RU2102259C1

RU2102259C1 - Vehicle power supply system

Info

Publication number: RU2102259C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Андреевич Чумакин
Original assignee: Виктор Андреевич Чумакин
Priority date: 1990-12-16
Filing date: 1990-12-16
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: shop electric transport; electric loaders, prime movers, etc. SUBSTANCE: power supply system of vehicle has contact system 1 mounted over operating zone of vehicle 3 and current collecting head 2 installed by means of poles 4 and 7. Electric contact system 1 is made in form of current-conducting sheet on which opposite polarity current conductors are mounted through insulating gasket. Voltage is taken from current conductors by tin rim, and from sheet by electric brush 14 which is lowered to pass under current conductors by means of lever mechanisms 16, thus being disconnected from current system. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электротранспорту, в частности внутрицеховому. The invention relates to electric vehicles, in particular intra-workshop.

Известны транспортные средства с питанием от производственной электрической сети с питанием по гибкому кабелю и с питанием от тоководов, расположенных над зоной его работы. Но оба эти вида электротранспорта обладают малой надежностью в работе. У кабельного электроснабжения быстро изнашивается кабель, мала маневренность. У электротранспорта с питанием от таководов, расположенных над зоной его работы, высокая сложность устройства и следовательно низкая надежность. Known vehicles powered by a production electric network powered by a flexible cable and powered by current leads located above the zone of its operation. But both of these types of electric vehicles have low reliability. The cable power supply quickly wears out the cable, low maneuverability. Electric vehicles powered by power lines located above the zone of its operation have a high complexity of the device and therefore low reliability.

Известна система электроснабжения транспортного средства, содержащая контактную сеть с двумя группами проводников чередующейся полярности напряжения, расположенную на транспортном средстве токосъемную головку с изолированными друг от друга и подключенными к тяговому электродвигателю контактными элементами, один из которых выполнен в виде токоприемного кольца, установленного с возможностью контактирования с 1-ой группой проводников, приложенных параллельно друг другу [1]
Недостаток устройства его низкая надежность в работе.A known vehicle power supply system comprising a contact network with two groups of conductors of alternating voltage polarity, a current collection head located on the vehicle with contact elements isolated from each other and connected to the traction electric motor, one of which is made in the form of a current receiving ring, mounted with contact with 1st group of conductors applied parallel to each other [1]
The disadvantage of this device is its low reliability.

Цель изобретения повышение надежности в работе. The purpose of the invention is the increase of reliability.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной системе электроснабжения транспортного средства, содержащей контактную сеть с двумя группами проводников чередующейся полярности напряжения, расположенную на транспортном средстве токосъемную головку с изолированными друг от друга и подключенными к тяговому электродвигателю контактными элементами, один из которых выполнен в виде токоприемного кольца, установленного с возможностью контактирования с 1-ой группой проводников, проложенных параллельно друг другу, 2-ая группа проводников контактной сети выполнена в виде листового токопроводящего покрытия, на котором с помощью изоляционного материала закреплена 1-ая группа проводников, а остальные, по крайней мере, три контактных элемента токосъемной головки в виде токоприемных щеток, каждая из которых подпружинена и помещена в изолирующую втулку, на корпусе которой установлен рычаг с возможностью отвода щетки при надвигании втулки на первую группу проводников контактной сети. The essence of the invention lies in the fact that in the known vehicle power supply system comprising a contact network with two groups of conductors of alternating voltage polarity, a current collection head located on the vehicle with contact elements isolated from each other and connected to the traction motor, one of which is made in the form a current-receiving ring installed with the possibility of contacting with the 1st group of conductors laid parallel to each other, the 2nd group of wires The contact network nickname is made in the form of a sheet of conductive coating on which the first group of conductors is fixed using insulating material, and the remaining at least three contact elements of the collector head are in the form of current-collecting brushes, each of which is spring-loaded and placed in an insulating sleeve, on the body of which a lever is mounted with the ability to remove the brush when pushing the sleeve on the first group of conductors of the contact network.

При таком конструктивном исполнении тоководы имеют очень высокую жесткость в направлении действующих усилий от токосъемной головки, так как контактная сеть выполнена в виде плоского ровного электропроводного листа, подключенного к одному полюсу источника электроэнергии. Тоководы другой полярности крепятся к этому листу через электроизоляционную подкладку. With this design, the current leads have a very high stiffness in the direction of the acting forces from the collector head, since the contact network is made in the form of a flat, flat conductive sheet connected to one pole of the electric power source. Current conductors of a different polarity are attached to this sheet through an insulating lining.

Исключается жесткая кинематическая связь токосъемной вставки и тоководов, поскольку токосъемная вставка выполнена в виде щеточного блока, щетка которого практически не создает горизонтальных усилий на тоководы. Сама токосъемная головка имеет малый вес и простую конструкцию. При этом исключен самый ненадежный элемент работы токоприемника процесс вхождения токосъемной вставки в контакт с тоководом, чем решаются жесткие требования на стабильность расстояния между тоководами. The rigid kinematic connection of the current collector insert and current leads is excluded, since the current collector insert is made in the form of a brush unit, the brush of which practically does not create horizontal forces on the current leads. The current collector itself is lightweight and simple in design. In this case, the most unreliable element of the current collector operation is excluded — the process of the current collector insert coming into contact with the current lead, thereby solving stringent requirements for the stability of the distance between the current leads.

На фиг. 1 показана заявляемая система электроснабжения транспортного средства; на фиг. 3 показан щеточный механизм в разрезе; на фиг. 2 показана токосъемная головка, вид сверху; на фиг. 4 показан вариант исполнения щеточного механизма; на фиг. 5 показан вариант выполнения щеточного механизма, снабженного устройством, автоматически поддерживающим установочные параметры. Тонкими линиями показан щеточный механизм в положении, когда щетка находится над тоководом. In FIG. 1 shows the inventive power supply system of a vehicle; in FIG. 3 shows a sectional brush mechanism; in FIG. 2 shows a collector head, top view; in FIG. 4 shows an embodiment of a brush mechanism; in FIG. 5 shows an embodiment of a brush mechanism provided with a device that automatically supports settings. Thin lines show the brush mechanism in the position when the brush is above the current lead.

Устройство по фиг. 1 состоит из электрической сетки 1, подвешенной над зоной работы транспортного средства, и токосъемной головки 2, установленной на этом транспортной средстве 3 с помощью двух штанг наружной штанги 4, установленной на шаровом шарнире 5 и вертикально удерживаемый тремя-четырьмя пружинами 6, и внутренней штанги 7, опирающейся на пружину 8. К внутренней штанге 7 прикреплена токосъемная головка 2, по ее периметру расположен обод 9, фиг. 2, изготовленный из листового токопроводящего материала (медь, бронза и др.), которому придана в поперечном сечении вогнутая форма, необходимая для надежного надвигания на тоководы и придания ему необходимой жесткости. Обод 9 несколькими спицами 10 крепится к внутренней штанге 7, фиг. 1, при этом на каждой спице 10, фиг.2, выполненной из диэлектрика, установлен щеточный механизм 11, который состоит из корпуса 12, фиг.3, снабженного втулкой 13, выполненной из диэлектрика (капрон и пр.), одна сторона которой расширена и скруглена. The device of FIG. 1 consists of an electric grid 1 suspended above the operating area of the vehicle, and a collector head 2 mounted on this vehicle 3 using two rods of the outer rod 4 mounted on the ball joint 5 and vertically held by three to four springs 6, and the inner rod 7, supported by a spring 8. A current collection head 2 is attached to the inner rod 7, a rim 9 is located around its perimeter, FIG. 2, made of sheet conductive material (copper, bronze, etc.), which is given in cross section a concave shape necessary for reliable pushing on the current leads and giving it the necessary rigidity. The rim 9 with several spokes 10 is attached to the inner rod 7, FIG. 1, while on each spoke 10, FIG. 2, made of a dielectric, a brush mechanism 11 is installed, which consists of a housing 12, FIG. 3, equipped with a sleeve 13 made of a dielectric (capron, etc.), one side of which is expanded and rounded off.

Внутри втулки 13 помещена электрическая щетка 14, в которую ввернут болт 15, на головку которого опирается рычаг 16. Пружина 17, опираясь на заглушку 18, снабженную прорезью для прохода болта 15 и рычага 16, прижимает щетку 14 к токосъемной сетке 1. Втулка 13 опирается на рычаг 16, закрепленный на корпусе 12 осью 19, и установлена верхней торцевой плоскостью ниже рабочей поверхности щетки 14. Это необходимо для повышения надежности ее работы. К болту 15 крепится такопроводник 20, фиг. 1, передающий ток так же, как и токопроводник 21, прикрепленный к ободу 9, двигателю нагрузки 22. Один полюс 23, фиг. 3, токосъемной сетки 1 образован тонким листом токопроводящего материала (оцинкованного железа и пр.), к которому через полосу 24 изоляционного материала (деревянная рейка, полоса пластмассы и пр.) крепятся тоководы 25 другой полярности. Поперек тоководов 25 сверху пропущены бруски 26, к которым прикреплены и лист полюса 23 и полосы 24. На этих брусьях 26 токосъемная сетка 1 крепится к фермам здания. Для равномерного износа обода 9 токосъемная головка 2 имеет возможность проворачиваться на подвижной штанге 7, фиг. 1, относительно неподвижной 4. Чтобы исключить заматывание тоководов 20 и 21, поворот подвижной штанги 7 ограничен одним оборотом, что достигнуто установкой упоров на неподвижной и подвижной штангах. An electric brush 14 is placed inside the sleeve 13, into which a bolt 15 is screwed, on the head of which the lever 16. The spring 17, relying on the plug 18, provided with a slot for the passage of the bolt 15 and the lever 16, presses the brush 14 against the current collection grid 1. The sleeve 13 is supported on the lever 16, mounted on the housing 12 by the axis 19, and is installed with the upper end plane below the working surface of the brush 14. This is necessary to increase the reliability of its operation. A conductor 20 is attached to the bolt 15, FIG. 1, transmitting current in the same way as the current conductor 21 attached to the rim 9 to the load motor 22. One pole 23, FIG. 3, the current-collecting grid 1 is formed by a thin sheet of conductive material (galvanized iron, etc.), to which current conductors 25 of a different polarity are attached through a strip 24 of insulating material (wooden rail, plastic strip, etc.). Across the current leads 25, bars 26 are passed from above, to which are attached a sheet of pole 23 and strip 24. On these bars 26, the current collection grid 1 is attached to the trusses of the building. For uniform wear of the rim 9, the collector head 2 has the ability to rotate on the movable rod 7, FIG. 1, relatively stationary 4. In order to prevent windings of current leads 20 and 21, the rotation of the movable rod 7 is limited to one revolution, which is achieved by installing the stops on the stationary and movable rods.

Щеточный механизм 11, фиг.1, может быть выполнен как показано на фиг.4, где в корпусе 27, выполненном из диэлектрика, помещена щетка 28, подпружиненная пружиной 29 к электрической сетке 1. Двуплечий рычаг 31 крепится осью 32 к кронштейну 33, установленному на корпусе 27. Пружина 34 прижимает левую сторону рычага к контакту 35, связанному токопроводом 20 с двигателем нагрузки 22. Токопроводник 36 электрически связывает щетку 28 с рычагом 31. С целью автоматического поддержания зазора между втулкой 13, фиг.3, и полюсом 23 щеточный механизм может быть выполнен по фиг.5, и который лишь тем отличается от фиг.4, что ось 19 (фиг.5) расположена в пазу 38 и поджата пружиной 39, а рычаг 16 снабжен впадинами 40 (зубчатым сектором), размещенными на окружности с центром на оси 19. The brush mechanism 11, Fig. 1, can be made as shown in Fig. 4, where a brush 28 is placed in the housing 27 made of a dielectric, spring-loaded with a spring 29 to the electrical grid 1. The two-arm lever 31 is attached by an axis 32 to the bracket 33 mounted on the housing 27. The spring 34 presses the left side of the lever to the terminal 35 connected by the current lead 20 to the load motor 22. The current lead 36 electrically connects the brush 28 to the lever 31. In order to automatically maintain the gap between the sleeve 13, figure 3, and the pole 23 brush mechanism can be done by phi .5 and which only differs from the Figure 4 that the axis 19 (Figure 5) located in the groove 38 and is biased by a spring 39, and lever 16 is provided with recesses 40 (toothed sector) located on a circle centered on the axis 19.

Дополнительно на фиг.1 показаны уже упомянутые выше упоры 41 и 37, установленные соответственно на неподвижной и подвижной штангах и которые ограничивают поворот подвижной штанги 7 одним оборотом. При перемещении транспортного средства 3, фиг.1, под электрической сеткой 1 один полюс нагрузки передается по цепи: лист полюса 23 щетка 14 болт 15 - токопроводник 20 электродвигатель нагрузки 22. При приближении щетки 14 к тоководу 25, торец втулки 13 надвигается на полосу 24 и от взаимного усилия начинает опускаться вниз, преодолевая усилие пружины 17 и вызывая перемещение рычага 16 вниз. Рычаг 16, опускаясь вниз, через болт 15 тянет за собой электрическую щетку 14, преодолевая при этом усилие пружины 17. Когда торец втулки 13 полностью надвинется на токовод 25, ее перемещение, по указанной выше схеме, приведет к опусканию щетки 14 вниз, на расстояние, превышающее в несколько раз перемещение втулки 13. Величина этого перемещения определяется соотношением плеч рычага 16 и задается конструктором. В этом положении щетка 14 опускается значительно ниже токовода 25, что исключает ее контакт с тоководом другой полярности. Additionally, FIG. 1 shows the stops already mentioned above 41 and 37 mounted respectively on a fixed and movable rod and which limit the rotation of the movable rod 7 to one revolution. When moving the vehicle 3, Fig. 1, under the electric grid 1, one load pole is transmitted along the circuit: pole sheet 23 brush 14 bolt 15 - current conductor 20 load motor 22. When the brush 14 approaches the current lead 25, the end face of the sleeve 13 is pushed onto the strip 24 and from mutual effort begins to fall down, overcoming the force of the spring 17 and causing the movement of the lever 16 down. The lever 16, lowering itself through the bolt 15, pulls the electric brush 14 along with it, overcoming the force of the spring 17. When the end face of the sleeve 13 completely slides on the current lead 25, moving it, according to the above scheme, will lower the brush 14 downward, at a distance several times greater than the movement of the sleeve 13. The magnitude of this movement is determined by the ratio of the shoulders of the lever 16 and is set by the designer. In this position, the brush 14 falls significantly below the current lead 25, which excludes its contact with the current lead of a different polarity.

Когда втулка 13, а значит и щетка 14 пересекает токовод 25, то под действием пружины 17, сходя с токовода 25 и пластины 24, втулка 13 начинает подниматься вверх, позволяя этим подниматься вверх щетке 14. Когда втулка 13 полностью сойдет с пластины 24, щетка 14 вернется в исходное положение. When the sleeve 13, and therefore the brush 14 crosses the current lead 25, then under the action of the spring 17, leaving the current lead 25 and the plate 24, the sleeve 13 begins to rise up, allowing the brush 14 to rise upwards. When the sleeve 13 completely comes off the plate 24, the brush 14 will return to its original position.

Износ щетки 14 по описанной выше цепочке вызывает подъем втулки 13, обеспечивая уменьшение зазора "а" пропорционально соотношению плеч рычага 16. Зазор "а" необходим для гарантированного прижатия щетки 14 к электрической сетке 1. Wear of the brush 14 along the chain described above causes the sleeve 13 to rise, reducing the clearance "a" in proportion to the ratio of the arms of the lever 16. The clearance "a" is necessary to ensure that the brush 14 is pressed against the electric grid 1.

Для осуществления непрерывного снятия тока необходимо иметь несколько щеточных механизмов, но не менее трех, так как два из них могут одновременно оказаться под тоководом 25, отключаясь от токопередачи. To carry out continuous current removal, it is necessary to have several brush mechanisms, but no less than three, since two of them can simultaneously be under current lead 25, disconnecting from the current transfer.

Другой полюс нагрузки передается по цепи: тоководы 25, фиг.1, обод 9 - токопроводник 21 двигатель нагрузки 22 и не изменяется в зависимости от направления движения транспортного средства 3. Постоянный прижим обода 9 к тоководам 25 обеспечивается пружиной 8. The other pole of the load is transmitted along the circuit: current leads 25, Fig. 1, rim 9 - current conductor 21 is the load motor 22 and does not change depending on the direction of movement of the vehicle 3. A constant pressure of the rim 9 to the current leads 25 is provided by the spring 8.

Щеточный механизм 11, выполненный по фиг.4, работает следующим образом. При перемещении щетки 28 по листу 23 один полюс нагрузки передается по цепи: щетка 28 токопроводник 36 рычаг 31 контакт 35 токопроводник 20 - двигатель нагрузки 22. При приближении щетки 28 к тоководу 25 она надвигается на полосу 24 и щетка 28, преодолевая усилие пружины 29, начинает опускаться вниз, нажав на рычаг 31, заставляет его повернуться на оси 32 и размыкает электрическую цепь с контактом 35, т.е. отключается от цепи нагрузки. При дальнейшем надвигании щетки 13 на пластину 24 и токовод 25, она опускается еще ниже и проходит под тоководом 25, имея с ним контакт. При дальнейшем движении вправо щетка 13 сходит с токовода 25, затем с пластины 24 и все происходит в обратном направлении. The brush mechanism 11, made in figure 4, operates as follows. When the brush 28 moves along the sheet 23, one load pole is transmitted along the chain: brush 28 current lead 36 lever 31 contact 35 current lead 20 - load motor 22. When the brush 28 approaches the current lead 25, it moves onto the strip 24 and the brush 28, overcoming the force of the spring 29, starts to fall down by pressing the lever 31, makes it turn on the axis 32 and opens the electric circuit with contact 35, i.e. disconnected from the load circuit. With further pushing of the brush 13 onto the plate 24 and the current lead 25, it drops even lower and passes under the current lead 25, having contact with it. With further movement to the right, the brush 13 comes off the current lead 25, then from the plate 24 and everything happens in the opposite direction.

Автоматическое поддержание зазора "а" между втулкой 13, фиг.5, и полюсом 23 достигается тем, что в рабочем положении щетки 14 ее износ вызывает проворачивание рычага 16 на оси 19. В силу совпадения оси проворачивания 19 и оси расположения впадин 40 это не приводит к перемещению втулки 13, кроме как бы местного перемещения, вызванного тем, с чем контактирует нижний торец втулки 13 с выступом или с впадиной 40 рычага 16. Automatic maintenance of the gap "a" between the sleeve 13, figure 5, and the pole 23 is achieved by the fact that in the working position of the brush 14, its wear causes the lever 16 to turn on the axis 19. Due to the coincidence of the rotation axis 19 and the axis of the depressions 40 this does not lead to the movement of the sleeve 13, except for local movement caused by what the lower end of the sleeve 13 contacts with the protrusion or with the cavity 40 of the lever 16.

При набегании втулки 13 на токовод 25 она своим нижним торцом нажимает через впадину 40 на рычаг 16, от чего он провернется на оси 19, которая переместится в пазу 38 влево, преодолевая усилие пружины 39. Щетка 14 через болт 15 поднимется рычагом 16 вверх. When the sleeve 13 runs onto the current lead 25, it presses through the depression 40 on the lever 16 with its lower end, from which it will turn on the axis 19, which will move to the groove 38 to the left, overcoming the force of the spring 39. The brush 14 through the bolt 15 will be raised by the lever 16 upwards.

Впадина 40 необходима для исключения проворачивания рычага 16 от усилий пружины 17 в период опускания втулки 13. При сходе втулки 13 с токовода 25 все произойдет в обратном направлении. The depression 40 is necessary to prevent the lever 16 from turning from the efforts of the spring 17 during the lowering of the sleeve 13. When the sleeve 13 leaves the current lead 25, everything will happen in the opposite direction.

Claims

1. Vehicle power supply system, comprising a contact network with two groups of alternating voltage polarity conductors, a current collection head located on the vehicle with contact elements isolated from each other and connected to the traction electric motor, one of which is made in the form of a current receiving ring installed with the possibility of contacting with the first group of conductors laid parallel to each other, characterized in that the second group of conductors of the contact network is made in the form of a sheet of conductive coating, on which the first group of conductors is fixed using insulating material, and the remaining at least three contact elements of the collector head in the form of current-collecting brushes, each of which is spring loaded and placed in an insulating sleeve, on the housing of which a lever with the ability to remove the brush when pushing the sleeve on the 1st group of conductors of the contact network.

2. The system according to claim 1, characterized in that in each of the current-receiving brushes the lever axis is located in the slot of the brush mechanism housing and is loaded with a spring in the direction of the sleeve, and the lever sector is installed with the latter touching the collar.

3. The system according to claim 1, characterized in that each of the current-receiving brushes is connected to the traction motor through a contact pair installed with the possibility of breaking the electric circuit when lowering the brush.