Пристрій для безконтактної передачі енергії на рухомий об’єкт

Пристрій для безконтактної передачі енергії на рухомий об'єкт, що складається з розміщеного на рухомому об'єкті енергоприймача з двома плоскими котушками, з'єднаними між собою послідовно-зустрічно, та тягової мережі з двох проводів, де C2 1 3 89282 4 хню струмопровідним шаром (перший провід), а дів 1. Трубу 2 приєднано нерухомо до стелі гірниплоска котушка енергоприймача при цьому зробчої виробки 3 за допомогою стрижнів 4. По осьовій лена з двох половин, з'єднаних між собою послілінії труби 2 розміщено другий провід 5 (Фіг.1, 2) довно-зустрічно. Другий провід, що всередині трумережі, зроблений як високочастотний кабель. би, зроблено роздвоєним і його частини Провід 5 посередництвом кріплень 6 приєднано розміщено симетрично відносно горизонтальної через певні проміжки до труби 2. осі труби і по обидві сторони від плоскої котушки Елементарні проводи 1, які розташовані на енергоприймача. однакових відстанях від горизонтальної осі труби, Крім того, електропровідний прошарок (пер2 об'єднано в групи (на Фіг.1 і 2 показано дві групи ший провід) може бути зроблено у вигляді кількох X і Y, проводи 1 в яких позначено, відповідно, А, В, окремих, симетрично розташованих і закріплених у С, D і а, b, c, d). Уздовж мережі кожна група провостінці, або зовні труби елементарних проводів, які дів розділена на окремі секції (на Фіг.1 показано з'єднані між собою на початку і в кінці мережі. три секції, позначені цифрами І, II і III) відповідної Недоліками зазначеного пристрою є значні довжини, яка може бути різною для різних секцій. втрати потужності у першому проводі тягової меПроводи 1 на початку і в кінці кожної секції з'єднані режі від вихрових струмів, що викликані магнітним між собою. Між сусідніми секціями та в другий потоком котушок енергоприймача та значний індупровід 5 мережі, приблизно в одних і тих же місцях ктивний опір мережі, що приводить до зменшення (по довжині), ввімкнено конденсатори 7, ємність передаваемої мережею потужності. яких вибрана за умови забезпечення в тяговій меВ основу винаходу поставлено завдання удорежі стану резонансу напруг. сконалення пристрою для безконтактної передачі В кінці мережі виводи останніх по довжині секенергії на рухомий об'єкт, в якому шляхом зміни цій (на Фіг.1 це секції III груп X і Y) з'єднані з друсхеми ввімкнення проводів тягової мережі до джегим проводом 5. На початку мережі групи проводів рела струму та вводом конденсаторів у проводи 1 приєднані до перших виводів джерел високочасмережі, забезпечується зменшення втрат потужтотного струму 8 і 9 (Фіг.1), другі виводи яких з'єдності від вихрових струмів у проводах мережі та нано з проводом 5. Кількість джерел струму відпозростання передаваємої мережею потужності і, за відає кількості груп елементарних проводів. рахунок цього, досягається більш ефективна пеЕнергоприймач пристрою зроблено з двох коредача енергії рухомому об'єкту, та наростає коетушок 10 і 11 (Фіг.2). Котушки в плані мають пряфіцієнт корисної дії. мокутну форму (на Фіг.2 не показано); ширину коПоставлене завдання вирішується тим, що у тушок вибрано меншою радіуса труби 2 і такою, відомому пристрої для безконтактної передачі що забезпечує допустиме взаємне зміщення тягоенергії на рухомий об'єкт, у складі розміщеного на вої мережі і енергоприймача; довжину котушок по об'єкті енергоприймача з двома плоскими котушнапрямку мережі зроблено меншою довжини елекками, з'єднаними між собою послідовно-зустрічне, тровоза. Котушки розміщено по горизонтальній та тягової мережі з двох проводів, де перший поперечній осі труби 2 по обидві сторони від прозроблено з окремих елементарних проводів, рівводу 5 і з відповідними проміжками і закріплено на номірно розподілених і закріплених на трубі з ізопідставці 12. Між собою котушки 9 і 10 з'єднано ляційного матеріалу, а другий - розміщено по послідовно-зустрічне (на Фіг.2 не показано). осьовій лінії труби в проміжку між плоскими котушВ нижній частині труби 2 зроблено проріз по ками енергоприймача, причому, проводи підклювсій довжині мережі, через який всередину труби чені до джерела струму на початку мережі і з'єдвведено стояк 13 (Фіг.2). За допомогою останнього нані між собою в кінці її, а трубу зроблено з підставку 12 з котушками 10 і 11 закріплено на поздовжнім прорізом по всій довжині мережі, згідрухомому об'єкті 14. но з винаходом, з елементарних проводів електПропонований пристрій працює таким чином. ропровідного прошарку, розташованих на однакоПісля введення в робочий режим джерел струму 8 вих відстанях від горизонтальної осі труби, і 9 у проводах 1 і 5 тягової мережі виникає змінний створено окремі групи, розділені уздовж мережі на струм, причому струм у проводі 5 є сумою струмів секції відповідної довжини, причому на початку і в джерел живлення 8 і 9. Вказані струми створюють кінці кожної секції елементарні проводи з'єднані у навколишньому середовищі змінне магнітне поміж собою, а між сусідніми секціями і в другий проле. В зоні знаходження енергоприймача рухомого від мережі ввімкнені конденсатори, та введено, об'єкта магнітний потік тягової мережі пронизує відповідно числу груп, додаткові джерела струму, котушки 10 і 11 і викликає в них електрорушійну кожний з яких приєднано до виводів зазначених силу, яка живить двигуни рухомого об'єкта. груп та до другого проводу мережі. При роботі рухомого об'єкта виникає струм в Сутність пропонованого пристрою пояснюєтькотушках 10 і 11 енергоприймача і відповідний ся рисунками. На Фіг.1 зображено схему ввімкненмагнітний потік. Частина цього потоку (потік розсіня проводів тягової мережі до джерел струму; на ювання) пронизує короткозамкнені контури з елеФіг.2 - поперечний переріз пристрою. ментарних проводів 1, що може викликати в них Пристрій містить енергоприймач та тягову мевихрові струми і, відповідно, додаткові втрати порежу з двох проводів. Перший провід зроблено у тужності. Для суттєвого зменшення вихрових вигляді електропровідного прошарку з окремих струмів, елементарні проводи 1, які розташовані елементарних проводів 1 (Фіг.1, 2), рівномірно рона однакових відстанях від горизонтальної осі трузподілених по колу і закріплених на трубі 2 (зовні би 2, об'єднано в окремі групи. Зменшення розміру або всередині) з ізоляційного матеріалу. На Фіг.1, вихрових струмів у цьому разі зумовлено тим, що 2, як варіант, показано вісім елементарних провонапруженість електричного поля в елементарних 5 89282 6 проводах 1 мережі від магнітного поля котушок які віддалені від горизонтальної осі труби 2 на оденергоприймача визначається співвідношенням накові відстані. Тому, в електричних контурах, створених елементарними проводами 1, однаково n віддаленими униз та угору від горизонтальної осі ln r1 / r2 - векторний Ε=- A/ t, де A A z 0 i / 4 труби 2, ЕРС не виникає. Так, у проводах А і В, 1 ЕА=ЕВ і еАВ=0, що виключає можливість появи випотенціал магнітного поля; Аz - складова векторнохрових струмів у контурах із цих елементарних го потенціалу по напрямку мережі; i - миттєве знапроводів. По вказаній причині вихрові струми не чення струму котушок; r1,r2 - відстані від конкретновиникнуть і в контурах із елементарних проводів С го проводу 1 до провідників лівої та правої сторін і D, А і D, В і С, що дає привід об'єднати проводи котушок 10 та 11; n - число витків у котушках енерА, В, С, D в окрему групу X , з'єднуючи їх взаємногоприймача. паралельно у кожній секції мережі (Фіг.1). Такий же Електрорушійна сила (ЕРС), яка виникає в ковисновок можна зробити і відносно елементарних нтурі з двох елементарних проводів, наприклад, А проводів a, b, c, d, об'єднуючи їх в групу Y. і В. Ввімкнення джерел струму 8 і 9 (Фіг.1) в електричні кола груп X і Y елементарних проводів 1 e AB Edl E A dl E B dl , виключає виникнення вихрових струмів у контурах le le із проводів, що входять до складу різних груп, наприклад, X і Y, по причині значного за розміром внутрішнього опору джерел 8 і 9. де ЕА, ЕВ - напруженість електричного поля в Розподіл груп витків на окремі секції по довпроводах А і В, відповідно; lе - довжина котушки жині мережі та ввімкнення між секціями і в другий енергоприймача. провід 5 конденсаторів 7 відповідної ємності дає При рівномірному розподілу елементарних змогу забезпечити в електричних колах груп витків проводів 1 по периметру труби 2, розташуванні стан резонансу напруг, що значно збільшує потужкотушок 10 і 11 енергоприймача симетрично відність, яка передається рухомому об'єкту. носно проводу 5 і так, що їх горизонтальні вісі співпадають з відповідною віссю труби 2, відношення r1/r2 будуть однаковими для тих проводів 1, 7 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 89282 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601