Линейный электропривод для рельсового транспортного средства

Линейный электропривод для рельсового транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Линейный электропривод для рельсового транспортного средства относится к транспортным средствам, может быть использован для работы на горизонтальных и наклонных участках, например, при разработке месторождений нефти, газа на шельфе шахтным способом и обеспечивает повьшение тягового усилия. Транспортное средство содержит закрепленные на корпу

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) 111>

ВСТР!-".1, !!, . 13,, Ц

Цд1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) -3806913/31-11 (22) 31 ° 10.84 (46) 23.01.87. Бюл. Р 3 (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г.В ° Плеханова (72) Г.Г. Мирзаев, A.Ã. Протосеня, А,В. Рысьев и А.Ф. Борознец (53) 629.439:621.323(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1111235, кл. Н 02 К 4 1/025, 1983.

1д11 4 В 60 I. 13/02 Н 02 К 41/025 ° (54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ДЛЯ

РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Линейный электропривод для рельсового транспортного средства относится к транспортным средствам, может быть использован для работы на горизонтальных и наклонных участках, например, при разработке месторождений нефти, газа на шельфе шахтным способом и обеспечивает повышение тягового усилия, Транспортное средство содержит закрепленные на корпу12848 се 3 индуктор 4 и ротор 5 линейного асинхронного двигателя 6. Ротор 5 установлен в направляющих 7 с возможностью перемещения относительно индуктора 4 вдоль продольной оси линейного асинхронного двигателя 6 и снабжен электромагнитами 8 с подпружиненными цилиндрическими полюсными наконечниками 9. На базе выключателей для ограничения перемещения ротора 5 относительно индуктора 4 при небольших выбегах выполнено устройст- во 13 управления, установленное на транспортном средстве. Постоянство

58 зазора между индуктором 4 и ротором

5 обеспечивается дистанционными роликами 21. Торцы электромагнитов снабжены амортизаторами. Опорная пли- та 32 обеспечивает свободное перемещение в пазу 34 по направляющей ? ротора 5.и электромагнита 8 с катушкой постоянного тока, которая выталкивает свободные концы 36 полюсных наконечников 9 в выемки 11 опор

10 на рельсах 1 путевого полотна 2, а пружинами эти наконечники возвращаются обратно в полюсные наконечники. i з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано для работы на горизонтальных участках и наклонных участках, например, при разработке месторождений нефти, газа на шельфе шахтным способом.

Цель изобретения — повышение тягового усилия. t0

На фиг ° 1 схематично представлено рельсовое транспортное средство, обI щий вид; на фиг.2- то же, вид сверху; на фиг. 3 — индуктор и ротор в изометрии; на фиг. 4 — размещение ин- 15 дуктора на экипаже; на фиг. 5 — электромагнит, разрез; на фиг. б — полюсный наконечник, разрез.

Транспортное средство установлено 20 на рельсы 1 путевого полотна 2 и содержит закрепленные на корпусе 3 индуктор 4 и ротор 5 линейного асинхронного двигателя 6 и направляющие

7, в которых ротор 5 установлен с возможностью перемещения относительно индуктора 4 вдоль продольной оси линейного асинхронного двигателя 6.

Ротор 5 снабжен электромагнитами 8 с подпружиненными цилиндрическими 30 полюсными наконечниками 9, выполненными из стали. Рельсы 1 путевого полотна 2 снабжены жестко прикрепленными металлическими опорами 10 с выемками 11 в центре, обращенными в сто-g5 рону подпружиненных полюсных наконечников 9.

На транспортном средстве установлены устройства блокировки 12 и управления 13 ° Устройство 12 блокировки выполнено на базе блок-контактов, представляющих собой конечный выключатель.

Устройство 13 управления выполнено на базе выключателей для ограничения перемещения ротора 5 относитель. но индуктора 4 при небольших выбегах, а для определения размеров хода ротора 5 относительно индуктора 4 в устройство 13 управления встроена измерительная фотокамера 14.

Многофазная обмотка 15 индуктора

4 выполнена состоящей из двух одинаковых равных по длине частей 16 и 17 и уложена в кольцевые пазы 18 магниI топровода 19, выполненного -из шихто- ванной электротехнической стали, а ротор 5 выполнен также из электротехнической стали и имеет короткозамкнутую обмотку 20, выполненную из алюминия или медного листа.

Постоянство зазора между индуктором 4 и ротором 5 обеспечивается дистанционными роликами 21, выполненными из износоустойчивого немагнитного материала, например из высокопрочного капрона.

Торцы 22 электромагнитов снабжены амортизаторами 23, выполненными из упругого износоустойчивого материала, например из пластика или резины, а в отверстиях 24 с подшипниками 25 сколь3 1284858 жения расположены полюсные наконечники 9 °

Рама 26 экипажа 27 опорами 28 и полуосями 29 опирается на колеса 30 и рельсы 1 путевого полотна 2, а сцепки 31, расположенные на торцах индуктора 4, служат для соединения с другим. экипажем или вагонами железнодорожного транспорта. /

Опорная плита 32 с роликами 33 10 обеспечивает свободное перемещение в пазу 34 по направляющей 7 ротора .5 и электромагнита 8 с катушкой 35 постоянного тока, которая выталкивает свободные концы 36 полюсных наконечников 9 в выемки 11 опор 10 на рельсах 1 путевого полотна 2, а пружинами 37 эти наконечники возвращаютСя обратно в полюсные наконечники.

Криостат 38 служит для охлаждения катушки 35 электромагнита 8 для придания катушке 35 сверхпроводимости и увеличения силы магнитного притяжения между полюсными наконечниками 9 и рельсами 1 с выступами 10.

Ротор 39 с электромагнитами 40 и подпружиненными полюсными наконечниками 41 имеет ту же конструкцию, что и полюсные наконечники 9, которые своими свободными концами 42 упираются в выемки 11 опор 10 на рельсах 1 путевого полотна 2.

Ротор 39 имеет опорную плиту 43 с роликами 44 для свободного перемещения в пазу 45 направляющей 46.

Электромагнит 40 имеет ту же конструкцию, что и электромагнит 8 для электромагнитной фиксации ротора

39 относительно рельса 1 путевого поло%на 2 устройства в процессе работы.

Длина индуктора 4 линейного асинхроннного двигателя б определяется из соотношения

Т.=2(Х +Х ), где L — длина индуктора, м; — длина ротора, м;

Š— длина шага перемещения, м.

Торцы 47 электромагнитов 40 снабжены амортизаторами 48 той же конструкции, что и амортизаторы 23. Индуктор 4 разделен на две части: левую 49 и правую 50 со своими обмотками 16 и 17. Ротор 39 установлен с возможностью линейного перемещения

55 относительно индуктора 4 вдоль его продольной оси и имеет короткозамкнутую обмотку 51, выполненную, например, из медного или алюминиевого листа, прикрепленного неподвижно к внешней ферромагнитной части 52, Устройство работает следующим образом.

Для того, чтобы движение транспортного средства было непрерывным, что необходимо для движения в выработках шахт со значительными углами наклона, тяговое усилие, развиваемое линейным асинхронным двигателем

6, является непрерывным; для чего используются оба ротора 5 и 39 по очереди. Благодаря тому, что индуктор 4 имеет обмотку 15 многофазного тока, состоящую из двух одинаковых частей 16 и 17, создается возможность получать линейно-бегущее магнитное поле в левой 49 и правой 50 частях индуктора 4 по очереди: в начале движения включается левая часть 49 индуктора 4,,а затем, как совершится движение транспортного средства на длину шага перемещения, включается часть 50 индуктора 4, имеющего обмотку 17 многофазного тока. При этом при включении обмотки 16 в левой части 49 индуктора 4 (фиг. 4) .возникает линейно-бегущее магнитное поле, кото" рое в части 49 индуктора 4 создает тяговое усилие, в результате чего при заторможенном роторе 5 индуктор

4, вместе с ним и все транспортное средство начинает перемещаться на колесах 30 вдоль рельсов 1 путевого полотна 2. Перемещение подвижного элемента, которым является индуктор

4 вместе с рамой 26 экипажа 27, а также опор 28 с полуосями 29 и колесами 30 происходит в сторону, противоположную направлению линейно-бегущего магнитного поля части 49 индуктора 4.

Надежная фиксация ротора 5 к рельсам 1 осуществляется электромагнитами 8. При включении катушек 35 электромагнита 8 в сеть постоянного тока полюсные наконечники 9 своими свободными концами 36 притягиваются к рельсам 1 и занимают фиксированное ndho- жение в выемках 11 опор 10, обращенных в сторону транспортного средства.

Пружины 37, соединяющие полюсные наконечники 9 с телом электромагнита

8, растягиваются. Таким образом, про84858 6

0 !

Режим работы устройства, а также длина хода ротора 5 и 39 осуществляется за счет устройства 13 управления, оснащенного автоматической измерительной фотокамерой 14 с управлением от 3BN.

Пусть ротор 5 и ротор 39 находятся в левом крайнем положении относительно левой 49 и правой 50 частей индуктора 4 вместе со своими электромагнитами 8 и 40 (фиг. 5). При вклюI чении криостата 38 с помощью устройства 13 управления и катушек 35 электромагнита 8 в сеть постоянного тока полюсные наконечники 9 своими свободными концами 36 притягиваются к рельсам 1 и размещаются в выемках 11 опор 10, расположенных неподвижно на рельсах вдоль путевого полотна 2.

Таким образом, происходит надежная фиксация ротора 5 на рельсах 1.

Электромагнит 40 ротора 39 в это время обесточен и находится в левом крайнем положении части 50 индуктора 4 вблизи середины индуктора 4, поэтому ротор 39 не имеет зацепления с рельсом 1, а ротор 5 соединяется с рельсом 1 свободными концами 36 полюсных наконечников 9.

При включении обмотки 16 левой части 49 индуктора 4 образуется линейно-бегущее магнитное поле, индуктирующее ЭДС и ток в обмотке 20 ротора 5. В результате взаимодействия линейно-бегущего магнитного поля левай части 49 индуктора 4 с токами ротора 5 индуктор 4 вместе с .экипажем 27 приходит в линейное движение

I вдоль путевого полотна 2. При этом вместе с индуктаром 4, состоящим из левой 49 и правой 50 частей, на один шаг хада экипажа 27 смещается и ротор 39 вместе с электромагнитами 40, которые остаются неподвижными относительно экипажа 27, так как обесточены. В конце хода ротор 5 занимает правое крайнее положение в сваей части 49 индуктора у середины индуктора 4, т.е. там, где расположен ротор 39, только слева от средней линии индуктора 4. При этом экипаж 27 перемещается влево на рас35

5 12 исходит надежная фиксация р от ор а 5 йа рельсах 1.

При применении криогенного охлаждения электромагнитов 8 и 40 силы электромагнитного притяжения значительно возрастают. стояние (f ), которое равно разности длин левой части 49 индуктора 4 и ротора S т.е. равно длине шага перемещения; после этого отключают обмотку 16 левой части 49 индуктора

4 от сети трехфазного тока, а также отключают катушки 35 электромагнита 8 от сети постоянного тока. Под действием пружины 37 полюсные наконечники 9 втягивают внутрь электромагнитов 9. Экипаж 27 при этом двигается по инерции влево, а для того, чтобы начался новый цикл движения устройства от левой части 49 индуктора 4 электромагнит 8 вместе с ро- . тором 5 возвращают по ходу движения экипажа 27, т.е. влево. Для этого реверсируют линейно-бегущее магнитное поле левой части 49 индуктора

4 таким образом, чтобы оно двигалось) справа налево; для этого меняют местами две какие-нибудь фазы обмотки ,16 части 49 индуктора 4 на клеммах питания с помощью устройства 13 управления. Под действием этого, движущегося справа налево линейно-бегущего магнитного поля части 49 индуктора 4, ротор 5 также приходит в линейное движение и перемещается влево на расстояние (1 м), равное разности длин левой части 49 индуктора 4 и ротора 5. Затем обмотку 16 левой части 49 индуктора 4 отключают от сети трехфазного тока и устройство, сделав один цикл движения, либо продолжает двигаться по инерции влево в результате завершения первого цикла движения, либо начинает второй цикл движения, аналогично первому циклу, но уже после того, как такой же цикл одного хода экипаж 27 получает в результате работы правой части 50 индуктора 4.

Все устройство работает по принципу использования двух импульсов тягового усилия: от левой части 49 и затем от правой части 50 индуктора

4. Поэтому работа ротора 39 вместе с. электромагнитами 40 ничем не отли50 чается от работы ротора 5 с электромагнитами 8. Разница существует только во времени их включения. При этом момент отключения многофазной обмотки 16 левой части 49 индуктора

4 и момент включения многофазной обмотки 17 правой части 50 индуктора 4 совпадают

Благодаря применению устроиства блокировки 12 и управления 13, раба1284858

7 та левой 49 и правой 50 частей индуктора согласуется таким образом, чтобы в то время, когда левая часть

49 индуктора и ротор 5 работают в двигательном режиме, т.е. перемещает экипаж влево, правая часть 50 индуктора 4 перемещает ротор 39 электромагнитами 40 вправо, т,е. против направления движения экипажа 27. Тяговое усилие создается левой частью

49 индуктора 4 совместо с ротором 5 и электромагнитами 8, которые и двигают экипаж 27 влево. Правая часть

50 индуктора 4 вместе с ротором 39 и электромагнитами 40 совершает холостой ход вправо для того, чтобы быть готовыми для рабочего хода в тот момент, когда левая часть 49 индуктора 4 вместе с ротором 5 и электромагнитами 8 заканчивает свой рабочий ход.

После того, как завершается рабочий ход левой 49 части индуктора

4 с ротором 5, а также завершается холостой ход ротора 39 относительно правой части 50 индуктора 4, левая 49 . и правая 50 части индуктора 4 линей ного асинхронного двигателя 6 поменяются своими режимами работы за счет работы устройства 13 управления .

После этого экипаж продолжает свое линейное движение влево не за счет левой части 49 индуктора 4 и ротора 5, а за счет работы в рабочем режиме в заданном направлении правой части 50 индуктора 4 вместе с ротором 39, который в этом случае зафиксирован к рельсам 1.

Использование предлагаемого устройства при разработке месторождений нефти и газа на шельфе позволяет обеспечить транспортирование людей и грузов по горным выработкам со значительными углами наклона, так как тяговое усилие при этом создается непрерывно за счет многократного использования короткого индук10 тора, у которого предусмотрено, как минимум, два ротора, способных IIo очередно создавать тяговое усилие.

Формула изобретения

1 . Ли н ейный электр опривод для рельсового транспортного средства, содержащий закрепленный на корпусе

1 транспортного средства индуктор с

20 обмоткой, ротор, установленный в закрепленных на корпусе направляющих с возможностью перемещения относительно индуктора в продольном направлении и имеющий электромагниты с подпружиненными полюсными наконечниками для взаимодействия торцами с рельсами, отличающийся тем, что, с целью повышения тягового усилия, он снабжен жестко закреплен30 ными на подошве рельса фиксаторами положения ротора, а на торцах полюсных наконечников электромагнитов выполнены пазы, в которых установлены подпружиненные штоки, взаимо35 действующие с фиксаторами и электРомагнитами.

2. Электропривод по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что на торцах электромагнитов установлены

40 амортизаторы.

22 23

1284858

Составитель A. Григорович

7ехред И.Ходанич Корректор F.. Сир охман

Редактор Г. Волкова

Заказ 7523/20 Тираж 598 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4