CN206106991U - 一种移动供电主侧线路无磨损装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种移动供电主侧线路无磨损装置，包括悬架电力线、机车车厢，其中，在机车车厢的顶端设有带有导电体旋转轴支架、变速电机的闭合传送带，在闭合传送带的本体上设有至少一组碳刷，闭合传送带套装在由主动轮、被动轮构成的驱动轮组上，驱动轮组的主、被动轮各自连接一只伸缩调整支架，伸缩调整支架的另一端与所述机车车厢的用电柱锚座相连接，闭合传送带的碳刷组的一端通过用电连接线与设置在所述机车车厢上的带有碳刷滑动体的用电柱相连接。采用本装置受电，在与车速高低无关的前提下电力线与闭合传送带的接触面相对静止几乎无摩擦，因此可适当加长闭合传送带的长度，给电力线的电流导入创造更宽泛的条件，提高机车的抗风险能力。

Description

一种移动供电主侧线路无磨损装置

技术领域

本实用新型涉及一种高速列车的电力供给装置，尤其是一种移动供电主侧线路无磨损装置。

背景技术

随着科学技术发展，移动供电在社会活动中得到广泛的应用，电力机车牵引就是典型的例子。然而，高速列车的电力牵引得以飞速发展在迈进更高速、更强劲、更稳定的方面，当前的电力移动供给部分出现诸多的因素阻碍了整体技术的提升。

在现代技术中电力机车供电原理是基于将电力通过架设在机车上方的单根输电线又经设在机车顶部的摩擦片（碳刷）引入机车电动机再经钢轨形成回路，从而驱动机车运行，其供电侧与滑动接入部分的连接关系是图1中的把A的电流通过B输送到C。

在实际运用中，A可以是以万km计数的输送电线路， C是高速行进的列车，B是将巨大电能进行滑动输送的触点，只有B沿A高速滑动，才能驱动C正常行驶。电力机车的行驶，动力都源于B在A上的滑动。然而，这种接入方式有许多缺陷：

滑面很小又是在高压电、强电流、中高速情况下滑动，对A、B材质要求极高。若不能正常接触，产生火花及磨损；并且，对B的损坏来说是一个滑块，对A的损坏来说则是整条经过的线路。若加长B滑块长度并不可取，若加大滑块面积等于加大滑块阻力，对产生机械拉伤或产生跳跃。

供电线路A理论上是条直线，而实际上是以每个吊点为切点的弧线，形态上类似于波浪形曲线，支撑 B面与A面接触的力源于弹簧。在列车高速运行时，这种弹性支撑会出现严重的滞后性，是A与B的滑动变成连续性的抖动，影响两者的接触质量。

还有外界因素的干扰：由于A与B的接触动作发生在列车运行的自然环境中，其运行过程本身就处于A与B接触的强力条件下，因此，当稍微的外界变化时都会影响A与B的接触质量，尤其是在风力、风向、空气湿度温度大幅度变化、下雨下雪及雾霾的情况下极易造成A与B的接触不良。

高速机车为获得更高速度及列车整体的安全性和平稳性，现有技术中大多采用多级牵引的方式，这种处置方法实际上对A与B的接触系统是十分不利的。原因在于，在每一节车厢上有几个重复接触点，每个接触点之间都有一定的间隔距离。若以线 A某一点为接触对照点，则列车上至少要设有一至四个（按图中未画出的Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４计，）甚至更多的Ｂ点依次通过这个对照点。当第一个Ｂ１点通过接触点时，线路Ａ是相对静止的，但Ｂ１过后，线路会产生波动、摇摆，在此基础上Ｂ２接着通过该对照点，当Ｂ２通过后，线路的不稳定性加剧，此时的线路的波动、摇摆已是Ｂ１、Ｂ２通过对照点后的叠加。以此类推，最后一个Ｂ４点与对照点的接触质量远远低于Ｂ１与对照点的接触质量，当整趟列车通过这个对照点后对A线路的损坏程度很大，而且，列车速度越高对照点的损坏程度就越大。

就发展趋势而言，电动机车增速是大趋势。而按当前的技术储备实施电力接入方案就必须投入巨资加强电力输送线的维护保养，以期保证电力输送线动态的稳定性、最小的曲率性、高耐磨性等；可预见的是，若因电力线的磨损、碳刷的破损就必须段落性停车，更换受损部件，由此造成的经济损失是巨大的，由此问题制约着列车的提速也是显而易见的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种移动供电主侧线路无磨损装置，以期克服现有技术的高速列车电力输送线路接入结构及接入方法的缺陷。

为此，本实用新型解决所述问题的技术方案是：一种移动供电主侧线路无磨损装置，包括悬架电力线、机车车厢，其中，在所述的机车车厢的顶端设有驱动轮组、带有锚座的用电柱、带有导电体旋转轴支架、带有变速电机的闭合传送带；在所述闭合传送带的本体上设有碳刷组，所述闭合传送带套装在由传送带主动轮、外接动力连接轮构成的驱动轮组上，所述驱动轮组的传送带主动轮、外接动力连接轮各自连接一只伸缩调整支架，所述伸缩调整支架的另一端与所述机车车厢的锚座相连接，所述闭合传送带的碳刷组的一端通过用电连接线与用电柱相连接。

并且，所述的闭合传送带是一个闭合的循环运动导体，其循环运行速度≥所述机车车厢运行速度的50％，其与所述悬架电力线的接触滑动距离≤所述机车车厢运行距离的50％，其循环运行方向与所述机车车厢运行方向相反。

优选的，所述的闭合传送带本体是一种宽度≤60cm、周长≤5m的强拉力涤纶或橡胶环形带制品。

并且，在所述的闭合传送带本体的外侧设有碳刷材质格栅或阵点，构成其外侧整体是碳刷的导体面。

并且，在所述的闭合传送带本体的内侧设有由紫铜格栅构成的导体。

并且，所述的闭合传送带本体是正反两面互通的导电体。

相比现有技术，本实用新型具有的积极效果是显而易见的：采用本装置受电，在与车速高低无关的前提下电力线与闭合传送带的接触面相对静止几乎无摩擦，因此可适当加长闭合传送带的长度，给电力线的电流导入创造更宽泛的条件，提高抗风险能力。

由于改变了供电形式，线路由摩擦体变成普通导体，在今后的线路铺设上将节省巨额成本，并且，在提高车速的同时不会增加供电接入成本；采用本装置受电，碳刷所对应的工作面是非常平稳的，如果闭合循环导体的工作面出现问题很快就会发现，因为它只有几米长的平面，而不是几千公里，碳刷组可以做得很大，即加大了面积等于减小了电流，安装碳刷组的位置和空间很大，可以扩大摩擦面积几十倍；其工作环境好，无需高摩擦材料，使其本身及线路的寿命延长，备件更新率几乎为零。并且，本装置体积很小更可以做的很轻便，故而对列车高速行驶时带来的阻力可以忽略不计；本装置的动力驱动来自变速电机其动力系数不大于20KW；就整体用材而言，包括传动系统都不会用到贵重金属及特殊材料。

附图说明

图1是现有技术的高速列车移动供电主侧线路供电系统结构示意图；

图2是本实用新型的移动供电主侧线路无磨损装置的结构示意图。

图中：1-悬架电力线，2-闭合传送带（导电体），3-碳刷组（碳刷滑动体），4-用电柱，5-传送带主动轮，6-外接动力连接轮，7-用电连接线，8-伸缩调整支架，9-输电带从动轮，10-导电体旋转轴支架，11-变速电机，12-机车车厢，13-用电柱锚座，14-碳刷组固定架，15-悬吊线，16-悬架，17-弹簧，A-现有技术中的输送电线路，B-现有技术中的滑动输送的触点，C-现有技术中的高铁的受电触点，D-现有技术中的接线电缆。

具体实施方式

参见附图1，现有技术中高速列车的运行是靠滑动输送的触点（也称车厢受电体）B在与电力线A的相对滑动接触且以行驶速度为线速度的情况下进行的。在输送电线路（也称电力线）A与车厢受电体B的直接摩擦下对线路的工作面及线路的整体架构都会有强烈的影响；同时，由于车速越高，破坏程度越大。正如此，若想提高机车的车速，则必须保证电力线A与受电体B的接触面始终处于高速、高电流、高应变的工作环境中；现有技术解决的办法是以增加成本为代价提高材料的适应性并且要经常更换因高速摩擦而造成的线路、碳刷（受电体）等损坏的部件。

参见图2 ，根据现有技术中高铁受电运行的情况，本实施例刻意解决在与车速高低无关的情况下高铁运行的受电问题，以本发明的装置受电，使电力线与高铁受电体的两面之间相对静止且几乎无摩擦；同时也可适当加长闭合传送带的长度，给电流导入创造更宽松的条件，提高机车自身的抗风险能力。

本实施例中的闭合传送带2是一条宽度20-80cm之间，优选为60cm、周长在2-8m之间优选为5m的强拉力涤纶或橡胶环形带制品，也可称之为导电体，其内侧具有紫铜格栅类摩擦环的导体，其外侧具有碳刷材质格栅或阵点，整体形如类似碳刷作用的导体面，闭合传送带2的正反两面就是互通的导电体。当把驱动轮组中的传送主动轮与设置在机车车厢顶部的变速电机轴接后，只要调整好变速电机的转速，使闭合传送带的循环转速与车轮行进速度一致，就可以保证闭合传送带与电力线良好接触；或者将外接动力连接轮6与机车车厢12的车轮相连接，此时的车轮动力可直接传输给外接动力连接轮6，使闭合传送带2 线速度与列车时速保持一致，运转方向相反。

本实施例中的变速电机11与外接动力连接轮6匹配，保证闭合传送带2的线速度与车速保持一致，运转方向与列车行进方向相反。碳刷组3是设在闭合传送带2内侧且通过碳刷组固定架14安装在传送带主动轮5、输电带从动轮9之间，其作用相当于受电弓；传送带主动轮5、输电带从动轮9是安装在伸缩调整支架8上的。在电力线1向车厢受电体供电时，闭合传送带2是张紧在传送带主动轮5、输电带从动轮9之间的特殊导电皮带。

由于本装置是设置在车厢的顶端、且由导电体旋转轴10支架支撑并可调整其位置的闭合循环的即可受电又可授电的组合体，因此它的安装方式是按着严格的顺序步骤进行的，即：先在机车车厢的顶部安装用电柱锚座13，再在所述锚座上安装带有用电连接线7的用电柱4，通过弹簧将用电连接线7与炭刷组3（也称碳刷滑动体）相连接；随后再在机车车厢12的顶部安装一组伸缩调整支架8，将伸缩调整支架端部与带有一对传送带主动轮5、外接动力连接轮6（也称被动轮）的驱动轮组轴接，同时将驱动轮组中的传送带主动轮与设置在机车车厢顶部的变速电机11轴接；最后将闭合传送带2套装在驱动轮组上并调整驱动轮组使闭合传送带张紧。以上的安装过程必须将伸缩调整支架的伸缩长度范围调整到闭合传送带能与悬架电力线接触为准。

实践中，本实施例还可将驱动轮组中的外接动力连接轮6与机车的车轮轴接，以期实现使闭合传送带运转与车轮同速；同时，为保证炭刷滑动体（也可称受电弓）均匀受电，可通过碳刷组固定支架14将炭刷滑动体设置在所述驱动轮组与闭合传送带内侧之间。

具体地说，机车运行前，升起设置在机车车厢12上的伸缩调整支架8，传送带主动轮5、输电带从动轮9随之上升至闭合传送带2的一面贴紧电力线1，电力线1中的电流导入闭合传送带2，使整个闭合传送带2环形带有电，闭合传送带2环形带中的电流通过碳刷组3经用电连接线7导入用电桩4，接通机车构成回路。机车开动时，由于传送带主动轮是通过外接动力连接轮6与车轮同步的，传送带主动轮5转动，通过闭合传送带2带动输电带从动轮9；如此，闭合传送带2循环运转，且其线方向与行车方向相反，闭合传送带2面靠伸缩调整支架8的弹性支撑使闭合传送带2面一直紧贴电力线1；由于闭合传送带2的线速度一直与行车速度相等，面向电力线1的闭合传送带2只是托起电线电力线1并不与其产生剧烈摩擦，闭合传送带2的受电面仅与电力线1的良性接触。所以，车速无论如何变化，闭合传送带2的整体直线上面与对应的电力线1都是相对静止的，因而完成了电流由电力线1到闭合传送带2的传送。

综上，在本实施例中来自电力线的电流首先进入到闭合传送带2；由于变速电机11的驱动，闭合传送带的运行速度具有50％以上的机车运行的线速度，其与悬架电力线1的接触滑动距离≤所述机车车厢运行距离的50％，其循环运行方向与所述机车车厢运行方向相反；因为闭合传送带2整体带电且循环运动，与用电柱相连接的碳刷组3又与闭合传送带滑动摩檫受电，所以，通过碳刷组3的滑动将闭合传送带2的电流导入用电柱4，即完成机车沿线整个悬架电力线的电力输入过程。

Claims (6)

1.一种移动供电主侧线路无磨损装置，包括悬架电力线、机车车厢，其特征在于，在所述的机车车厢的顶端设有驱动轮组、带有锚座的用电柱、带有导电体旋转轴支架、带有变速电机的闭合传送带；在所述闭合传送带的本体上设有碳刷组，所述闭合传送带套装在由传送带主动轮、外接动力连接轮构成的驱动轮组上，所述驱动轮组的传送带主动轮、外接动力连接轮各自连接一只伸缩调整支架，所述伸缩调整支架的另一端与所述机车车厢的锚座相连接，所述闭合传送带的碳刷组的一端通过用电连接线与用电柱相连接。

2.根据权利要求1所述的移动供电主侧线路无磨损装置，其特征在于，所述的闭合传送带是一个闭合的循环运动导体，其循环运行速度≥所述机车车厢运行速度的50％，其与所述悬架电力线的接触滑动距离≤所述机车车厢运行距离的50％，其循环运行方向与所述机车车厢运行方向相反。

3.根据权利要求1所述的移动供电主侧线路无磨损装置，其特征在于，所述的闭合传送带本体是一种宽度≤60cm、周长≤5m的强拉力涤纶或橡胶环形带制品。

4.根据权利要求1或3所述的移动供电主侧线路无磨损装置，其特征在于，在所述的闭合传送带本体的外侧设有碳刷材质格栅或阵点，构成其外侧整体是碳刷的导体面。

5.根据权利要求1或3所述的移动供电主侧线路无磨损装置，其特征在于，在所述的闭合传送带本体的内侧设有由紫铜格栅构成的导体。

6.根据权利要求1所述的移动供电主侧线路无磨损装置，其特征在于，所述的闭合传送带本体是正反两面互通的导电体。