Токоприемное устройство

 

Использование:, электрооборудование транспортных средств с электротягой. Сущность изобретения: в токоприемнике, содержащем поворотную штангу с укрепленным на ней токосъемным башмаком, привод включения в. виде пневмоцилиндра, шток поршня которого посредством пружины сочленен с поворотной штангой, электропневматический регулятор давления, сообщающий полость под поршнем пневмоцилиндра с источником сжатого воздуха, включены паралельно два канала формирования сигнала управления1. При этом входы упомянутых каналов соединены с выходом датчиков тока, а выходы -подключены к управляющему входу электропневматического регулятора давления. При увеличении тягового тока повышается контактное нажатие, причем только при наличии неоднократных бросков тока и появлении в кривой тока высокочастотной составляющей. В итоге, устраняются возможные опасные колебания штангитокоприемника, а также уменьшается электрический износ контактного башмака и рельса и снижается уровень сигнала помехи в смежных линиях связи и цепях управления самого экипажа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕспуБлик (st)5 В 60 1 5/3

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С В ИДЕТЕЛ Ь СТВУ

1 (21) 4882972/11 (22) 17,10.90 (46) 15.03.93. Бюл. N 10 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А.Г.Емельянов, О.А.Сидоров, В.П.Михеев и Е.А.Кротенко (56) Патент ФРГ N 3434803. кл. B 60 1 5/39, 1986. (54) ТОКОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Испол ьзование:. электрооборудование транспортных средств с электротягой. Сущность изобретения: в токоприемнике, содержащем поворотную штангу с укрепленным на ней токосъемным башмаком, привод включения в. виде.пневмоцилиндра, шток поршня которого посредством пружины сочленен с поворотной штангой. электропневматичеИзобретение относится к транспортной технике. а именно, к токосъемным устройствам электроподвижного состава, Цель изобретения — повышение качества токосъема.

На чертеже изображена схема предла-. гаемого устройства.

Токоприемник для токосъема с контактнбго рельса содержит поворотную штангу 1 шарнирно закрепленную на основании 2 токоприемника, с установленным на ней башмаком 3 взаимодействующим с токопроводом 4, привод включения, выполненный в виде пневмоцилиндра 5,. поршень 6 которого посредством пружины 7 сочленен с поворотной, штангой 1, а также датчик тока 8, к выходу которого подключены параллельно два канала формирования сигнала управле . ния 9 и 10, первый из которых выполнен в

„„5U ÄÄ 1801808 А1 ский регулятор давления, сообщающий noR0cTb под поршнем пневмоцилиндра с источником сжатого воздуха, включены паралельно два канала формирования сигнала управления, При этом входы упомянутыХ каналов соединены с выходом датчиков тока, а выходы — подключены куправляющему входу электропневматического регулятора давления. При увеличении тягового тока повышается контактное нажатие, причем только при наличии неоднократных бросков тока и-появлении в кривой тока высокочастотной составляющей, В итоге, устраняются возможные опасные колебания штанги. токоприемника, а также уменьшается электрический износ контактного башмака и рельса и снижается уровень сигнала помехи в смежных линиях саязи и цепях управления самого экипажа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. виде соединенных последовательно порогоВ вого устройства 11 и первого интегратора О©

12, а второй — в виде соединенных последа- C) вательно фильтра 13 высокочастотной составляющей и второго интегратора 14, при (ф этом выходы обоих каналов 9 и 10 подклю- С) чены к управляющему входу электропнев- СО матического регулятора 15 давления, сообщающего полость под поршнем 6 с источником сжатого воздуха 16, Устройство работает следующим образом.

На стоянке или движении транспортного средства токосъемный башмак 3 взаимодействует с токопроводом 4, при этом при малых потребляемых токах уровень выходного сигнала датчика тока 8 недостаточен для срабатывания порогового устройства

11, при этом в полости под поршнем 6 пнев1801808 моцилиндра 5 отсутствует давление и нажатие в основном определяется усилием пружины 7.

При увеличении скорости движения, а также при трогании с места и резком рекуперативном торможении, в тяговой цепи происходят резкие изменения силы потребляемого тока, перегрузка контакта, что сопровождается интенсивным искро-идугообразованием, генерированием в скользящей паре "токосьемный башмак — рельс" высокочастотных колебаний широкого спектра из-за смятия микронеровностей на трущихся поверхностях, Учитывая, что реальная площадь контакта, как правило, меньше его геометрической, то при плохом качестве трущихся поверхностей вероятность искро- и дугообразования значительно повышается, завися от многих факторов: значения пробивных напряжений окисйых пленок на поверхностях контакта, наличия окалины, шероховатостей и переходного сопротивления контакта. B режиме коммутации силовых цепей как внешней системы электроснаб>кения, так как и самого экипажа возникают резкие импульсные перенапряжения, повышающие ту вероятность, причем чем больше ток — тем выше и вероятность искрения, т.е. электрического износа.

А возникновение искрения вызывает появление в кривой тока высокочастотной составляющей, что сопровождается наведением в смежных линиях связи, цепях управления и сигнализации самого экипажа напряжения помехи, что значительно псЬышает вероятность возникновения сбоев в работе этих систем, что в конечном итоге может привести к нарушению нормальной работы токоприемника.

При этом, если изменения тягового тока неоднократны, достаточно длительны и имеют амплитуду, превышающую номинальный ток, — на выходе датчика тока 8 . появляется сигнал, и, в зависимости от его уровня происходит переключение rioporonoro устройства 11, соединенного последовательно с первым интегратором 12, который накапливает информацию о амплитуде и длительности бросков тока, à íà его выходе появляется сигнал (аналоговый), уровень которого достаточен для изменения уставки электропневматического регулятора давления 15, сообщающего полость под поршнем 6 пневмоцилиндра 5 с источником сжатого воздуха 16, при этом на основное усилие пружины 7 накладывается дополнительное усилие, пропорциональное величине тока, 50

55 ной составляющей, а также снизить уровень мешающего влияния на смежные линии связи, цепи управления и сигнализации самого экипажа, что значительно повышает качество токосъема, особенно, на высоких — до 144 м/с, скоростях движения.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в снижении эксплуатационных затрат, свя-. занных с задержками поездов на линии при отказе токоприемника, уменьшении затрат на содержание контактных токопроводов и

Кроме того, при наличии в выходном сигнале датчика тока 8 высокочастотной составляющей срабатывает фильтр 13 высокочастотной составляющей соединенного последовательно со вторым интегратором

14, "накапливающим" информацию о амп.литуде и частоте колебаний, наложенных на кривую тягового тока,,при этом на его выходе появляется сигнал (аналоговый), уровень которого достаточен для изменения уставки регулятора 15, подающего в полость под поршнем 6 пневмоцилиндра 5 воздух из источника сжатого воздуха 16, причем на основное усилие пружины 7 накладывается

"5 дополнительное усилие, пропорциональное амплитуде и частоте высокочастотной со- ставляющей тягового тока.

Нарушения электроснабжения при этом не происходит за счет увеличения нажатия.

20 величина которого может быть пропорциональна величине тягового тока или величине, и частоте высокочастотной составляющей, либо их вместе, так как каналы 9 и 10 формирования сигнала управления могут рабо25 тать независимо друг от друга, устраняя тем самым возможные опасные колебания штанги 1, резонансные явления в зоне взаимодействия контактных элементов токоприемника и токопривода 4 и генерирование

З0 вредных для электропривода и смежных линий связи, как систем внешнего электро-. снабжения так и цепей управления и сигнализации самого экипажа, уменьшая тем самым вероятность отрывов башмака от контактной поверхности токопровода 4 при движении на высоких, до 144 м/с, скоростях, Все элементы предлагаемого устройства просты в изготовлении, обладают высо40 кой надежностью и могут быть выполнены с на основе серийных устройств, Например, в качестве фильтра высокочастотной состав- . ляющей можно использовать активный фильтр.

45 Предлагаемое устройство позволяет автоматически производить увеличение нажатия в зависимости от величины тягового

@тока, наличия в кривой тока высокочастот1801808 тягового электропривода, снижении вероятности появления мешающего влияния на смежные линии связи, цепи управления и сигнализации экипажа.

Формула изобретения

1, Токоприемное устройство, содержащее поворотную штангу, шарнирно закрепленную на основании и снабженную на конце токосъемным башмаком, установленным с возможностью взаимодействия с контактным рельсом, привод включения, выполненный в виде пневмоцилиндра, шток

" поршня которого посредством пружины сочленен с поворотной штангой, электропневматический регулятор давления, размещенный между полостью.. над поршнем пневмоцилиндра и источником сжатого воздуха, датчик тока, включенный между токосьемным башмаком и потребителем, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно дополнено двумя каналами

Ф формирования сигнала управления, первый из которых состоит из последовательно включенных порогового узла и первого интегратора, а второй — из последовательно

5 включенных фильтра высокочастотной составляющей и второго интегратора, при этом входы обоих каналов подключены к выходу датчика тока, а выходы — к управляющему входу электропневматического регу10 лятора давления.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пороговый узел выполнен в виде многоуровневого компаратора.

3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е15 с я тем, что фильтр высокочастотной составляющей выполнен активным, 4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что интегратор первого канала формирования сигнала управления выполнен с

20 конденсатором большей емкости, чем интегратор второго канала.