного з якорів зроблено вертикальною і на поздовжній осі магнітопроводу. Крім того, зазори між магнітопроводом і рухомими якорями заповнені феромагнітною рідиною. На Фіг.1 зображено вид зверху пропонованого пристрою з трьома якорями на Фіг.2 - поперечний переріз пристрою. Пристрій для безконтактного енергопостачання транспортного засобу має у своєму складі магнітопровід 1, зроблений з двох однакових частин з двома поздовжніми пазами 2 і 3 та обмоткою 4. Магнітопровід 1 розміщено на транспортному засобі 5 поздовж струмопроводів 6 і 7 тягової мережі, які закріплені на нерухомій опорі 8 за допомогою стрижнів 9 і 10 та заходять всередину магнітопроводу. Поздовж магнітопроводу 1 та поверх нього із зазором 14 розміщені феромагнітні якорі 11, наприклад, хрестоподібної форми. Якорі 11 зроблено з кільцевими отворами 12 в центрі їх симетрії і насаджені на штифти 13, нижня частина яких закріплена в тілі магнітопроводу 1 по його поздовжній осі. Контури бокових поверхонь якорів 11 у плані зроблені як дуги кола з радіусом, що відповідає відстані від поздовжньої осі магнітопроводу 1 до краю його верхньої частини. Якорі 11 розташовані поздовж магнітопроводу 1, звичайно, рівномірно; між осями сусідніх якорів визначена відстань l. Між верхньою поверхнею магнітопроводу 1 та нижньою поверхнею якорів 11 зазори 14 заповнені феромагнітною рідиною. Розмір зазору забезпечується товщиною розширення 15 нижньої частини штифтів 13. Ширину виступів у Фіг.1 якорів 11 зроблено не більшою ширини d середньої частини магнітопроводу. Місця розташування стрижнів 9 і 10 взаємно зміщені за напрямком струмопроводів 6 і 7 на відстань, не меншу за 2l. Кількість якорів 11 вибирають, виходячи із умови одержання визначеної взаємоіндуктивності струмопроводів 6 і 7 тягової мережі та обмотки 4, що розміщена на транспортному засобі. Пристрій для безконтактного енергопостачання транспортного засобу працює таким чином. Після ввімкнення живлення проводів 6 і 7 тягової 4 мережі від її струму обидві частини магнітопроводу 1 пронизує змінний магнітний потік, який проходить безпосередньо по колу: самому магнітопроводу, через два зазори 14, що заповнені феромагнітною рідиною, та по якорям 11. Електромагнітні сили, які виникають при цьому і діють на якорі 11, змушують останні зайняти положення, при якому одні бокові сторони якорів перпендикулярні пазам 2 і 3, а інші - паралельні цим пазам. В такому разі магнітний опір на шляху магнітного потоку буде найменшим. В обмотці 4 магнітний потік збуджує електрорушійну силу, завдяки чому отримуємо живлення тягового проводу транспортного засобу 5 і він має можливість рухатись. При руху транспортного засобу від дії зусиль з боку стрижнів 9 і 10 якорі 11 почергово змінюють своє положення відносно попереднього на кут 90°, тим самим забезпечуючи прохід стрижнів в пазах 2 і 3 магнітопроводу 1 з одночасним частковим практично незмінним перекриттям пазів. Останнє забезпечує достатньо велику взаємоіндуктивність струмопроводів 6 і 7 тягової мережі і обмотки 4, а також дозволяє зменшити магнітний потік розсіювання у верхній частині магнітопроводу 1. Поворот рухомих феромагнітних якорів 11 на кут 90° після їх контакту зі стрижнями 9, 10 та фіксація їх бокових частин за напрямком осей магнітопроводу (поздовжньої та поперечної) здійснюються при руху транспортного засобу у значній мірі силами магнітного поля від струму в обмотці енергоприймача. При взаємному зміщенні місць розташування стрижнів 9 і 10 (Фіг.1) контакт стрижня 10 з відповідним якорем 11 (паз 2) і поворот останнього на кут 90° відбуваються з деяким запізненням відносно контакту стрижня 9 з відповідним якорем 11 (паз 3). Завдяки цьому якорі 11 встигають зайняти положення стійкої рівноваги перед їх майбутнім контактом із стрижнями. Таким чином, забезпечується корисна дія одних і тих же якорів на обидва пази 2 і 3. Феромагнітна рідина, що заповнює зазори 14 між магнітопроводом 1 та якорями 11 зменшує магнітний опір магнітному потоку і виключає іскріння при влученні твердих частинок у зазначені зазори. У пропонованому пристрої замість одного масивного рухомого феромагнітного якоря (за прототипом) застосовано декілька значно менших за масою рухомих якорів, що спрощує конструкцію пристрою, зменшує його інерційність та витрати феромагнітного матеріалу. Крім того, спрощується монтаж та демонтаж рухомих феромагнітних якорів, що дає змогу легко змінювати в потрібному напрямку рівень взаємоіндуктивності проводів тягової мережі і обмотки енергоприймача транспортного засобу. У пропонованому пристрої рухомі феромагнітні якорі одночасно перекривають два пази магнітопроводу, що дозволяє мати два струмопроводи і, відповідно, магнітопровід з двох частин і завдяки тому збільшити ефективність енергопостачання транспортного засобу порівняно з прототипом. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 79879 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601