RU208704U1 - TRACTION DRIVE OF RAILWAY VEHICLE - Google Patents

TRACTION DRIVE OF RAILWAY VEHICLE Download PDF

Info

Publication number
RU208704U1
RU208704U1 RU2021127786U RU2021127786U RU208704U1 RU 208704 U1 RU208704 U1 RU 208704U1 RU 2021127786 U RU2021127786 U RU 2021127786U RU 2021127786 U RU2021127786 U RU 2021127786U RU 208704 U1 RU208704 U1 RU 208704U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheel
rail
traction
stator
bias winding
Prior art date
Application number
RU2021127786U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Воробьев
Дмитрий Владимирович Воробьев
Олег Васильевич Измеров
Андрей Сергеевич Космодамианский
Александр Анатольевич Пугачев
Николай Николаевич Стрекалов
Михаил Юрьевич Капустин
Александр Васильевич Самотканов
Дмитрий Николаевич Шевченко
Евгений Владимирович Николаев
Original Assignee
Андрей Сергеевич Космодамианский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Сергеевич Космодамианский filed Critical Андрей Сергеевич Космодамианский
Priority to RU2021127786U priority Critical patent/RU208704U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU208704U1 publication Critical patent/RU208704U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к устройствам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре и может быть применена в моторвагонном подвижном составе, в трамваях и городских электропоездах.Тяговый привод железнодорожного транспортного средства, содержащий колесо, размещенное на неподвижной оси с помощью вращающейся опоры, и синхронный электродвигатель, статор которого закреплен на оси колеса, а ротор связан с колесом.Отличительной особенностью предлагаемого тягового привода является то, что зубцы ротора синхронного электродвигателя выполнены торцевыми на самом колесе, статор выполнен в виде диска с торцевыми фазными обмотками, на оси размещена обмотка подмагничивания с каркасом из немагнитного материала, на котором установлен статор, обмотка подмагничивания соединена с источником тока, при этом величина тока в обмотке подмагничивания определяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, сигнал на который поступает с выхода сумматора, сравнивающего сигнал задания величины тягового усилия колеса, поступающего с блока установки, с сигналами действительной величины тягового усилия каждого из колес, поступающих с датчиков тягового усилия каждого из колес.Предложенный тяговый привод железнодорожного транспортного средства позволяет повысить производительность железнодорожного транспортного средства за счет повышения его тяговых свойств путем исключения скольжения колеса по рельсу в результате воздействия на ферромагнитную жидкость, образующуюся в результате впитывания попавшим в контакт колеса и рельса маслом продуктов износа поверхностей колеса и рельса, магнитного потока, проходящего через контакт колеса и рельса, образуемого как при пропускании электрического тока через обмотку подмагничивания, так и в результате прохождения через колесо и контакт колеса с рельсом части магнитного потока, создаваемого статором тягового электродвигателя, благодаря выполнению тягового электродвигателя в виде машины с аксиальным магнитным потоком и использования в качестве ротора самого колеса, снабженного торцевыми зубцами.The utility model relates to rail vehicles, namely to devices for transmitting torque from a traction motor to a wheel pair and can be used in multiple unit rolling stock, trams and urban electric trains. with the help of a rotating support, and a synchronous electric motor, the stator of which is fixed on the wheel axis, and the rotor is connected to the wheel. , on the axis there is a bias winding with a frame made of non-magnetic material, on which the stator is installed, the bias winding is connected to a current source, while the magnitude of the current in the bias winding is determined by the slave control system, consisting of a current regulator, the signal to which ry comes from the output of the adder, which compares the signal for setting the value of the traction force of the wheel, coming from the installation unit, with the signals of the actual value of the traction force of each of the wheels, coming from the sensors of the traction force of each of the wheels. by increasing its traction properties by preventing the wheel from sliding along the rail as a result of the effect on the ferromagnetic fluid formed as a result of the absorption of wear products of the surfaces of the wheel and rail by the oil that got into the contact of the wheel and rail, the magnetic flux passing through the contact of the wheel and rail, formed as in passing electric current through the bias winding, and as a result of passing through the wheel and contact of the wheel with the rail of a part of the magnetic flux created by the stator of the traction motor, due to the implementation of the traction motor in the form of a machine with an axial magnetic flux and the use of the wheel itself, equipped with end teeth, as a rotor.

Description

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к устройствам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре и может быть применена в моторвагонном подвижном составе, в трамваях и городских электропоездах.The utility model relates to rail vehicles, namely to devices for transmitting torque from a traction engine to a wheel pair and can be used in multiple unit rolling stock, trams and urban electric trains.

Известен тяговый привод трамвая, содержащий колесо, размещенное на раме тележки посредством подшипниковой опоры, электродвигатель, размещенный внутри колеса, и планетарную зубчатую передачу (См. Hondius, Н. Metro Report / Н. Hondius. - 1999. - С.21-25.). Такой тяговый привод применен на трамвае Cityrunner фирмы Bombardier.A tram traction drive is known, comprising a wheel placed on the bogie frame by means of a bearing support, an electric motor placed inside the wheel, and a planetary gear train (See Hondius, H. Metro Report / H. Hondius. - 1999. - S. 21-25. ). Such a traction drive is used on the Bombardier Cityrunner tram.

Недостатком указанного тягового привода является возможность ухудшения условий сцепления колеса с рельсом (наличие на рельсе влаги, мазута, смазочного масла и т.п.) что приводит к недоиспользованию мощности тягового электродвигателя вследствие ограничения усилия тяги.The disadvantage of this traction drive is the possibility of worsening the conditions of adhesion of the wheel to the rail (the presence of moisture on the rail, fuel oil, lubricating oil, etc.), which leads to underutilization of the power of the traction motor due to limited traction.

Известен тяговый привод трамвая, содержащий колесо и электродвигатель с внешним ротором, статор которого размещен на оси тележки, а колесо - на внешнем роторе электродвигателя (См. Neudorfer, Н. Glasers Аn-nalen / Н. Neudorfer. - 2001. - №6/7. - P. 237-242.).A traction drive of a tram is known, containing a wheel and an electric motor with an external rotor, the stator of which is placed on the axis of the cart, and the wheel is placed on the external rotor of the electric motor (See Neudorfer, N. Glasers An-nalen / N. Neudorfer. - 2001. - No. 6 / 7. - P. 237-242.).

Недостаток указанного тягового привода, примененного в трамвае Vari-obahn фирмы Bombardier, тот же, что и указанного выше, поскольку его конструкция не содержит элементов, дополнительно влияющих на сцепление колеса с рельсом.The disadvantage of the specified traction drive used in the Bombardier Vari-obahn tram is the same as that indicated above, since its design does not contain elements that additionally affect the adhesion of the wheel to the rail.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбран тяговый привод экспериментальной тележки для железных дорог Японии (См. Sakai, М. Japanese Railway Engineering / М. Sakai, К. Oda. - 1999. - №143. - С.12-15.), содержащий колесо, размещенное на неподвижной оси с помощью вращающейся опоры, и электродвигатель, статор которого закреплен на оси колеса, а ротор связан с колесом. При этом электродвигатель выполнен в виде машины с цилиндрическим ротором и радиальным магнитным потоком, вследствие чего магнитный поток полностью замыкается внутри самой машины, не проходя через колесо и не воздействуя на место контакта колеса и рельса.As a prototype of the present invention, a traction drive of an experimental bogie for Japanese railways was selected (See Sakai, M. Japanese Railway Engineering / M. Sakai, K. Oda. - 1999. - No. 143. - S. 12-15.), containing a wheel placed on a fixed axle by means of a rotating support, and an electric motor, the stator of which is fixed on the axle of the wheel, and the rotor is connected to the wheel. In this case, the electric motor is made in the form of a machine with a cylindrical rotor and a radial magnetic flux, as a result of which the magnetic flux is completely closed inside the machine itself, without passing through the wheel and without affecting the contact point between the wheel and the rail.

Недостаток прототипа тот же, что и у приводов, указанных выше, поскольку при его работе не возникает явлений, дополнительно влияющих на коэффициент сцепления колеса с рельсом.The disadvantage of the prototype is the same as that of the drives mentioned above, since during its operation there are no phenomena that additionally affect the coefficient of adhesion of the wheel to the rail.

Известно, что коэффициент сцепления колеса с рельсом может быть увеличен путем воздействия на место контакта колеса и рельса магнитного поля (См. В.П. Тихомиров, В.И. Воробьев, Д.В. Воробьев, Г.В. Багров, М.И. Борзенков, И.А. Бутрин. Моделирование сцепления колеса с рельсом. Орел, ОрелГТУ, 2007, С.95-101), что, в частности, объясняется возникновением магнитопластического эффекта. По данным исследований (См. Делюсто Л.Г. Основы прокатки металлов в постоянных магнитных полях. - М: Машиностроение, 2005, С.136, таблица 5.1), воздействие магнитного поля на пару трения «сталь по стали» при величине индукции В=0,45 Тл, приводило к росту коэффициента сцепления с 0,222 до 0,487 при сухих поверхностях, и с 0,2 до 0,571 при наличии смазки. Большее значение коэффициента трения при движении ферромагнитных металлов относительно друг друга в присутствии смазочного материала по сравнению с немагнитными объясняется наличием дополнительного сцепления их поверхностей за счет присутствия между ними ферромагнитной жидкости - жидкого смазочного материала, содержащего ферромагнитные частицы металлической пыли (См. Делюсто Л.Г. Основы прокатки металлов в постоянных магнитных полях. - М: Машиностроение, 2005, С.137). Магнитная проницаемость зазора между поверхностями металлов увеличивается в 1,5-2 раза.It is known that the wheel-rail adhesion coefficient can be increased by exposing the wheel-rail contact to a magnetic field (See V.P. Tikhomirov, V.I. Vorobyov, D.V. Vorobyov, G.V. Bagrov, M. I. Borzenkov, IA Butrin, Simulation of wheel-rail adhesion, Orel, OrelGTU, 2007, pp.95-101), which, in particular, is explained by the appearance of the magnetoplastic effect. According to research data (See Delusto L.G. Fundamentals of rolling metals in constant magnetic fields. - M: Mashinostroenie, 2005, p. 136, table 5.1), the effect of a magnetic field on a friction pair "steel on steel" with an induction value of B = 0.45 T, led to an increase in the coefficient of adhesion from 0.222 to 0.487 with dry surfaces, and from 0.2 to 0.571 with lubrication. The greater value of the coefficient of friction during the movement of ferromagnetic metals relative to each other in the presence of a lubricant compared to non-magnetic ones is explained by the presence of additional adhesion of their surfaces due to the presence of a ferromagnetic fluid between them - a liquid lubricant containing ferromagnetic particles of metal dust (See Delusto L.G. Fundamentals of metal rolling in constant magnetic fields - M: Mashinostroenie, 2005, p.137). The magnetic permeability of the gap between metal surfaces increases by 1.5-2 times.

Известны синхронные (вентильные) электродвигатели с аксиальным или аксиально-радиальным направлением магнитного потока, в которых статор и/или ротор выполнены в виде диска (См. Андреев Ю.М., Исаакян К.Г., Машихин А.Д. Электрические машины в тяговом автономном электроприводе/ под ред. А.П. Пролыгина. - М.: Энергия, 1979, С.229, рис. 7-9).Known synchronous (valve) electric motors with axial or axial-radial direction of the magnetic flux, in which the stator and / or rotor is made in the form of a disk (See Andreev Yu.M., Isaakyan K.G., Mashikhin A.D. Electric machines traction autonomous electric drive / under the editorship of A.P. Prolygin. - M.: Energy, 1979, S.229, Fig. 7-9).

Известны вентильно-индукторные электродвигатели, принцип действия которых основан на свойстве ферромагнитных тел ориентироваться во внешнем магнитном поле таким образом, чтобы пронизывающий их магнитный поток принимал максимальное значение (Кузнецов В.А., Кузмичев В.А. Вентильно-индукторные двигатели. - М.:, Издательство МЭИ, 2003. С.7-11). Статор вентильно-индукторных электродвигателей имеет фазные катушки, на которые подаются однополярные импульсы напряжения прямоугольной формы от преобразователя напряжения а ротор - зубцы.Valve-reluctance motors are known, the principle of operation of which is based on the property of ferromagnetic bodies to orient themselves in an external magnetic field in such a way that the magnetic flux penetrating them takes on a maximum value (Kuznetsov V.A., Kuzmichev V.A. Valve-reluctance motors. - M. :, MPEI Publishing House, 2003. P.7-11). The stator of switched reluctance motors has phase coils, to which unipolar rectangular voltage pulses are supplied from a voltage converter, and the rotor has teeth.

Известно, что поверхности колеса и рельса при движении железнодорожного экипажа изнашиваются с образованием продуктов износа в виде ферромагнитной пыли.It is known that the surfaces of the wheel and rail during the movement of the railway vehicle wear out with the formation of wear products in the form of ferromagnetic dust.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении производительности железнодорожного транспортного средства путем улучшения его тяговых свойств по условию сцепления колеса с рельсом.The problem to be solved by the utility model is to increase the productivity of a railway vehicle by improving its traction properties in terms of wheel-rail adhesion.

Это достигается тем, что в тяговом приводе железнодорожного транспортного средства, содержащем колесо, размещенное на неподвижной оси с помощью вращающейся опоры и синхронный электродвигатель, статор которого закреплен на оси колеса, а ротор связан с колесом, зубцы ротора синхронного электродвигателя выполнены торцевыми на самом колесе, статор выполнен в виде диска с торцевыми фазными обмотками, на оси размещена обмотка подмагничивания с каркасом из немагнитного материала, на котором установлен статор, обмотка подмагничивания соединена с источником тока, при этом величина тока в обмотке подмагничивания определяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, сигнал на который поступает с выхода сумматора, сравнивающего сигнал задания величины тягового усилия колеса, поступающего с блока установки, с сигналами действительной величины тягового усилия каждого из колес, поступающих с датчиков тягового усилия каждого из колес.This is achieved by the fact that in the traction drive of a railway vehicle, containing a wheel placed on a fixed axle by means of a rotating support and a synchronous electric motor, the stator of which is fixed on the wheel axle, and the rotor is connected to the wheel, the teeth of the rotor of the synchronous electric motor are made face on the wheel itself, the stator is made in the form of a disk with end phase windings, on the axis there is a bias winding with a frame made of non-magnetic material on which the stator is installed, the bias winding is connected to a current source, while the current in the bias winding is determined by a slave control system, consisting of a current regulator, the signal to which comes from the output of the adder, which compares the signal for setting the value of the traction force of the wheel, coming from the installation unit, with the signals of the actual value of the traction force of each of the wheels, coming from the sensors of the traction force of each of the wheels.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1. изображен общий вид тягового привода железнодорожного транспортного средства, а на фиг. 2 - вид статора с торца.The essence of the proposed utility model is illustrated by the drawing, where in Fig. 1. shows a general view of the traction drive of a railway vehicle, and in Fig. 2 - end view of the stator.

Тяговый привод железнодорожного транспортного средства (Фиг. 1) содержит колесо 1, размещенное на неподвижной оси 2 с помощью вращающейся опоры 3 и синхронный электродвигатель 4, статор 5 которого закреплен на оси 2 колеса 1, а ротор 6 связан с колесом 1.The traction drive of a railway vehicle (Fig. 1) contains a wheel 1 placed on a fixed axle 2 by means of a rotating support 3 and a synchronous electric motor 4, the stator 5 of which is fixed on the axle 2 of the wheel 1, and the rotor 6 is connected to the wheel 1.

Зубцы 7 ротора 6 синхронного электродвигателя 4 выполнены торцевыми на самом колесе, статор 5 выполнен в виде диска с торцевыми фазными обмотками 8, на оси 2 размещена обмотка подмагничивания 9 с каркасом 10 из немагнитного материала, на котором установлен статор 5, обмотка подмагничивания 9 соединена с источником тока 11, при этом величина тока в обмотке подмагничивания 9 определяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока 12 (РТ), сигнал на который поступает с выхода сумматора 13 (Σ), сравнивающего сигнал задания величины тягового усилия колеса, поступающего с блока установки 14 (У), с сигналами действительной величины тягового усилия каждого из колес, поступающих с датчиков тягового усилия 15 (ДТ1) и 16 (ДТ2) каждого из колес 1.The teeth 7 of the rotor 6 of the synchronous electric motor 4 are made end on the wheel itself, the stator 5 is made in the form of a disk with end phase windings 8, the bias winding 9 is placed on the axis 2 with a frame 10 made of non-magnetic material on which the stator 5 is mounted, the magnetization winding 9 is connected to current source 11, while the value of the current in the bias winding 9 is determined by the slave control system, consisting of the current regulator 12 (RT), the signal to which comes from the output of the adder 13 (Σ), which compares the signal for setting the value of the traction force of the wheel coming from the installation unit 14 (U), with signals of the actual value of the traction force of each of the wheels coming from the traction force sensors 15 (DT1) and 16 (DT2) of each of the wheels 1.

Предлагаемый тяговый привод работает следующим образом. При движении в режиме выбега колеса 1 свободно катятся по рельсам, вращаясь на подшипниках 3, расположенных на неподвижной оси 2. При движении в режиме тяги на торцевые фазные обмотки 8 подаются однополярные импульсы напряжения прямоугольной формы от преобразователя напряжения (на Фиг. 1 и 2 не показан) в соответствии с угловым положением колеса 1, При этом статоры 5 синхронных электродвигателей 4, вследствие того, что они выполнены в виде дисков с торцевыми фазными обмотками 8, создают в осевом направлении магнитный поток, часть которого, вследствие того, что зубцы 7 расположены на колесах 1, проходит через контакт колес 1 с рельсами. Поскольку ось 2, на которой расположены статоры 5 синхронных электродвигателей 4, не вращается, то магнитное поле, создаваемое обмотками статоров 5, вращаясь относительно зубцов 7 колес 1, практически не меняет своего положения относительно оси, через контакт колес 1 с рельсами проходит магнитный поток, близкий к постоянному по направлению, что приводит к увеличению коэффициента сцепления колес 1 с рельсами. В случае присутствия на поверхности колеса или рельса смазочного масла, в масло поступают продукты износа в виде ферромагнитной пыли, которые всегда присутствуют на пути. Продукты износа вместе с попавшим на рельсы смазочным маслом образуют ферромагнитную жидкость. Взаимодействие магнитного поля с ферромагнитной жидкостью в точке контакта колес 1 с рельсами приводит к тому, что величина коэффициента сцепления колес 1 с рельсами не уменьшается, что предотвращает возникновение буксования колеса. На сумматор 13 (Σ) поступают сигналы датчиков тягового усилия 15 (ДТ1) и 16 (ДТ2), пропорциональный тяговому усилию, развиваемому левым и правым колесами 1, и сигнал блока установки 14 (У), пропорциональный силе тяги колеса 1, требуемой для данного режима движения, и задаваемой системой управления рельсового транспортного средства. Если сигналы обоих датчиков тягового усилия 15 (ДТ1) и 16 (ДТ2) больше или равны сигналу блока установки 14 (У), на выходе сумматора 13 (Σ) нет сигнала, регулятор тока 12 (РТ) закрыт и ток от источника тока 11 не проходит через обмотку подмагничивания 9.The proposed traction drive operates as follows. When driving in the coast mode, the wheels 1 roll freely along the rails, rotating on bearings 3 located on a fixed axle 2. When moving in the traction mode, unipolar rectangular voltage pulses from the voltage converter are supplied to the end phase windings 8 (Fig. 1 and 2 do not shown) in accordance with the angular position of the wheel 1, At the same time, the stators 5 of the synchronous electric motors 4, due to the fact that they are made in the form of disks with end phase windings 8, create a magnetic flux in the axial direction, part of which, due to the fact that the teeth 7 are located on wheels 1, passes through the contact of wheels 1 with rails. Since the axis 2, on which the stators 5 of the synchronous electric motors 4 are located, does not rotate, the magnetic field created by the stator windings 5, rotating relative to the teeth 7 of the wheels 1, practically does not change its position relative to the axis, a magnetic flux passes through the contact of the wheels 1 with the rails, close to constant in direction, which leads to an increase in the coefficient of adhesion of the wheels 1 to the rails. If lubricating oil is present on the wheel or rail surface, wear products in the form of ferromagnetic dust, which are always present on the track, enter the oil. The wear products, together with the lubricating oil that has fallen on the rails, form a ferrofluid. The interaction of the magnetic field with the ferrofluid at the point of contact of the wheels 1 with the rails leads to the fact that the value of the adhesion coefficient of the wheels 1 with the rails does not decrease, which prevents the occurrence of wheel slip. The adder 13 (Σ) receives the signals of the traction force sensors 15 (DT1) and 16 (DT2), proportional to the traction force developed by the left and right wheels 1, and the signal of the unit 14 (U), proportional to the traction force of the wheel 1 required for this driving mode, and given by the control system of the rail vehicle. If the signals of both traction force sensors 15 (DT1) and 16 (DT2) are greater than or equal to the signal of the setting unit 14 (U), there is no signal at the output of the adder 13 (Σ), the current regulator 12 (RT) is closed and the current from the current source 11 is not passes through the bias winding 9.

В случаях, когда необходимо развивать предельную силу тяги (при трогании состава с места или на руководящем подъеме), коэффициент сцепления одного или обоих колес 1 с рельсами может оказаться недостаточным для реализации силы тяги и приводить к проскальзыванию одного или обоих колес 1 по рельсам. Проскальзывание любого колеса 1 по рельсу вызывает снижение реализуемой силы тяги по сравнению с заданной, вследствие чего сигнал датчика тягового усилия 15 (ДТ1) или 16 (ДТ2) становится меньше сигнала блока установки 14 (У). Если сигнал одного из датчиков тягового усилия 15 (ДТ1) или 16 (ДТ2), или обоих датчиков становится меньше сигнала блока установки 14 (У), на выходе сумматора 13 (Σ) появляется сигнал, пропорциональный разности сигнала блока уставки 14 (У) и наименьшего из сигналов датчиков тягового усилия 15 (ДТ1) и 16 (ДТ2). Сигнал с выхода сумматора 13 (Σ) поступает на регулятор тока 12 (РТ), который открывается и от источника тока 11 через обмотку подмагничивания 9 проходит ток, пропорциональный сигналу с выхода сумматора 13 (Σ), при этом обмотка подмагничивания 9 создает дополнительный магнитный поток, который, складываясь с магнитным потоком, создаваемым торцевыми фазными обмотками 8, увеличивает его, что приводит к увеличению магнитного потока, проходящий через контакт колес 1 рельсами, увеличению коэффициента сцепления колес 1 и рельсов и прекращению проскальзывания.In cases where it is necessary to develop the ultimate traction force (when starting the train or on a directional climb), the coefficient of adhesion of one or both wheels 1 to the rails may be insufficient to realize the traction force and lead to slippage of one or both wheels 1 along the rails. The slippage of any wheel 1 along the rail causes a decrease in the realized traction force compared to the specified one, as a result of which the signal of the traction force sensor 15 (DT1) or 16 (DT2) becomes less than the signal of the installation unit 14 (U). If the signal of one of the traction force sensors 15 (DT1) or 16 (DT2), or both sensors becomes less than the signal of the setting block 14 (U), the output of the adder 13 (Σ) receives a signal proportional to the signal difference of the setting block 14 (U) and the smallest of the signals of the traction force sensors 15 (DT1) and 16 (DT2). The signal from the output of the adder 13 (Σ) is fed to the current regulator 12 (RT), which opens and from the current source 11 through the bias winding 9 passes a current proportional to the signal from the output of the adder 13 (Σ), while the bias winding 9 creates an additional magnetic flux , which, adding up with the magnetic flux generated by the end phase windings 8, increases it, which leads to an increase in the magnetic flux passing through the contact of the wheels 1 with rails, an increase in the friction coefficient of the wheels 1 and rails and the cessation of slippage.

После прекращения проскальзывания сила тяги одного или обоих колес увеличивается, сигналы датчиков тягового усилия 15 (ДТ1) и 16 (ДТ2), становятся больше сигнала блока установки 14 (У), сигнал на выходе сумматора 13 (Σ) исчезает, регулятор тока 12 (РТ), закрывается, и ток через обмотку подмагничивания 9 не проходит.After the slipping stops, the traction force of one or both wheels increases, the signals of the traction force sensors 15 (DT1) and 16 (DT2) become greater than the signal of the setting unit 14 (U), the signal at the output of the adder 13 (Σ) disappears, the current regulator 12 (RT ), closes, and the current does not pass through the bias winding 9.

Каркас 10 обмотки подмагничивания 9 служит для крепления обмотки подмагничивания 9 и статоров 4 на оси 2. Пространство между двигателями может быть использовано для размещения прохода для пассажиров низкопольного транспортного средства.The frame 10 of the bias winding 9 is used to fasten the bias winding 9 and the stators 4 to the axis 2. The space between the motors can be used to accommodate the passage for passengers of a low-floor vehicle.

Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что в результате выполнения тягового электродвигателя в виде машины с аксиальным магнитным потоком и использования в качестве ротора самого колеса, снабженного торцевыми зубцами, часть магнитного потока, создаваемого статором тягового электродвигателя, проходя через колесо и контакт колеса с рельсом, воздействует на ферромагнитную жидкость, образующуюся в результате впитывания попавшим в контакт колеса и рельса маслом продуктов износа поверхностей колеса и рельса и пропускания тока через обмотку подмагничивания при проскальзывании любого из колес по рельсу, магнитный поток, проходящий через контакт колеса и рельса, позволяет исключить скольжение колес по рельсу и повысить тем самым тяговые свойства железнодорожного транспортного средства и его производительность.The technical and economic effect of the claimed utility model lies in the fact that as a result of the implementation of the traction motor in the form of a machine with axial magnetic flux and the use of the wheel itself, equipped with end teeth, as a rotor, part of the magnetic flux generated by the traction motor stator, passing through the wheel and contact wheels with a rail, affects the ferromagnetic fluid formed as a result of the absorption of the wear products of the surfaces of the wheel and rail by the oil that got into the contact of the wheel and rail and the passage of current through the bias winding when any of the wheels slips along the rail, the magnetic flux passing through the contact of the wheel and rail, allows to exclude sliding of wheels on the rail and thereby increase the traction properties of the railway vehicle and its performance.

Claims (1)

Тяговый привод железнодорожного транспортного средства, содержащий колесо, размещенное на неподвижной оси с помощью вращающейся опоры, и синхронный электродвигатель, статор которого закреплен на оси колеса, а ротор связан с колесом, отличающийся тем, что зубцы ротора синхронного электродвигателя выполнены торцевыми на самом колесе, статор выполнен в виде диска с торцевыми фазными обмотками, на оси размещена обмотка подмагничивания с каркасом из немагнитного материала, на котором установлен статор, обмотка подмагничивания соединена с источником тока, при этом величина тока в обмотке подмагничивания определяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, сигнал на который поступает с выхода сумматора, сравнивающего сигнал задания величины тягового усилия колеса, поступающего с блока установки, с сигналами действительной величины тягового усилия каждого из колес, поступающих с датчиков тягового усилия каждого из колес.A traction drive of a railway vehicle, comprising a wheel placed on a fixed axle by means of a rotating support, and a synchronous electric motor, the stator of which is fixed on the wheel axle, and the rotor is connected to the wheel, characterized in that the rotor teeth of the synchronous electric motor are end face on the wheel itself, the stator made in the form of a disk with end phase windings, on the axis there is a bias winding with a frame made of non-magnetic material on which the stator is installed, the bias winding is connected to a current source, while the magnitude of the current in the bias winding is determined by the slave control system, consisting of a current regulator, the signal which is supplied from the output of the adder, which compares the signal for setting the value of the traction force of the wheel, coming from the installation unit, with the signals of the actual value of the traction force of each of the wheels, coming from the sensors of the traction force of each of the wheels.
RU2021127786U 2021-09-22 2021-09-22 TRACTION DRIVE OF RAILWAY VEHICLE RU208704U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021127786U RU208704U1 (en) 2021-09-22 2021-09-22 TRACTION DRIVE OF RAILWAY VEHICLE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021127786U RU208704U1 (en) 2021-09-22 2021-09-22 TRACTION DRIVE OF RAILWAY VEHICLE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU208704U1 true RU208704U1 (en) 2022-01-10

Family

ID=80039521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021127786U RU208704U1 (en) 2021-09-22 2021-09-22 TRACTION DRIVE OF RAILWAY VEHICLE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU208704U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114537542A (en) * 2022-02-26 2022-05-27 中铁二十四局集团有限公司 Line-to-line plate conveying vehicle
RU2785716C1 (en) * 2022-06-22 2022-12-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Quarry transport installation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3724398A1 (en) * 1987-07-23 1989-02-02 Schneider Walter Gmbh Co Kg System for controlling the tractive force of a vehicle suitable for operation on roads and rails during its operation on rails
RU2281216C1 (en) * 2005-02-14 2006-08-10 ФГУП "192 Центральный завод железнодорожной техники" Device to increase wheel-rail adhesion of locomotive driving wheels
RU2405696C1 (en) * 2009-08-27 2010-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (ОАО "ВНИКТИ") Device to increase adhesion between locomotive wheels and rails
RU163519U1 (en) * 2015-06-29 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" DEVICE FOR INCREASING CLUTCH OF DRIVING WHEELS OF A LOCOMOTIVE WITH RAILS
RU173552U1 (en) * 2016-05-25 2017-08-30 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" Device for preventing slipping of a locomotive
RU194613U1 (en) * 2019-06-05 2019-12-17 Андрей Сергеевич Космодамианский DEVICE FOR INCREASING CLUTCH OF DRIVING WHEELS OF A LOCOMOTIVE WITH RAILS

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3724398A1 (en) * 1987-07-23 1989-02-02 Schneider Walter Gmbh Co Kg System for controlling the tractive force of a vehicle suitable for operation on roads and rails during its operation on rails
RU2281216C1 (en) * 2005-02-14 2006-08-10 ФГУП "192 Центральный завод железнодорожной техники" Device to increase wheel-rail adhesion of locomotive driving wheels
RU2405696C1 (en) * 2009-08-27 2010-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (ОАО "ВНИКТИ") Device to increase adhesion between locomotive wheels and rails
RU163519U1 (en) * 2015-06-29 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" DEVICE FOR INCREASING CLUTCH OF DRIVING WHEELS OF A LOCOMOTIVE WITH RAILS
RU173552U1 (en) * 2016-05-25 2017-08-30 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" Device for preventing slipping of a locomotive
RU194613U1 (en) * 2019-06-05 2019-12-17 Андрей Сергеевич Космодамианский DEVICE FOR INCREASING CLUTCH OF DRIVING WHEELS OF A LOCOMOTIVE WITH RAILS

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114537542A (en) * 2022-02-26 2022-05-27 中铁二十四局集团有限公司 Line-to-line plate conveying vehicle
CN114537542B (en) * 2022-02-26 2023-06-27 中铁二十四局集团有限公司 Interline pallet truck
RU2785716C1 (en) * 2022-06-22 2022-12-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Quarry transport installation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5488287A (en) Method of producing electrical energy by means of generators and use of the method in vehicles with anti-skid systems
JP2728648B2 (en) Anti-friction bearing capable of generating electric energy
RU194613U1 (en) DEVICE FOR INCREASING CLUTCH OF DRIVING WHEELS OF A LOCOMOTIVE WITH RAILS
RU208704U1 (en) TRACTION DRIVE OF RAILWAY VEHICLE
WO2007007028A1 (en) Traction arrangements
WO2019114395A1 (en) Sub-vacuum maglev supersonic train model experimental platform
RU187030U1 (en) Device for increasing the adhesion of the driving wheels of a locomotive with rails
CN114734827B (en) Magnetic wheel driving device and driving method
RU163519U1 (en) DEVICE FOR INCREASING CLUTCH OF DRIVING WHEELS OF A LOCOMOTIVE WITH RAILS
Kondo Anti-slip control technologies for the railway vehicle traction
CN204452449U (en) A kind of track train bogie truck
RU183797U1 (en) Device for preventing slipping of a locomotive
RU207860U1 (en) TRACTION DRIVE OF RAILWAY VEHICLE
RU202706U1 (en) DEVICE FOR INCREASING THE TRAINING OF THE DRIVING WHEELS OF THE LOCOMOTIVE WITH RAILS
Lim et al. A study on optimal operating point of linear induction motor considering normal force and efficiency in MAGLEV vehicle
CN101708728B (en) Permanent magnet track brake
RU2782731C1 (en) Traction drive of a rail vehicle
RU225101U1 (en) Device for increasing the adhesion of the driving wheels of a locomotive to the rails
RU2076806C1 (en) Vehicle wheelset
RU217821U1 (en) DEVICE FOR INCREASING GRIP OF DRIVING WHEELS OF LOCOMOTIVE WITH RAILS
RU195063U1 (en) DEVICE FOR PREVENTING A LOCOMOTIVE TOWING
RU220308U1 (en) DEVICE FOR INCREASING ADJECTION OF LOCOMOTIVE DRIVING WHEELS WITH RAILS
RU161339U1 (en) DEVICE FOR PREVENTING A LOCOMOTIVE TOWING
RU213746U1 (en) DEVICE FOR INCREASING GRIP OF DRIVING WHEELS OF LOCOMOTIVE WITH RAILS
RU216864U1 (en) DEVICE FOR INCREASING GRIP OF DRIVING WHEELS OF LOCOMOTIVE WITH RAILS