RU213217U1

RU213217U1 - Switch electric drive for subway

Info

Publication number: RU213217U1
Application number: RU2022101036U
Authority: RU
Inventors: Пётр Васильевич Пензев; Ольга Ивановна Полканова; Дмитрий Александрович Белоножкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Объединенные электротехнические заводы"
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2022-08-31

Abstract

Полезная модель относится к изменению и контролю положения остряков стрелок железнодорожных путей метрополитена и может быть применена в отрасли железнодорожного транспорта. Сущность полезной модели заключается в стрелочном электроприводе для метрополитена, электродвигатель которого представлен асинхронным бесколлекторным электродвигателем мощностью 250 Вт. Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска выхода из строя электродвигателя и компонентов стрелочного электропривода для метрополитена. 1 з.п. ф-лы, 1 фиг.

The utility model relates to the change and control of the position of the switch points of the subway railway tracks and can be applied in the railway transport industry. The essence of the utility model lies in an electric switch drive for the subway, the electric motor of which is represented by an asynchronous brushless electric motor with a power of 250 W. The technical result, which the utility model is aimed at, is to reduce the risk of failure of the electric motor and components of the electric switch drive for the subway. 1 w.p. f-ly, 1 fig.

Description

Полезная модель относится к изменению и контролю положения остряков стрелок железнодорожных путей метрополитена и может быть применена в отрасли железнодорожного транспорта.The utility model relates to the change and control of the position of the wits of the arrows of the subway railway tracks and can be applied in the railway transport industry.

В качестве прототипа выбран стрелочный электропривод для метрополитена, содержащий корпус, внутри которого установлены электродвигатель постоянного тока мощностью 250 Вт, содержащий щеточно-коллекторный узел, узел регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и узел перемещения стрелки, соединенный с узлом регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем [http://www.termotron.ru/catalog/oborudovanie-dlya-zheleznykh-dorog/strelochnye-elektroprivody-sp/sp-6m.html, дата публикации: 31.12.2017 г.]As a prototype, a switch electric drive for the subway is selected, containing a housing inside which a 250 W DC electric motor is installed, containing a brush-collector assembly, a control unit for the characteristics of the rotational movement transmitted by the electric motor, and a switch movement unit connected to the control unit for the characteristics of the rotational movement, transmitted by an electric motor [http://www.termotron.ru/catalog/oborudovanie-dlya-zheleznykh-dorog/strelochnye-elektroprivody-sp/sp-6m.html, publication date: 12/31/2017]

Недостатком прототипа является высокий риск выхода из строя электродвигателя постоянного тока из-за использования в его конструкции щеточно-коллекторного узла, вследствие чего возможен быстрый износ скользящих контактов электродвигателя покрытие продуктами износа внутренней полости корпуса, создания на ее поверхности токопроводящего слоя и ухудшения изоляции токопроводящих цепей, что повышает риск выхода обмотки ротора или статора электродвигателя или иных компонентов стрелочного привода из строя, существенным образом снижая надежность стрелочного электропривода для метрополитена.The disadvantage of the prototype is the high risk of failure of the DC motor due to the use of a brush-collector assembly in its design, as a result of which rapid wear of the sliding contacts of the electric motor is possible. which increases the risk of failure of the rotor or stator winding of the electric motor or other components of the turnout drive, significantly reducing the reliability of the turnout electric drive for the subway.

Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности стрелочного электропривода для метрополитена.The technical problem to be solved by the utility model is to increase the reliability of the electric turnout drive for the subway.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска выхода из строя электродвигателя и компонентов стрелочного электропривода для метрополитена.The technical result, which the utility model is aimed at, is to reduce the risk of failure of the electric motor and components of the electric switch drive for the subway.

Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.

Стрелочный электропривод для метрополитена содержит корпус, внутри которого установлены электродвигатель мощностью 250 Вт, узел регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и узел перемещения стрелки, соединенный с узлом регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем. В отличие от прототипа электродвигатель представлен асинхронным бесколлекторным электродвигателем.SUBSTANCE: subway electric turnout drive contains a housing, inside of which there are installed a 250 W electric motor, a control unit for the characteristics of the rotational movement transmitted by the electric motor, and a switch movement unit connected to the control unit for the characteristics of the rotational movement transmitted by the electric motor. Unlike the prototype, the electric motor is represented by an asynchronous brushless electric motor.

Асинхронный бесколлекторный электродвигатель мощностью 250 Вт обеспечивает возможность преобразования переменного электрического тока во вращательное движение и приведения таким образом в действие узла перемещения стрелки. Применение в конструкции электропривода асинхронного бесколлекторного электродвигателя снижает риск его выхода из строя, а также риск выхода из строя других компонентов электропривода. Мощность в 250 Вт обусловлена отсутствием в метрополитене внешних факторов, затрудняющих перемещение острякового рельса внутри рамного рельса, и возможностью применения за счет этого маломощных электродвигателей, а также необходимостью ограничения прижимного воздействия острякового рельса на рамный рельс. В случае, если мощность электродвигателя будет превышать 250 Вт, то снижается точность позиционирования положения и увеличивается усилие прижатия острякового рельса к рамному рельсу, вследствие чего возможно смещение рамного рельса на стрелочном переводе метрополитена. Также при этом возможен выход из строя самого электродвигателя и увеличение его энергопотребления. В случае, если мощность электродвигателя будет меньше 250 Вт, то создаваемый электродвигателем крутящий момент может быть недостаточен для преодоления сил фрикционного взаимодействия между остряковым рельсом и элементами стрелочного перевода, что может привести к выходу из строя электродвигателя переменного тока. В наиболее предпочтительном варианте, при котором снижается риск выхода из строя электродвигателя, он может быть выполнен трехфазным.A 250 W asynchronous brushless electric motor provides the ability to convert alternating electric current into rotational motion and thus actuate the pointer movement unit. The use of an asynchronous brushless electric motor in the design of the electric drive reduces the risk of its failure, as well as the risk of failure of other components of the electric drive. The power of 250 W is due to the absence of external factors in the subway that impede the movement of the sharp-witted rail inside the frame rail, and the possibility of using low-power electric motors due to this, as well as the need to limit the clamping effect of the sharp-witted rail on the frame rail. If the power of the electric motor exceeds 250 W, then the positioning accuracy decreases and the pressing force of the pointed rail against the frame rail increases, as a result of which the frame rail can be displaced at the subway turnout. Also, in this case, the failure of the electric motor itself and an increase in its energy consumption are possible. If the power of the electric motor is less than 250 W, then the torque generated by the electric motor may not be sufficient to overcome the forces of frictional interaction between the pointed rail and the elements of the switch, which can lead to failure of the AC motor. In the most preferred embodiment, which reduces the risk of failure of the electric motor, it can be made three-phase.

Узел контроля перемещения стрелки может дополнительно содержать контрольную линейку, обеспечивающую возможность фиксирования достижения стрелкой крайних положений. Контрольная линейка может быть представлена стержнем, штоком или рейкой. Контрольная линейка может быть соединена с магнитным ротором датчика положения стрелки посредством кинематической группы, а для обеспечения возможности фиксирования достижения стрелкой крайних положений она может иметь пазы, углубления или выступы на поверхности.The node for controlling the movement of the pointer may additionally contain a control ruler, which provides the possibility of fixing the achievement of the extreme positions by the pointer. The control ruler can be represented by a rod, rod or rail. The control ruler can be connected to the magnetic rotor of the pointer position sensor by means of a kinematic group, and to ensure the possibility of fixing the pointer reaching the extreme positions, it can have grooves, recesses or protrusions on the surface.

Узел регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, обеспечивает возможность изменения частоты и крутящего момента электродвигателя. Узел регулирования характеристик вращательного движения может быть представлен редуктором или мультипликатором, которые для ограничения величин характеристик вращательного движения могут содержать регулируемую фрикционную муфту.The node for regulating the characteristics of the rotational motion transmitted by the electric motor provides the ability to change the frequency and torque of the electric motor. The node for regulating the characteristics of rotational motion can be represented by a gearbox or a multiplier, which, in order to limit the values of the characteristics of rotational motion, may contain an adjustable friction clutch.

Узел перемещения стрелки обеспечивает возможность преобразования вращательного движения узла регулирования характеристик вращательного движения в поступательное движение стрелки. Узел перемещения стрелки для этого может содержать приводной вал и зубчатую рейку (шибер). Зубчатая обеспечивает возможность передачи поступательного движения стрелке, и рейка может быть закреплена в корпусе стрелочного электропривода за счет направляющих. При этом зубчатая рейка на одном конце может содержать элемент для закрепления стрелки, представленный отверстием, проушиной или петлей.The arrow movement unit provides the possibility of converting the rotational movement of the rotational movement characteristics control unit into the translational movement of the arrow. The node for moving the arrow for this may contain a drive shaft and a gear rack (gate). The toothed one provides the possibility of transferring translational motion to the pointer, and the rail can be fixed in the body of the pointer electric drive due to the guides. In this case, the toothed rack at one end may contain an element for fixing the pointer, represented by a hole, an eye or a loop.

Электродвигатель, узел регулирования характеристик вращательного движения и узел перемещения стрелки соединены с возможностью передачи вращательного движения. Для этого вал электродвигателя и валы узлов могут быть соединены без применения дополнительных элементов, либо посредством применения муфт, шестеренчатых пар, ременной или цепной передачи и др.The electric motor, the node for regulating the characteristics of the rotational movement and the node for moving the pointer are connected with the possibility of transmitting the rotational movement. To do this, the motor shaft and the shafts of the units can be connected without the use of additional elements, or by using couplings, gear pairs, belt or chain transmission, etc.

Корпус обеспечивает несущие и защитные функции стрелочного электропривода. Корпус может иметь любую форму и размер, обеспечивающие возможность размещения в его внутренней полости узлов устройства и электродвигателя. Корпус для этого может содержать кронштейны, площадки, пазы, углубления и резьбовые отверстия. Корпус может содержать крышку. Корпус может содержать средства электрического соединения стрелочного электропривода с электрической цепью управления, представленные разъемами, штекерами, клеммами. Корпус может быть выполнен из любого материала, обладающего требуемыми прочностными и жесткостными характеристиками: композитов, металлов, сплавов металлов и т.д.The housing provides the load-bearing and protective functions of the turnout electric drive. The housing can be of any shape and size, providing the possibility of placing in its internal cavity the components of the device and the electric motor. The housing for this may contain brackets, platforms, grooves, recesses and threaded holes. The housing may include a lid. The housing may contain means for electrical connection of the pointer electric drive with the electrical control circuit, represented by connectors, plugs, terminals. The housing can be made of any material that has the required strength and rigidity characteristics: composites, metals, metal alloys, etc.

Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».A utility model can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the patentability criterion "industrial applicability".

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающаяся тем, что электродвигатель представлен асинхронным бесколлекторным электродвигателем мощностью 250 Вт, что при условии соблюдения нормы усилия прижатия острякового рельса к рамному рельсу стрелочного перевода метрополитена (не выше 100 Н) исключает покрытие внутренней полости корпуса токопроводящим слоем, способствующим ухудшению изоляции токопроводящих цепей, тем самым снижая риск выхода из строя обмотки ротора или статора и иных электронных компонентов стрелочного привода.The utility model is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that the electric motor is represented by an asynchronous brushless electric motor with a power of 250 W, which, subject to the norm of the pressing force of the pointed rail to the frame rail of the metro turnout switch (not higher than 100 N), excludes covering the internal cavity body with a conductive layer that contributes to the deterioration of the insulation of conductive circuits, thereby reducing the risk of failure of the rotor or stator winding and other electronic components of the turnout drive.

Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска выхода из строя электродвигателя и компонентов стрелочного электропривода для метрополитена, тем самым повышается надежность стрелочного электропривода для метрополитена.This ensures the achievement of the technical result, which consists in reducing the risk of failure of the electric motor and components of the electric switch drive for the subway, thereby increasing the reliability of the electric switch drive for the subway.

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».The utility model is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, which indicates its compliance with the “novelty” patentability criterion.

Полезная модель поясняется следующими фигурами.The utility model is illustrated by the following figures.

Фиг. 1 - Стрелочный электропривод для метрополитена, вид сверху.Fig. 1 - Switch electric drive for the subway, top view.

Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the essence of the utility model, an embodiment of its implementation is presented below, which can be modified or supplemented in any way, while the present utility model is by no means limited to the presented embodiment.

Стрелочный электропривод для метрополитена содержит корпус 1, внутри которого установлен асинхронный бесколлекторный электродвигатель 2 переменного тока мощностью 250 Вт, узел 3 регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, содержащий редуктор с фрикционной муфтой, узел 4 перемещения стрелки, соединенный с узлом 3 регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и содержащий шибер и приводной вал с шиберным колесом, и узел 5 контроля перемещения стрелки, соединенный через кинематическую группу с узлом 4 перемещения стрелки и содержащий трансформаторные датчики положения шибера.The switch electric drive for the subway contains a housing 1, inside which is installed an asynchronous brushless electric motor 2 of alternating current with a power of 250 W, a node 3 for regulating the characteristics of the rotational movement transmitted by the electric motor, containing a gearbox with a friction clutch, a node 4 for moving the pointer connected to the node 3 for regulating the characteristics of the rotational movement , transmitted by the electric motor, and containing a gate and a drive shaft with a gate wheel, and a pointer movement control unit 5 connected via a kinematic group to the pointer movement node 4 and containing transformer position sensors of the gate.

Полезная модель работает следующим образом.The utility model works as follows.

В процессе эксплуатации стрелочного электропривода для метрополитена на асинхронный электродвигатель 2 подается управляющий сигнал для его активации. Крутящий момент от электродвигателя 2 через узел 3 передается на узел 4, за счет чего осуществляется перемещение шибера и остряка стрелочного перевода, к которому присоединен шибер. При этом за счет того, что мощность электродвигателя 2 составляет 250 Вт, обеспечивается усилие прижатия острякового рельса к рамному рельсу, не превышающее 100 Н, что исключает возможность его линейного смещения. Также за счет бесколлекторной конструкции асинхронного электродвигателя 2 исключается риск покрытия продуктами износа внутренней полости корпуса 1 и образования токопроводящего слоя, появление которого приводит к ухудшению изоляции токопроводящих цепей, вследствие чего снижается риск выхода компонентов электродвигателя 2, трансформаторных датчиков или иных компонентов стрелочного привода из строя.During the operation of the switch drive for the subway, a control signal is supplied to the asynchronous motor 2 to activate it. The torque from the electric motor 2 through the node 3 is transmitted to the node 4, due to which the gate and the point of the switch, to which the gate is attached, are moved. At the same time, due to the fact that the power of the electric motor 2 is 250 W, the pressing force of the sharp rail against the frame rail is ensured, which does not exceed 100 N, which excludes the possibility of its linear displacement. Also, due to the brushless design of the asynchronous electric motor 2, the risk of covering the internal cavity of the housing 1 with wear products and the formation of a conductive layer is eliminated, the appearance of which leads to a deterioration in the insulation of conductive circuits, as a result of which the risk of failure of the components of the electric motor 2, transformer sensors or other components of the turnout drive is reduced.

Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в снижении риска выхода из строя электродвигателя и компонентов стрелочного электропривода для метрополитена, тем самым повышается надежность стрелочного электропривода для метрополитена.Thus, the technical result is achieved, which consists in reducing the risk of failure of the electric motor and components of the electric switch drive for the subway, thereby increasing the reliability of the electric switch drive for the subway.

Claims

1. An electric switch drive for the subway, containing a housing inside which a 250 W electric motor, a control unit for the characteristics of the rotational movement transmitted by the electric motor, and an assembly for moving the arrow connected to the control unit for the characteristics of the rotational movement transmitted by the electric motor are installed, characterized in that the electric motor is presented as asynchronous brushless electric motor.

2. Pointer electric drive according to claim 1, characterized in that the asynchronous brushless electric motor is made three-phase.