Пристрій для передачі електромагнітної енергії на електровоз

1. Пристрій для передачі електромагнітної енергії на електровоз, який містить тягову мережу з окремих, послідовно з'єднаних, прямокутних за формою котушок, сформованих з прямого та зворотного кабелів мережі шляхом їх взаємного почергового перетину, та енергоприймач з магнітопроводом із окремих секцій, тобто полюсів, кількість яких виконана парною, і обмоткою, сполученою посередництвом випрямляча з ємнісним накопи C2 2 (19) 1 3 ча орієнтовані взаємно паралельно і перпендикулярно напрямку руху електровоза. Магнітопровід розділено на окремі секції, числом не менше чотирьох, а обмотку за допомогою випрямляча з'єднано з ємнісним накопичувачем енергії. Недоліком зазначеного пристрою є малий розмір взаємоіндуктивності тягової мережі з енергоприймачем. В основу винаходу поставлено завдання по удосконаленню пристрою для передачі електромагнітної енергії на електровоз, в якому шляхом внесення змін у конструкцію та введенням нових елементів забезпечується зменшення опору на шляху магнітного потоку тягової мережі та підвищення надійності роботи вузла тягова мережа - енергоприймач і за рахунок цього досягається більш ефективна передача енергії на електровоз. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомий пристрій для передачі електромагнітної енергії на електровоз, який містить тягову мережу, зроблену з окремих, послідовно з'єднаних, прямокутних за формою котушок, зформованих з прямого та зворотного кабелів мережі шляхом їх взаємного почергового перетину, та енергоприймач з магнітопроводом із окремих полюсів, кількість яких зроблено парною, і обмоткою, сполученою посередництвом випрямляча з ємнісним накопичувачем енергії, причому витки обмотки розподілено по полюсам і з'єднано між собою послідовно-зустрічне, згідно з винаходом, введено другий енергоприймач з магнітопроводом та обмоткою, розташований дзеркально симетрично першому і з проміжком, в якому розміщено котушки тягової мережі, а магнітопроводи обох енергоприймачів в їх нижніх частинах сполучено між собою феромагнітним ярмом. Крім того, згідно з винаходом, котушки тягової мережі зроблено так, що місця перетину прямого та зворотного кабелів розташовані з одного боку, а саме - з боку вводу котушок мережі у проміжок між енергоприймачами. Крім того, згідно з винаходом, котушки тягової мережі зроблено покритими листовим діелектриком зі сторін, площини яких паралельні поверхням полюсів. Крім того, згідно з винаходом, по краям та між полюсами магнітопроводів першого та другого енергоприймачів розміщено труби із щілинними соплами з можливістю приєднання до джерела стисненого повітря. Сутність пропонованого пристрою пояснюється кресленнями. На фіг. 1 зображено тягову мережу з окремих котушок без бокового покриття; фіг. 2 - вид зверху на пристрій; фіг. 3 поздовжній переріз пристрою по А-А без тягової мережі; фіг. 4 - поперечний переріз пристрою по ББ. Пристрій має у своєму складі тягову мережу з прямокутних котушок 1 (фіг. 1, 2, 4), сформованих з прямого 2 та зворотного 3 кабелів мережі шляхом їх взаємного почергового перетину, причому, котушки можуть бути зроблені одновитковими та багатовитковими і розміщені у вертикальній або горизонтальній площинах. На фіг. 1 показано одновиткові котушки, розміщені в горизонтальній 94243 4 площині. До складу пристрою входять перший енергоприймач 4 та, розміщений дзеркально симетрично йому, другий енергоприймач 5 з проміжком 6 між ними (фіг. 2, 3, 4). Кожний з енергоприймачів зроблено з обмоткою та магнітопроводом з окремих полюсів (осердь) 7 та з'єднуючих їх бокових ярем 8. На полюсах 7 закріплено котушки 9 (фіг. 2, 4) обмотки енергоприймача, які ввімкнено між собою послідовнозустрічне. Полюси 7 можуть бути, як варіант, циліндричними за формою (фіг. 3). Між собою обмотки першого та другого енергоприймача можуть бути ввімкнені послідовно або паралельно і в такому стані приєднані до випрямляча 10, послідовно з яким ввімкнено ємнісний накопичувач енергії 11 (фіг. 5). До вихідних клем останнього приєднані кола живлення двигунів 12 електровозу. Кількість полюсів 7 (фіг. 2, 3) у кожному з енергоприймачів 4 і 5 вибрано парною. Кожний з полюсів 7 обладнано полюсними наконечниками 13. Бокові ярма 8 магнітопроводів обох енергоприймачів в їх нижніх частинах сполучено між собою феромагнітним ярмом 14 (фіг. 3, 4). У повітряному проміжку 6 з боку, протилежному ярму 14, розташовано котушки 1 тягової мережі (фіг. 2, 4) які сформовано так, що місця перетину прямого 2 та зворотного 3 кабелів розміщені з одного боку котушок (на фіг. 1, 4 - з верхнього)і знаходяться за межами проміжку 6. Котушки тягової мережі, з сторін, площини яких паралельні поверхням полюсів 7 (і полюсних наконечників 13), зроблено покритими щільним листовим діелектриком 15 (фіг. 2), товщина якого значно менша діаметра кабелів 2 і 3 мережі. Між полюсними наконечниками 13 магнітопроводу першого та другого енергоприймачів розміщено труби 16 (фіг. 2, 3) з щілинними соплами 17. В свою чергу труби 16 сполучено з цільними трубами 18, які приєднано до джерела стисненого повітря, наприклад, компресора. Котушки 1 тягової мережі прикріплено нерухомо до стелі 19 гірничої виробки за допомогою стрижнів 20 (фіг. 4). Пристрій для передачі електромагнітної енергії на електровоз працює таким чином. Після ввімкнення тягової мережі до джерела живлення змінним струмом у кожній із котушок 1 виникає змінний магнітний потік, причому, напрям потоку сусідніх котушок взаємно протилежний. При збігу осей котушок 1 та полюсів 7 магнітний потік кожної із котушок 1 мережі має змогу проходити двома шляхами. Перший (показано пунктиром на фіг. 2) із верхнього крайнього, ліворуч, полюса 7 першої пари по верхньому ярму 8 у наступний, праворуч, полюс 7 другої пари. Далі, через полюсні наконечники 13 другої пари полюсів, другий повітряний проміжок 6 і нижній полюс 7 у ярмо 8, з якого по нижньому, ліворуч, полюсу 7, полюсних наконечниках 13 першої пари і першому повітряному проміжку у початкову точку Другий (показано пунктиром на фіг. 4) - із лівого полюса 7 через полюсні наконечники 13, повітряний проміжок 6 і правий полюс 7 у бокове ярмо 8 (праворуч) і, далі, по феромагнітному ярму 14 у ярмо 8 (ліворуч) і в по 5 чаткову точку - полюс 7. При цьому магнітний потік пронизує котушки 9 обмоток енергоприймачів 4 і 5, що викликає в них електрорушійну силу (ЕРС). Напрямок ЕРС в котушках сусідніх полюсів взаємно протилежний, тому для одержання арифметичної суми, тобто максимального значення ЕРС обмоток, котушки сусідніх полюсів з'єднано послідовно-зустрічне. З'єднані між собою обмотки (як варіант, кожна обмотка може бути використана окремо) обох енергоприймачів живлять посередництвом випрямляча 10 ємнісний накопичувач енергії 11 і, далі, двигуни 12 електровоза, забезпечуючи його рух. При зміщенні котушок 1 мережі по її довжині відносно вказаного початкового положення на половину ширини котушки, полюси 7 пронизують однакові за рівнем і протилежні за напрямком магнітні потоки від двох сусідніх котушок мережі. ЕРС на виході обмоток енергоприймачів у цьому випадку близька до нуля, а двигуни 12 електровоза одержують живлення від ємнісного накопичувача енергії 11. В проміжних положеннях котушок 1 тягової мережі відносно полюсів 7 ЕРС на виході обмоток енергоприймачів забезпечує живлення як двигунів електровоза, так і ємнісного накопичувача. Завдяки введенню в конструкцію пристрою другого енергоприймача та феромагнітного ярма, з'єднуючого магнітопроводи обох енергоприймачів, значно зменшено опір на шляху 94243 6 магнітного потоку тягової мережі. При цьому, збільшується взаємоіндуктивність мережі з обмотками енергоприймачів, що дає змогу зменшити число витків у обмотках енергоприймачів порівняно з прототипом. Виконання котушок тягової мережі таким чином, що місця перетину прямого та зворотного кабелів розташовані з одного боку, а саме - з боку вводу котушок у проміжок між енергоприймачами, дозволяє зменшити розмір проміжку до значення близького до діаметра кабелю та полегшити введення котушок мережі у зазначений проміжок. Зменшення розміру проміжку також дозволяє збільшити взаємоіндуктивність тягової мережі з обмотками енергоприймачів. При наявності струму в кабелях 2 і 3 тягової мережі виникає електромагнітна сила, яка діє на кабелі в напрямку до полюсів 7 енергоприймачів і намагається притиснути кабелі до полюсних наконечників 13. Введення у конструкцію енергоприймачів системи труб, які з одного боку сполучені із джерелом стисненого повітря, а з іншого - закінчуються щілинними соплами, дає змогу завдяки дії стисненого повітря з протилежних сторін на котушки тягової мережі запобігти притисканню котушок до полюсних наконечників. Для забезпечення ефективної дії стисненого повітря котушки тягової мережі зроблено покритими тонким листовим діелектриком зі сторін, які входять у повітряний проміжок. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 94243 8 Підписне Тираж 23 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