Пристрій для живлення електротранспортного засобу

Изобретение относится к троллейному электротранспорту, работающему в стесненных условиях, например, в ша хтных горных выработках, преимущественно там, где троллейный контактный провод для питания электровозов подвешивается на небольшой высоте, что создает опасность прикосновения к нему людей и поражения их электрическим током, а также возможность аварийного замыкания токопроводящими предметами разнополюсных контактных проводов между собой и на земле. Известно устройство питания рудничных контактных электровозов [1], в котором на троллейном контактном проводе установлено защитное ограждение, выполненное в виде желоба, образованного из отдельных секций, которые опираются на стойки, закрепленные на контактном проводе через пружины. Каждая секция желоба выполнена в виде двух параллельных пластин из пожаробезопасного электроизоляционного материала, перекрытых вверху корытообразным профилем. Нижняя часть секций желоба, обращенная к токосъемнику электровоза, открыта. Поскольку в указанном устройстве защитный желоб открыт снизу, то не исключена возможность прикосновения к контактному проводу в наиболее опасном направлении, кроме того, устройство не перекрывает контактный провод в местах его подвески в выработке, а также не может использоваться на искривленных участках. Таким образом, безопасность эксплуатации в описанном устройстве достигается лишь частично, с боковых направлений троллейной линии, что затрудняет использование троллейного электротранспорта в стесненных условиях горных выработок малого сечения. Известно также устройство для защиты от прикосновения к контактному проводу [2], представляющее собой защитный изоляционный кожух, укрепленный над контактным проводом на стойках, закрепленных на самом контактном проводе. Изоляционный кожух выполнен из двух свободно висящих щек, скрепленных над контактным проводом эластичными перемычками. В нижней части кожуха имеется щель для доступа токосъемника электровоза к контактному проводу. Для уменьшения щели кожуха в нижней части его щек установлены выпуклые внутрь кожуха изоляционные накладки. В данном устройстве также, как и в описанном ранее, несмотря на применение внутренних выпуклых накладок на эластичных щеках защитного кожуха, контактный провод доступен снизу, а также возможно увеличение нижней щели за счет расхождения эластичных щек под воздействием вентиляционной струи воздуха и при их раскачке под воздействием токосъемника движущегося электровоза на примыкающих к месту движения участках. В данном случае безопасность достигается также только частично и не обеспечивается возможность использования троллейного электротранспорта в стесненных условиях. В качестве прототипа принято устройство системы электроснабжения транспортного средства [3], имеющее расположенную вдоль пути оболочку с продольным уплотненным пазом, внутри которой укреплены токонесущие шины и помещена каретка с токосъемником, связанным гибким токопроводом, пропущенным через продольный уплотненный паз с токоприемником - силовой установкой транспортного средства. Каретка выполнена приводной от питаемого от токонесущи х шин линейного электродвигателя, индуктор которого укреплен на каретке, вторичный элемент размещен вдоль оболочки. Наличие в этом устройстве располагаемой внутри оболочки системы линейного электродвигателя требует увеличенного поперечного сечения оболочки, усложняет и утяжеляет конструкцию системы электроснабжения транспортного средства, а наличие продольного уплотненного паза, через который пропущен гибкий токопровод, снижает надежность и безопасность системы в целом при динамических деформациях и износе от трения как поверхности уплотнений паза, так и гибкого токопровода. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции устройства для питания электротранспортного средства, направленная на то, чтобы наружная поверхность троллейной части на всем ее протяжении, за исключением места, перекрываемого токосъемником, не находилась под напряжением, что обеспечивает безопасность эксплуатации. Поставленная задача решена тем, что в устройстве для питания электротранспортного средства, содержащем расположенную вдоль пути оболочку с токонесущей шиной и токосъемной кареткой внутри и сквозным продольным отверстием снизу, установленный на транспортном средстве токоприемник, согласно изобретению, оболочка выполнена в виде электроизоляционного желоба с крышкой, на внутренней стороне которой укреплена токонесущая шина, и с закрепленными в продольном отверстии, отстоящими друг от друга токопроводящими вставками, образующими прерывистый наружный токопровод, корпус токосъемной каретки выполнен из магнитного материала и снабжен электрически связанными между собой и подпружиненными в вертикальном направлении подвижными контактами, верхний из которых установлен с касанием токонесущей шины, а нижний - с прижатием, по меньшей мере, к двум токопроводящим вставкам, соприкасающимся снаружи с контактом токоприемника электротранспортного средства, на последнем укреплены ведущие постоянные магниты, расположенные напротив токосъемной каретки, при этом контакт токоприемника и ведущие постоянные магниты выполнены с продольными размерами, превышающими размеры нижнего контакта и корпуса токосъемной каретки на величину, соответствующую максимальному взаимному смещению токоприемника электротранспортного средства и токосъемной каретки в момент изменения скорости движения электротранспортного средства. Поскольку при такой конструкции наружный прерывистый токопровод, образованный токопроводящими вставками в днище закрытого желоба, находится под напряжением только на участке нахождения ведомой каретки, перекрываемом токосъемником, то на всем остальном протяжении наружная поверхность троллейной части не представляет собой опасность поражения электрическим током при прикосновении к ней. При этом превышение продольных размеров контакта токосъемника электротранспортного средства и ведущих постоянных магнитов над соответственно продольными размерами нижнего контакта и корпуса ведомой каретки на величину, соответствующую максимальному взаимному смещению токосъемника электротранспортного средства и ведомой каретки в моменты ускорения и замедления движения электротранспортного средства, обеспечивает компенсацию инерции ведомой каретки. Кроме того, верхний и нижний контакты токосъемной каретки выполнены в виде вкладышей, расположенных в вертикальном сквозном пазу в средней части ее корпуса, а для предупреждения воздействия электрического тока на корпус ведомой каретки, его верхняя поверхность и вертикальный сквозной паз снабжены электроизоляционным покрытием. Для уменьшения сопротивления движения ведомой каретки по краям корпуса токосъемной каретки выполнены поперечные горизонтальные сквозные и открытые снизу менее чем на полдиаметра, цилиндрические пазы с антифрикционными вкладышами, в каждом из которых установлено по два опорных шара. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, в разрезе Б-Б на фиг. 2. На фиг. 2 - предлагаемое устройство в разрезе по горизонтальной плоскости А-А, показанной на фиг. 1. На фиг. 3 представлен вид предлагаемого устройства в поперечном направлении по стрелке, указанной на фиг. 1. Устройство состоит из троллейной части и токосъемника электротранспортного средства. Троллейная часть представляет собой электроизоляционную оболочку, выполненную в виде желоба 1, перекрытого в верхней части крышкой 2, на внутренней стороне которой укреплена токонесущая шина 3, выполняющая роль контактного провода. В днище желоба 1 выполнено сквозное продольное отверстие, в котором укреплены изолированные друг от друга токопроводящие вставки 5, которые образуют прерывистый наружный токопровод. Технологически этот узел может быть выполнен в виде ряда сквозных отверстий (заменяющих одно продольное сквозное отверстие) с токопроводящими вставками 5, изолированными друг от др уга материалом 4 самого желоба 1. Внутри желоба 1 установлена подвижно ведомая каретка 6, имеющая корпус 7 из магнитного материала. В средней части корпуса 7 из магнитного материала. В средней части корпуса 7 ведомой каретки 6 выполнен вертикальный сквозной паз 8, в котором установлены подвижно, выполненные в виде вкладышей, контакты 9 и 10, изготовленные из токопроводящего и антифрикционного материала, например, меднографитовые. Вкладыши 9 и 10 соединены гибкой электрической перемычкой 11 и разжимаются пружиной 12. При этом верхний вкладыш 9 прижат к токонесущей шине 3, а нижний вкладыш 10 прижат, по меньшей мере, к двум токопроводящим вставкам 5. Верхняя поверхность и вертикальный сквозной паз 8 ведомой каретки 6 имеют электроизоляционное покрытие 13. В нижней части корпуса 7 ведомой каретки 6, по обе стороны от вертикального сквозного паза 8, выполнены поперечные горизонтальные сквозные и открытые снизу менее, чем на полдиаметра цилиндрические пазы 14, с антифрикционными вкладышами 15, в которых установлены по два опорных шара 16. На токосъемнике 17 электротранспортного средства (не показано) установлен контакт 18, примыкающий подвижно к токопроводящим вставкам 5 в днище желоба 1. По обе стороны желоба 1, напротив корпуса 7 ведомой каретки 6 на токосъемнике 17 укреплены ведущие постоянные магниты 19. Контакт 18 токосъемника 17 и ведущие постоянные магниты 19 выполнены с большими продольными размерами, чем нижний контакт 10 и корпус 7 ведомой каретки 6. Устройство работает следующим образом. При неподвижном положении электротранспортного средства ведомая каретка 6 внутри желоба 1 удерживается напротив токосъемника 17 электротранспортного средства благодаря магнитной связи корпуса 7 с ведущими постоянными магнитами 19 через стенки желоба 1. При этом создается возможность питания привода электротранспортного средства по цепи: токонесущая шина 3, верхний контакт 9, гибкая электрическая перемычка 11, нижний контакт 10 ведомой каретки 6, токопроводящие вставки 5, контакт 18 токосъемника 17 электротранспортного средства. В процессе движения электротранспортного средства синхронно с перемещением токосъемника 17 под воздействием его ведущи х магнитов 19 движется ведомая каретка 6. При этом поддерживается постоянная электрическая связь токосъемника 17 движущегося электротранспортного средства с токонесущей шиной 3 внутри желоба 1 через верхний контакт 9 ведомой каретки 6, который скользит по токонесущей шине 3 и электрически связанный с ним контакт 10 ведомой каретки 6, поочередно и непрерывно взаимодействующий с токоприводящими вставками 5 внутри желоба 1, по которым с наружной стороны желоба 1 поочередно и непрерывно перемещается контакт 18 токосъемника 17 электротранспортного средства. Поскольку токонесущая шина троллейной части расположена внутри оболочки - закрытого желоба и подвижная электрическая связь токосъемника электротранспортного средства с нею осуществляется постоянно через изолированные друг от друга токопроводящие вставки в днище желоба посредством контактов ведомой каретки, перемещаемой внутри закрытого желоба ведущими постоянными магнитами, то наружная поверхность троллейной части на всем ее протяжении, за исключением места, перекрываемого токосъемником, не находится под напряжением и безопасна при прикосновении к ней. Продольные размеры контакта токосъемника электротранспортного средства и ведущи х постоянные магнитов превышают продольные размеры нижнего контакта и корпуса ведомой каретки на величину, соответствующую максимальному смешению токосъемника электротранспортного средства и ведомой каретки, которое может возникать за счет инерции ведомой каретки при ускорениях и замедлениях электротранспортного средства. Это позволяет сохранить электрическую связь электротранспортного средства с токонесущей шиной внутри закрытого желоба на всех этапах движения. Выполнение верхнего и нижнего контактов ведомой каретки в виде вкладышей, расположенных в вертикальном пазу в средней части ведомой каретки, облегчает их монтаж и замену, а также позволяет стабилизировать их положение на криволинейных участках троллейной части. Опорные шары в сочетании с антифрикционными вкладышами, расположенные в поперечных горизонтальных сквозных и открытых снизу менее чем на полдиаметра цилиндрических пазах по краям нижней части корпуса ведомой каретки выполняет роль ее движителя нечувствительного к перекосам и позволяют снизить сопротивление движению ведомой каретки. Использование предложенного устройства позволит расширить область применения троллейных электротранспортных средств в стесненных условиях, например, в шахтных выработках малого сечения, в том числе в участковых выработках, где могут быть применены шахтные контактные электровозы, имеющие ряд конструктивных и эксплуатационных преимуществ по сравнению с применяемыми в этих условиях аккумуляторными электровозами, а также канатными тяговыми лебедками. Предлагаемое устройство может быть использовано при создании подвесных монорельсовых средств транспорта с автономным подвижным тяговым устройством, питаемым от троллейной системы и способным работать в разветвленной транспортной сети взамен монорельсовых дорог с канатным тяговым органом и стационарной лебедкой, способных работать только на одном транспортном маршруте каждая. При этом вместо нескольких канатных транспортных установок появляется возможность использования одного транспортного средства со свободным выбором маршрута, ограниченным только наличием троллейной системы. Кроме того, появляется возможность включения в подвижный состав грузоподъемных устройств с приводом, питаемым от троллейной системы, что позволит механизировать погрузочно-разгрузочные работы в любом месте на каждом транспортном маршруте.