RU2549741C2 - Система для передачи энергии на транспортное средство и способ эксплуатации такой системы - Google Patents
Система для передачи энергии на транспортное средство и способ эксплуатации такой системы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549741C2 RU2549741C2 RU2012131048/11A RU2012131048A RU2549741C2 RU 2549741 C2 RU2549741 C2 RU 2549741C2 RU 2012131048/11 A RU2012131048/11 A RU 2012131048/11A RU 2012131048 A RU2012131048 A RU 2012131048A RU 2549741 C2 RU2549741 C2 RU 2549741C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- vehicle
- heat
- devices
- cooled
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 63
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 42
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 239000003570 air Substances 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 3
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000334993 Parma Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- -1 as a rule Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/12—Inductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
- B60L5/005—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
- B60M1/30—Power rails
- B60M1/34—Power rails in slotted conduits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
- B60M3/04—Arrangements for cutting in and out of individual track sections
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M7/00—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
- H02B1/56—Cooling; Ventilation
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
- H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
- H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
- H05K7/20472—Sheet interfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/30—Railway vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Abstract
Предложена система для передачи энергии на транспортное средство, прежде всего колейное транспортное средство (162), например легкорельсовое транспортное средство, содержащая электрическую проводниковую структуру (17), предназначенную для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством, для обеспечения передачи энергии на транспортное средство; электрические и/или электронные приборы (1), предназначенные для приведения в действие электрической проводниковой структуры (17), выделяющие при этом тепло и устройство охлаждения системы, содержащее конструкцию (12), имеющую полость (144), в которой расположен по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов (1), и крышку (25), ограничивающую полость (144) сверху. При этом подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) расположен(-ы) на расстоянии от крышки (25), а конструкция (12) встроена в грунт (4) на пути движения транспортного средства таким образом, что крышка (25) образует часть поверхности грунта (4). Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения системы с обеспечением возможности технического обслуживания и ремонта. 3 н. и 15 з.п. ф-лы ,5 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе для передачи энергии на транспортное средство, прежде всего колейное транспортное средство, например легкорельсовое транспортное средство. В частности, легкорельсовым транспортным средством может быть трамвай. Изобретение также относится к способам эксплуатации и изготовления такой системы.
Уровень техники
Трамваи обычно снабжаются электрической энергией с помощью пантографа, контактирующего с проводником, таким как контактная подвесная линия или контактный рельс. Однако в особых обстоятельствах, например в историческом центре города, наличие таких проводников нежелательно по эстетическим причинам. С другой стороны, заглубление контактных рельсов в грунт создает проблемы с обеспечением безопасности.
Для решения этой проблемы энергию можно передавать на транспортное средство индуктивно. При этом расположенная со стороны колеи проводниковая структура создает электромагнитное поле. Это поле принимается катушкой, находящейся на борту транспортного средства, в результате чего поле за счет индукции создает электрическое напряжение. Передаваемая энергия может использоваться для приведения транспортного средства в движение и/или в других целях, таких как энергоснабжение вспомогательных систем транспортного средства (например, систем отопления и вентиляции).
Система для передачи энергии на транспортное средство, содержащая электрическую проводниковую структуру, т.е. структуру из расположенных определенным образом электрических проводников, может также включать в себя электрические и/или электронные приборы, предназначенные для приведения в действие электрической проводниковой структуры, т.е. для управления ее работой. Один из таких приборов может представлять собой инвертор для генерирования переменного тока из постоянного тока. Постоянный ток может пропускаться по линии питания, подающей электрическую энергию на проводниковую структуру. Этот переменный ток может проходить через проводниковую структуру для создания электромагнитного поля. Поскольку для нужд транспортного средства необходимы сравнительно высокие мощности, работа соответствующего инвертирующего усилителя мощности сопряжена со значительными потерями энергии в виде тепла. Вместе с тем, к электрическим и/или электронным приборам, предназначенным для приведения в действие электрической проводниковой структуры, могут относиться и другие типы приборов, такие как силовые переключатели, или ключи, для включения выключения того или иного участка электрической проводниковой структуры, датчики для обнаружения присутствия транспортного средства и другие приборы.
Такие приборы можно размещать в коробах или других корпусах над землей. Это позволило бы с легкостью отводить тепло, выделяемое приборами, в окружающую среду. Однако в случае использования принудительного охлаждения с помощью вентиляторов это может создавать неприемлемые уровни шума. Кроме того, расположение корпусов над землей бывает неприемлемым, особенно в исторических частях городов. С другой стороны, заглубление приборов в грунт ухудшает передачу тепла в окружающую среду. Типичные материалы грунтов, такие как почва, скальный и песчаный грунты, являются плохими проводниками тепла.
Возможным решением является заглубление приборов непосредственно в грунт. В публикации DE 6992935312 раскрыто заглубление трансформатора непосредственно в грунт, причем первичная и вторичная обмотки трансформатора залиты изоляционным материалом (компаундом), а магнитный сердечник трансформатора оставлен незакрытым, чтобы обеспечить передачу тепла в окружающий грунт. Однако непосредственное заглубление в грунт приборов, предназначенных для приведения в действие проводниковой структуры, затрудняет техническое обслуживание этих приборов и замену компонентов, если это необходимо. Далее, аппаратура, особенно электронные приборы, такие как полупроводниковые переключатели, или ключи, нуждаются, по крайней мере, в некоторой степени защиты от воды и грязи. Кроме того, теплопроводность природных грунтовых материалов невелика, и поэтому тепло плохо отводится от трансформатора.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является разработка системы для передачи энергии на транспортное средство, в которой подлежащие охлаждению приборы не нуждались бы в наземных корпусах, но при этом их охлаждение было бы эффективным. Кроме того, изобретение должно обеспечить возможность технического обслуживания и ремонта таких приборов при низких трудозатратах. Еще одной целью изобретения является разработка способа эксплуатации такой системы и способа ее изготовления.
В основу настоящего изобретения положена идея использования полости в грунте для размещения прибора или приборов, подлежащего(-их) охлаждению. Полость закрывается сверху крышкой, и эта крышка образует часть поверхности грунта. Выражение "часть поверхности" включает в себя случай, когда сверху на крышке могут находиться свободные твердые частицы, такие как частицы почвы или грязи. Однако предпочтительно, чтобы такой слой частиц был тоньше 1 см, предпочтительно тоньше 0,2 см. Крышку предпочтительно выполнять из материала или материалов, имеющего(-их) значительно более высокий коэффициент теплопередачи, чем природный материал грунта, такой как почва, скальный и песчаный грунты. При этом выражение "значительно более высокий коэффициент теплопередачи" означает превышение в пять раз, предпочтительно в десять раз. Предпочтительным материалом для крышки является металл, например сталь.
Термин "грунт" включает в себя также техногенные или искусственные грунты, такие как компоненты железнодорожного пути. Например, можно удалить природный грунт и соорудить на его месте железнодорожный путь, включая грунт, образующий полость. Еще одним примером искусственного грунта является любой техногенный грунт в городе.
Размещение подлежащих охлаждению приборов в полости, находящейся в грунте, позволяет убрать эти приборы с виду. Поэтому такое расположение является приемлемым даже в исторических частях городов. При этом наземное пространство не занимается. Кроме того, поскольку сверху полости имеется крышка, такая крышка снимается для проведения работ по техническому обслуживанию и/или ремонту прибора или приборов при сравнительно малых трудозатратах. Кроме того, крышка может быть выполнена таким образом, чтобы она могла держать любой вес или нагрузку, включая транспортные средства, такие как автомобили или колейные транспортные средства, снабжаемые электрической энергией с использованием электрической проводниковой структуры.
Авторами изобретения установлено, что подлежащие охлаждению приборы выделяют тепло лишь короткое время, когда транспортное средство проходит вблизи электрической проводниковой структуры. Постоянное нахождение проводниковой структуры во включенном состоянии сопровождалось бы большими потерями энергии и созданием нежелательных электромагнитных полей. Электрическую проводниковую структуру предпочтительно приводить в действие только во время движения транспортного средства непосредственно над ней. Для управления временным включением электрической проводниковой структуры может использоваться по меньшей мере один из расположенных в полости и подлежащих охлаждению приборов. Например, инвертор вышеупомянутого типа можно выключать, чтобы этот инвертор не запитывал электрическую проводниковую структуру электроэнергией от линии электроснабжения.
В частности, предлагается система для передачи энергии на транспортное средство, которым может быть колейное транспортное средство, например легкорельсовое транспортное средство. Предлагаемая в изобретении система содержит:
- электрическую проводниковую структуру, предназначенную для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством с обеспечением передачи энергии на транспортное средство,
- электрические и/или электронные приборы, предназначенные для приведения в действие электрической проводниковой структуры, выделяющие при этом тепло и потому подлежащие охлаждению,
- устройство охлаждения системы, содержащее конструкцию, имеющую полость, в которой расположен по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов, и крышку, ограничивающую полость сверху, причем подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) расположен(-ы) на расстоянии от крышки, а конструкция встроена в грунт на пути движения транспортного средства таким образом, что крышка образует часть поверхности грунта.
Конструкция, имеющая полость, может иметь любое исполнение, в частности из твердого материала. Конструкция может быть монолитной, может состоять из одного или нескольких материалов и/или может иметь стенки с отверстиями или без таковых. Например, отверстие в стенке может использоваться для пропускания проводов и/или кабелей, обеспечивающих электрическое соединение прибора или приборов с внешним оборудованием. Материалом, предпочтительным для такой конструкции, является металл, поскольку металл обычно имеет хорошие характеристики теплопроводности, ускоряющие отвод тепла из полости в окружающее пространство и помогающие избежать возникновения в материале конструкции горячих участков. В конкретном варианте осуществления изобретения конструкция может иметь пять плоских стенок, каждая из которых проходит перпендикулярно соответствующим соседним с ней стенкам и которые образуют дно и четыре боковых стенки. Конструкция сверху открыта, и в эксплуатации полость закрывается крышкой. Крышка может сниматься для получения доступа в полость, в частности для технического обслуживания и ремонта находящихся в полости прибора или приборов, подлежащего(-их) охлаждению. Например, высота конструкции может составлять от 20 см до 1,5 м, предпочтительно - 30-50 см, ширина конструкции может составлять от 30 до 70 см, предпочтительно - около 50 см, и/или длина конструкции может составлять от 60 см до 1,5 м, предпочтительно - около 80 см.
Перед заглублением конструкции в рыхлый грунт его предпочтительно уплотнять вокруг места расположения полости. Как возможный вариант, в грунт также можно заглубить дополнительный материал, как это описывается ниже. Грунт и/или другой материал, расположенный с внешней стороны конструкции, используется в качестве теплоаккумулятора. Основная часть тепла, выделяемая прибором или приборами в полости, передается в окружающую среду через крышку, причем либо непосредственно, либо после передачи в грунт или другой материал, находящийся снаружи конструкции. Например, если тепло не может передаваться в окружающую среду непосредственно через крышку, поскольку температура окружающего воздуха слишком высока или крышка нагрелась на солнце, значительное количество выделяемого тепла передается в грунт и/или другой материал, расположенный снаружи конструкции, а затем передается обратно во внутреннее пространство конструкции, в стенки или в другие элементы конструкции, как только передача тепла в окружающую среду через крышку станет возможной. Поскольку коэффициент теплопередачи почвы мал, рассеяние тепла в почву очень мало. То же самое касается скального или песчаного грунта или смеси почвы, скального и/или песчаного грунта.
По меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов может представлять собой инвертор, предназначенный для преобразования постоянного тока, пропускаемого линией питания, в переменный ток, пропускаемый проводниковой структурой, причем инвертор электрически соединен с проводниковой структурой. Инверторы выделяют тепло в единицу времени в особенно больших количествах, особенно когда они выдают переменный ток для создания электромагнитного поля, используемого для передачи энергии, питающей тяговые двигатели транспортных средств. Другие примеры приборов приведены выше.
Предпочтительно, чтобы прибор или приборы, подлежащий(-ие) охлаждению, располагался(-лись) не только на расстоянии от крышки, но и на дне полости. В частности, прибор(-ы) может/могут быть помещен(-ы) на теплопроводный материал, проходящий вниз через материал дна конструкции, или на материал дна конструкции, от которого вниз проходит теплопроводный материал, причем теплопроводный материал имеет теплопроводность, равную теплопроводности материала дна конструкции или превышающую ее.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения между подлежащим охлаждению прибором и теплопроводным материалом или материалом дна конструкции может быть расположен дополнительный элемент. Назначение этого дополнительного элемента заключается в распределении тепла в направлениях, перпендикулярных направлению передачи тепла от прибора к теплопроводному материалу или материалу дна конструкции. Например, если теплопроводный материал или материал дна конструкции имеет верхнюю поверхность, являющуюся ровной и плоской, а нижняя поверхность прибора также является плоской, в качестве дополнительного элемента может использоваться тонкий мат, выполненный из материала с очень высоким коэффициентом теплопроводности, находящимся, например, в диапазоне от 300 до 500 Вт/(м·К). Примером такого мата является двумерный (листовой) теплоотводящий материал SPREADERSHIELD производства фирмы GrafTech International, находящейся по адресу: 12900 Snow Road, Parma, Ohio 44130, США. В качестве материала для дополнительного элемента, помещаемого между прибором и теплопроводным материалом, как правило, можно использовать графитовые или углеродные материалы. Одно преимущество такого материала заключается в том, что тепло распределяется по поверхности теплопроводного материала или материала дна конструкции, что улучшает передачу тепла теплопроводному материалу или материалу дна конструкции, а значит, и вывод тепла наружу конструкции. Другим или дополнительным назначением этого дополнительного элемента является обеспечение хорошего теплового контакта между прибором и материалом дна конструкции. Например, для обеспечения теплового контакта может использоваться, например, силикон.
К альтернативным материалам теплового интерфейса относятся, например: полиимидная пленка, покрытая соединением с обратимыми фазами, или фазовым переходом (например, пленка, распространяемая фирмой Detakta Hans-Herbert von Saenger Isolier- und Messtechnik GmbH & Co. KG, Hans-Bockler-Ring 19, D-22851 Norderstedt, Германия, под торговым наименованием ThermaPhase) и теплопроводные и электроизоляционные одно- или многокомпонентные полимеры, необязательно наполненные керамическим и/или теплопроводным материалом (например, полимеры, распространяемые фирмой Kerafol Keramische Folien GmbH, Industriegebiet Stegenthumbach 4-6, D-92676 Eschenbach, Германия, под торговым наименованием Keratherm). Предпочтительно, чтобы дополнительный материал, расположенный между прибором и материалом дна конструкции, был электроизоляционным, особенно если материал дна конструкции является электропроводящим. Это способствует изоляции подлежащего охлаждению прибора.
Размещение прибора(-ов) на дне полости имеет то преимущество, что, с одной стороны, тепло может передаваться к нижней стороне крышки за счет вынужденной или естественной конвекции. С другой стороны, воздух в полости является хорошим теплоизолятором, если температура крышки выше температуры подлежащего(-их) охлаждению прибора(-ов). Это может иметь место при высокой температуре окружающего воздуха и/или при нагреве крышки солнечными лучами.
Как было упомянуто выше, снаружи конструкции может быть предусмотрен другой материал, не являющийся природным материалом грунта. В предпочтительном варианте осуществления изобретения конструкция заделана во внешнюю оболочку из твердого материала, имеющего более высокую теплоемкость на единицу объема конструкции, чем у материала конструкции. В частности, таким твердым, или сплошным, материалом может быть бетон. Внешняя оболочка из бетона легка в изготовлении. Например, сначала можно уплотнить грунт, в который предполагается поместить бетонную оболочку, а затем можно извлечь соответствующий объем грунта. Этот объем соответствует объему внешней оболочки плюс объем конструкции и плюс объем полости. Затем в указанном объеме может быть изготовлена внешняя оболочка, и/или готовая внешняя оболочка может быть помещена в этот объем. Кроме того, конструкцию можно помещать во внешнюю оболочку впоследствии или одновременно с размещением или изготовлением внешней оболочки. Конструкцию предпочтительно сначала помещать в подготовленный объем и использовать для ограничения ею зоны формирования внешней оболочки во время заполнения этой зоны материалом, в частности бетоном.
Если, как это было упомянуто выше, используется теплопроводный материал, расположенный у дна конструкции, предпочтительно, чтобы этот теплопроводный материал проходил у дна конструкции во внешнюю оболочку, а более предпочтительно - чтобы он проходил через внешнюю оболочку в грунт. Теплопроводный материал улучшает передачу тепла во внешнюю оболочку и/или в расположенный под ней грунт.
Для улучшения передачи тепла от находящегося(-ихся) в полости прибора(-ов) закрывающей полость крышке за счет конвекции конструкция может содержать расположенный в полости вентилятор для принудительной конвекции воздуха в полости. При этом предпочтительно, чтобы конструкция была снабжена первым датчиком температуры, расположенным у крышки, и вторым датчиком температуры, расположенным у подлежащего(-их) охлаждению прибора(-ов), причем вентилятор связан с устройством управления, выполненным с возможностью управления вентилятором в зависимости от температуры, измеряемой датчиками температуры. Если температура у крышки выше температуры у подлежащего(-их) охлаждению прибора(-ов), вентилятор может быть выключен устройством управления. Таким образом, воздух в полости может образовывать устойчивые горизонтально простирающиеся слои с температурой, возрастающей снизу вверх, что эффективно изолирует прибор(-ы) от крышки.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения конструкция изолирована в отношении перемещения воздуха в полость и из нее. Например, конструкция может быть образована стенками, и у верхних кромок стенок может быть расположено уплотнение, предназначенное для уплотнения соединения крышки со стенками и для герметизации полости. Изоляция полости в отношении поступления окружающего воздуха позволяет избежать нагрева содержимого полости в случае высоких температур окружающей среды. Кроме того, она предотвращает проникновение в полость влажного воздуха. Влажный воздух может быть вреден для приборов и может приводить к окислению электрических контактов и металлических частей.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения конструкция выполнена таким образом, чтобы препятствовать проникновению в полость твердых частиц и/или влаги. Этого можно добиться с помощью того же уплотнения между верхней кромкой стенок и крышкой, что было описано выше. Твердые частицы, такие как пыль или аэрозоли, а также влага могут создавать помехи работе приборов и/или могут приводить к их отказам.
Объектом изобретения является также способ эксплуатации системы для передачи энергии на транспортное средство, прежде всего на колейное транспортное средство, например легкорельсовое транспортное средство, характеризующийся тем, что:
- передачу энергии на транспортное средство осуществляют с использованием электрической проводниковой структуры системы, предназначенной для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством,
- для приведения в действие электрической проводниковой структуры используют электрические и/или электронные приборы системы, выделяющие при этом тепло и потому подлежащие охлаждению,
- по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов эксплуатируют в полости, закрытой крышкой, ограничивающей полость сверху, причем подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) расположен(-ы) на расстоянии от крышки, а полость находится в грунте на пути движения транспортного средства таким образом, что крышка образует часть поверхности грунта.
Варианты осуществления описанного выше способа и его частные признаки приведены в прилагаемой формуле изобретения и поясняются в описании соответствующих признаков системы.
Кроме того, объектом изобретения является способ изготовления системы для передачи энергии на транспортное средство, прежде всего на колейное транспортное средство, например легкорельсовое транспортное средство, характеризующийся тем, что:
- подготавливают электрическую проводниковую структуру, предназначенную для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством с обеспечением передачи энергии на транспортное средство,
- подготавливают электрические и/или электронные приборы, предназначенные для приведения в действие электрической проводниковой структуры, выделяющие при этом тепло и потому подлежащие охлаждению,
- устанавливают устройство охлаждения, содержащее конструкцию, имеющую полость, в которой располагают по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов, и снабженную крышкой, ограничивающей полость сверху, причем подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) располагают на расстоянии от крышки, а конструкцию встраивают в грунт на пути движения транспортного средства таким образом, чтобы крышка образовала часть поверхности грунта.
Варианты осуществления описанного выше способа и его частные признаки приведены в прилагаемой формуле изобретения и поясняются в описании соответствующих признаков системы.
Электрическая проводниковая структура, работающая под управлением подлежащего(-их) охлаждению прибора(-ов) может:
- содержать по меньшей мере одну электрическую линию, змеевидно проходящую вдоль пути движения транспортного средства, т.е. за каждым отрезком линии, вытянутым в направлении движения, следует отрезок, который вытянут поперек направления движения, за которым, в свою очередь, снова следует отрезок, вытянутый в направлении движения); в случае многофазной системы предпочтительно, чтобы таким образом были расположены все линии проводниковой структуры; понятие "змеевидно" охватывает линии, имеющие искривленную конфигурацию и/или имеющие прямые отрезки с резко изогнутыми (в виде изломов) зонами перехода к соседним отрезкам; прямые отрезки предпочтительны, поскольку они создают более однородные поля;
- содержать по меньшей мере две электрических линии, каждая из которых приспособлена для пропускания своей, т.е. отличной от других, фазы переменного электрического тока; предпочтительно, чтобы электрическая проводниковая структура содержала три линии, каждая из которых пропускает свою фазу трехфазного переменного тока;
- содержать множество участков, каждый из которых проходит вдоль своего отрезка пути движения транспортного средства, может содержать отрезки указанных по меньшей мере двух линий проводниковой структуры и может быть включен и выключен отдельно от других участков. Фазная(-ые) линия(-и) каждого участка может/могут быть электрически соединены с соответствующей фазной линией любого следующего за ним участка (последовательное соединение фазных линий). В другом случае фазная(-ые) линия(-и) следующих друг за другом участков может/могут быть изолированы друг от друга и, например, может/могут быть подключены к источнику энергии через отдельный инвертор для каждого участка (параллельное соединение фазных линий).
Преимущественным применением изобретения является снабжение энергией рельсовых транспортных средств. В частности, электрическая проводниковая структура, предназначенная для создания электромагнитного поля, может быть расположена (при виде сверху) между двумя рельсами железнодорожного пути. Например, электрическая линия или линии проводниковой структуры может/могут быть встроена(-ы) в шпалы железнодорожного пути или может/могут быть заглублена(-ы) в грунт.
В любом случае предпочтительно, чтобы полость, содержащая подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы), была расположена сбоку одного из рельсов, т.е. не находилась между двумя рельсами. Это позволяет легко соединять электрическую линию или линии проводниковой структуры с находящимся(-мися) в полости прибором или приборами.
Если электрическая проводниковая структура имеет множество участков (как это упоминалось выше), по меньшей мере одну из полостей предпочтительно предусмотреть рядом с каждым участком, наиболее предпочтительно - у стыка (интерфейса) между двумя следующими друг за другом участками.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения рассматриваются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - трехмерное изображение участка железнодорожного пути с частичным вырезом для иллюстрации его строения,
на фиг.2 - схематический разрез конструкции, имеющей полость и заделанной в твердый материал, находящийся в грунте,
на фиг.3 - еще один схематический разрез конструкции, имеющей полость, и колея транспортного средства,
на фиг.4 - схематическое изображение первого варианта выполнения проводниковой структуры, предназначенной для создания электромагнитного поля с целью передачи энергии на транспортное средство, движущееся по колее,
на фиг.5 - фрагмент проводниковой структуры со следующими друг за другом участками, в том числе с инверторами для преобразования постоянного тока в переменный ток, запитывающий проводниковую структуру.
Осуществление изобретения
Железнодорожный путь 11, показанный на фиг.1, расположен на нижнем слое 10, который может состоять из природного грунта, такого как почва, песчаный и/или скальный грунт. Вместе с тем, нижний слой 10 также может быть искусственным, например может состоять из уплотненного материала, обычно используемого в строительстве в качестве слоя основания. Поверх нижнего слоя 10 расположен по меньшей мере еще один слой 15. Этот слой может быть выполнен, например, из бетона, но также из любого другого материала, пригодного для строительства железнодорожного пути. Часть слоя 15 слева на фиг.1 вырезана, чтобы показать строение других частей железнодорожного пути. Слой 15 имеет выемку для размещения нижней части двух рельсов 13а, 13b, для размещения опорного материала 16, несущего и/или вмещающего проводниковую структуру 17, и для размещения других, дополнительных элементов, таких как скрепления для фиксации рельсов 3 в требуемом положении и выравнивания рельсов.
Проводниковая структура 17 содержит в рассматриваемом осуществления изобретения три электрических линии 17а, 17b, 17с, предназначенных для пропускания трех фаз трехфазного переменного тока. Каждая из линий 17а, 17b, 17с тянется вдоль колеи, образованной рельсами 3, но при этом проходит по змеевидному, или извилистому, пути. Вместе с тем, также возможны и другие формы размещения проводниковой структуры. Проводниковая структура 17 покрыта защитным слоем 18, который также расположен между двумя рельсами 13.
С одной стороны от опорного материала 16 расположена конструкция 12, т.е. конструкция 12 расположена не между рельсами 13, а снаружи образуемой двумя рельсами 13 колеи. В конкретном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1, конструкция 12 имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Более подробно выполнение конструкции рассматривается со ссылкой на фиг.2 и 3. Верхняя поверхность конструкции 12 проходит на том же уровне по высоте, что и поверхность слоя 15. Слой 15 прилегает к противоположным боковым поверхностям конструкции (на фиг.1 это не показано, поскольку слой 15 частично вырезан).
В месте, соответствующем наименьшему расстоянию между конструкцией 12 и проводниковой структурой 17, расположено устройство 20 для электрического контактирования линий 17а, 17b, 17с с целью реализации электрического соединения между проводниковой структурой 17 и одним или несколькими приборами, расположенными внутри конструкции 12.
Снизу на фиг.1 видна прямолинейная структура 19, которая может использоваться для подачи электрический энергии на прибор(-ы), находящийся(-иеся) внутри конструкции 2. Электрическое соединение между структурой 19 и прибором(-ами) на фиг.1 не показано.
Схематическое изображение на фиг.2 представляет собой выполненный в вертикальной плоскости разрез конструкции 12, имеющей полость 144, в которой расположен электрический и/или электронный прибор 1. Вместо одного прибора 1 на дне полости 144, имеющейся внутри конструкции 12, может быть расположено два или более подлежащих охлаждению приборов. Конструкцией 12 может быть конструкция, показанная на фиг.1. В данном случае плоскость вертикального разреза, приведенного на фиг.2, проходит почти параллельно образованной рельсами 13 колее.
Полость 144 также содержит вентилятор 7, предназначенный для обеспечения принудительной вентиляции воздуха в полости 144, т.е. в полости вентилятором обеспечивается вынужденная конвекция воздуха. Вентилятором 7 предпочтительно управлять таким образом, чтобы он не включался, когда температура вверху полости 144 выше температуры прибора 1.
Конструкция 12 закрыта съемной крышкой 25. Это обеспечивает возможность доступа сверху внутрь конструкции 12.
Вид, показанный на фиг.1, содержит вырезанные области. В частности, промежуточный слой 14 и покровный слой 15 проходят до стенок конструкции 12, в результате чего конструкция 12 заделана в твердый материал со всех сторон, кроме верхней. Вместе с тем, со всех пяти сторон конструкции 12 необязательно должен содержаться один и тот же материал или одни и те же слои материала. Напротив, промежуток между конструкцией 2 и опорным материалом 16 или контактным устройством 20 может быть заполнен другим материалом, в частности материалом, который служит опорой для рельсов. Кроме того, наружная сторона конструкции 12, показанная на фиг.1 спереди, может быть покрыта другим материалом, таким как природный грунт.
Конструкция 12 содержит несколько ребер, выполненных из металла и проходящих вниз от дна полости 144. Подлежащий охлаждению прибор 1 расположен непосредственно на стенке 7 дна конструкции 12, выполненной из металла, как и ребра 3. Таким образом, выделяемое прибором 1 тепло передается через стенку 7 дна в ребра 3, а от них - в окружающий материал 2. Окружающий материал 2 образует внешнюю оболочку конструкции 12, в которую конструкция 12 заключена с пяти сторон: правой и левой сторон, показанных на фиг.2, с нижней стороны (на фиг.2 не показанной), а также с передней и задней сторон. Верхняя сторона над крышкой 25 свободна от твердого материала, т.е. окружающий воздух может омывать верхнюю сторону крышки 25 и отводить от крышки 25 тепло. Внешняя оболочка конструкции 12 предпочтительно находится в контакте с наружной стороной стенок конструкции по всей поверхности этих стенок. Это улучшает передачу тепла от материала стенок к материалу оболочки 2. Оболочка 2 может быть выполнена из бетона.
С другой стороны, оболочка 2 встроена в материал 4 грунта, который может быть искусственным (т.е. техногенным) и/или природным грунтом.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, ребра 3 не выходят из оболочки 2 в грунт 4. Вместе с тем, в других вариантах осуществления изобретения теплопроводящие структуры, подобные ребрам 3, могут проходить в материал, находящийся ниже оболочки.
В качестве альтернативы варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.2, теплопроводный материал, расположенный на дне полости, может проходить через стенку 7 дна конструкции 12, а подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) можно расположить на дополнительной опоре, помещенной на дно полости.
Разрез, показанный на фиг.3, выполнен в вертикальной плоскости, рассекающей не только конструкцию 12, имеющую полость для размещения одного или нескольких подлежащих охлаждению приборов, но и колею снабжаемого энергией транспортного средства. Конструкция 12, показанная на фиг.3, может быть конструкцией 12, показанной на фиг.2, или иной конструкцией. Несмотря на это на фиг.2 и 3 одинаковые или однотипные элементы обозначены одними и теми же номерами позиций.
В рассматриваемом варианте также имеется внешняя оболочка 2, в которую заделана конструкция 12. Подлежащий охлаждению прибор 1 помещен на дно полости 144, а крышка 25 закрывает полость 144 сверху. Колея 31, т.е. путь, вдоль которого движется транспортное средство, также содержит один или несколько слоев материала, которые обозначены номером 32 и которые служат опорой не только для транспортного средства, но и для проводниковой структуры. Проводниковая структура и другие части колеи (например, рельсы в случае железнодорожного пути) подробно на фиг.3 не показаны. Опорный материал 32 и внешняя оболочка 2 конструкции 12 встроены в грунт 4.
Подлежащий охлаждению прибор электрически соединен (с проводниковой структурой) посредством расположенной в полости 144 линии или кабеля 27 через коннектор 35, расположенный в верхней части боковой стенки 37 конструкции 2, и посредством расположенной вне полости 144 линии или кабеля 29. Число линий или проводов зависит от типа электрической цепи, реализуемой проводниковой структурой и находящимся в полости охлаждаемым прибором или приборами. Пример электрической цепи описывается ниже со ссылкой на фиг.5.
На фиг.4 показано шесть участков 157a-157f проводниковой структуры, проходящей вдоль пути движения транспортного средства 162. Участки 157 могут приводиться в действие независимо друг от друга. Транспортное средство 162 может иметь приемное устройство 161 для приема электромагнитного поля, создаваемого проводниковой структурой на одном или нескольких участках 157. В ситуации, показанной на фиг.4, приемное устройство 161 расположено над участком 157с, и по меньшей мере этот участок 157c задействован для возбуждения электромагнитного поля и передачи энергии на транспортное средство. Кроме того, транспортное средство может иметь накопители 163а, 163b энергии (аккумуляторы), которые могут использоваться для энергоснабжения транспортного средства, если энергии, получаемой от участков 157 проводниковой структуры, недостаточно.
На каждом стыке двух следующих друг за другом участков 157 предусмотрен инвертор 152а-152е, который расположен в полости конструкции и таким образом заглублен в грунт, в соответствии с изобретением. Например, инверторы 152 могут быть выполнены в соответствии с принципиальной схемой, показанной на фиг.5. Линия 141а, 141b питания постоянным током также показана на фиг.4. Она подключена к источнику 151 энергии, такому как генераторная станция для выработки постоянного тока.
На фиг.5 приведена принципиальная схема. На ней частично показан ряд следующих друг за другом участков 137, 138, 139 электрической проводниковой структуры, предназначенной для создания электромагнитного поля. Полностью показан только один участок, а именно участок 138. Каждый из участков 137, 138, 139 содержит три фазных линии 135а, 135b, 135с. Эти фазные линии 135 можут быть выполнены, например, как показано на фиг.1.
Каждая фазная линия 135 каждого участка 137, 138, 139 содержит на одном своем конце емкость 140 для компенсации индуктивности фазной линии 135. В результате полное электрическое сопротивление равно нулю. Такие емкости могут быть частью приборов, расположенных в полости конструкции 12 (фиг.1-3).
На стыках следующих друг за другом участков 137, 138, 139 каждая фазная линия 135 соединена с линией 141а, 141b питания постоянным током. Каждая фазная линия 135 соединена с плюсовым и минусовым потенциалами линии 141 питания постоянным током через соответствующие переключатели 147, 148. Например, фазная линия 135а соединена с плюсовым и минусовым потенциалами посредством соединения 144а. В состав этого соединения 144а входят переключатель 147, расположенный между фазной линией 135а и плюсовым потенциалом, и переключатель 148, расположенный между фазной линией 135а и минусовым потенциалом. Соединения 144b, 144с фазных линий 135b, 135с с плюсовым и минусовым потенциалами (линии 141а, 141b) выполнены аналогично.
Приведенное выше описание интерфейса 142 между участком 137 и участком 138 соответственно применимо к интерфейсу между участком 138 и участком 139. Соединения между фазными линиями 135 и линией 141 питания постоянным током обозначены номерами 145а, 145b, 145с. Переключатели, расположенные между фазными линиями 135 и плюсовым потенциалом 141а линии 141, обозначены номерами 149, а переключатели со стороны минусового потенциала 141b обозначены номерами 150.
Следовательно, каждый интерфейс 142, 143 может подключаться к питающей линии 141 и отключаться от нее путем управления переключателями 147, 148 или 149, 150. Переключатели 147, 148 вместе с устройством управления ими, на фиг.5 не показанным, образуют первый инвертор. Аналогичным образом, переключатели 149, 150 и соответствующее устройство для управления работой этих переключателей образуют второй инвертор, относящийся к интерфейсу 143. Во время работы инверторов их переключатели периодически включаются и выключаются, создавая в интерфейсе 142, 143, т.е. на конце одного из участков 137, 138, 139, требуемый переменный ток. Таким образом, соединение, например соединение 135а, для соединения линии 141 питания постоянным током с фазной линией 135 содержит последовательное соединение переключателя 147 и переключателя 148, причем соединяется фазная линия 135а и контактная точка между переключателями 147, 148.
Для целей охлаждения каждый инвертор может быть расположен в отдельной полости, образованной в грунте.
Вместе с тем, в отличие от проводниковой структуры, показанной на фиг.5, проводниковая структура может быть подключена к линии переменного тока, предназначенной для подачи на проводниковую структуру электрической энергии.
Claims (18)
1. Система для передачи энергии на транспортное средство, содержащая:
- электрическую проводниковую структуру (17), предназначенную для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством с обеспечением передачи энергии на транспортное средство и создающего электрическое напряжение за счет индукции,
- электрические и/или электронные приборы (1), предназначенные для приведения в действие электрической проводниковой структуры (17), выделяющие при этом тепло и потому подлежащие охлаждению, причем по меньшей мере один из приборов (1) содержит переключатели (147, 148, 149, 150), периодически включаемые и выключаемые во время работы для создания в проводниковой структуре требуемого переменного тока,
- устройство охлаждения системы, содержащее конструкцию (12), имеющую полость (144), в которой расположен по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов (1), и крышку (25), ограничивающую полость (144) сверху, причем подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) расположен(-ы) на расстоянии от крышки (25), а конструкция (12) встроена в грунт (4) на пути движения транспортного средства таким образом, что крышка (25) образует часть поверхности грунта (4).
- электрическую проводниковую структуру (17), предназначенную для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством с обеспечением передачи энергии на транспортное средство и создающего электрическое напряжение за счет индукции,
- электрические и/или электронные приборы (1), предназначенные для приведения в действие электрической проводниковой структуры (17), выделяющие при этом тепло и потому подлежащие охлаждению, причем по меньшей мере один из приборов (1) содержит переключатели (147, 148, 149, 150), периодически включаемые и выключаемые во время работы для создания в проводниковой структуре требуемого переменного тока,
- устройство охлаждения системы, содержащее конструкцию (12), имеющую полость (144), в которой расположен по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов (1), и крышку (25), ограничивающую полость (144) сверху, причем подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) расположен(-ы) на расстоянии от крышки (25), а конструкция (12) встроена в грунт (4) на пути движения транспортного средства таким образом, что крышка (25) образует часть поверхности грунта (4).
2. Система по п.1, в которой прибор или по меньшей мере один из приборов, расположенных в полости (144), помещен на дно полости (144).
3. Система по п.2, в которой прибор или приборы (1), расположенный(-ые) на дне полости (144), помещен(-ы) на теплопроводный материал, проходящий вниз через материал дна конструкции (12), или на материал (7) дна конструкции (12), от которого вниз проходит теплопроводный материал (3), причем теплопроводный материал (3) имеет теплопроводность, равную теплопроводности материала дна конструкции или превышающую ее.
4. Система по одному из пп.1-3, в которой конструкция (12) заделана во внешнюю оболочку из твердого материала, имеющего теплоемкость на единицу площади поверхности конструкции (12), более высокую, чем у материала конструкции (12).
5. Система по п.1, в которой конструкция (12) изолирована в отношении перемещения воздуха в полость (144) и из нее.
6. Система по п.1, в которой конструкция (12) выполнена таким образом, чтобы препятствовать проникновению в полость (144) твердых частиц и/или влаги.
7. Способ эксплуатации системы для передачи энергии на транспортное средство, характеризующийся тем, что:
- передачу энергии на транспортное средство осуществляют с использованием электрической проводниковой структуры (17) системы, предназначенной для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством и создающего электрическое напряжение за счет индукции,
- для приведения в действие электрической проводниковой структуры (17) используют электрические и/или электронные приборы (1) системы, выделяющие при этом тепло и потому подлежащие охлаждению, причем по меньшей мере один из приборов (1) содержит переключатели (147, 148, 149, 150), периодически включаемые и выключаемые во время работы для создания в проводниковой структуре требуемого переменного тока,
- по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов (1) эксплуатируют в полости (144), закрытой крышкой (25), ограничивающей полость (144) сверху, причем подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) расположен(-ы) на расстоянии от крышки (25), а полость (144) находится в грунте (4) на пути движения транспортного средства таким образом, что крышка (25) образует часть поверхности грунта (4).
- передачу энергии на транспортное средство осуществляют с использованием электрической проводниковой структуры (17) системы, предназначенной для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством и создающего электрическое напряжение за счет индукции,
- для приведения в действие электрической проводниковой структуры (17) используют электрические и/или электронные приборы (1) системы, выделяющие при этом тепло и потому подлежащие охлаждению, причем по меньшей мере один из приборов (1) содержит переключатели (147, 148, 149, 150), периодически включаемые и выключаемые во время работы для создания в проводниковой структуре требуемого переменного тока,
- по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов (1) эксплуатируют в полости (144), закрытой крышкой (25), ограничивающей полость (144) сверху, причем подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) расположен(-ы) на расстоянии от крышки (25), а полость (144) находится в грунте (4) на пути движения транспортного средства таким образом, что крышка (25) образует часть поверхности грунта (4).
8. Способ по п.7, характеризующийся тем, что прибор или по меньшей мере один из приборов, находящихся в полости (144), при его или их эксплуатации расположен на дне полости (144).
9. Способ по п.8, характеризующийся тем, что прибор или приборы (1), расположенный(-ые) на дне полости (144), эксплуатируют на теплопроводном материале, проходящем вниз через материал дна конструкции (12), или на материале (7) дна конструкции (12), от которого вниз проходит теплопроводный материал (3), причем теплопроводный материал (3) имеет теплопроводность, равную теплопроводности материала (7) дна конструкции или превышающую ее.
10. Способ по одному из пп.7-9, характеризующийся тем, что полость (144) образована конструкцией (12), расположенной во внешней оболочке из твердого материала, имеющего более высокую теплоемкость на единицу площади поверхности конструкции (12), чем у материала конструкции (12).
11. Способ по п.7, характеризующийся тем, что находящийся(-иеся) в полости (144) прибор(-ы) эксплуатируют, когда полость (144) изолирована в отношении перемещения воздуха в полость (144) и из нее.
12. Способ по п.7, характеризующийся тем, что находящийся(-иеся) в полости (144) прибор(-ы) эксплуатируют, когда полость (144) изолирована в отношении проникновения в нее твердых частиц и/или влаги.
13. Способ изготовления системы для передачи энергии на транспортное средство, характеризующийся тем, что:
- подготавливают электрическую проводниковую структуру (17), предназначенную для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством с обеспечением передачи энергии на транспортное средство и создающего электрическое напряжение за счет индукции,
- подготавливают электрические и/или электронные приборы (1), предназначенные для приведения в действие электрической проводниковой структуры (17), выделяющие при этом тепло и потому подлежащие охлаждению, причем по меньшей мере один из приборов (1) содержит переключатели (147, 148, 149, 150), периодически включаемые и выключаемые во время работы для создания в проводниковой структуре требуемого переменного тока,
- устанавливают устройство охлаждения, содержащее конструкцию (12), имеющую полость (144), в которой располагают по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов (1), и снабженную крышкой (25), ограничивающей полость (144) сверху, причем подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) располагают на расстоянии от крышки (25), а конструкцию (12) встраивают в грунт (4) на пути движения транспортного средства таким образом, чтобы крышка (25) образовала часть поверхности грунта (4).
- подготавливают электрическую проводниковую структуру (17), предназначенную для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством с обеспечением передачи энергии на транспортное средство и создающего электрическое напряжение за счет индукции,
- подготавливают электрические и/или электронные приборы (1), предназначенные для приведения в действие электрической проводниковой структуры (17), выделяющие при этом тепло и потому подлежащие охлаждению, причем по меньшей мере один из приборов (1) содержит переключатели (147, 148, 149, 150), периодически включаемые и выключаемые во время работы для создания в проводниковой структуре требуемого переменного тока,
- устанавливают устройство охлаждения, содержащее конструкцию (12), имеющую полость (144), в которой располагают по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов (1), и снабженную крышкой (25), ограничивающей полость (144) сверху, причем подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) располагают на расстоянии от крышки (25), а конструкцию (12) встраивают в грунт (4) на пути движения транспортного средства таким образом, чтобы крышка (25) образовала часть поверхности грунта (4).
14. Способ по п.13, характеризующийся тем, что прибор или по меньшей мере один из приборов, располагаемых в полости (144), помещают на дно полости (144).
15. Способ по п.14, характеризующийся тем, что прибор или приборы (1), располагаемый(-ые) на дне полости (144), помещают на теплопроводный материал, проходящий вниз через материал дна конструкции (12), или на материал (7) дна конструкции (12), от которого вниз проходит теплопроводный материал (3), причем теплопроводный материал (3) имеет теплопроводность, равную теплопроводности материала (7) дна конструкции или превышающую ее.
16. Способ по одному из пп.13-15, характеризующийся тем, что конструкцию (12) заделывают во внешнюю оболочку из твердого материала, имеющего более высокую теплоемкость на единицу площади поверхности конструкции (12), чем у материала конструкции (12).
17. Способ по п.13, характеризующийся тем, что конструкцию (12) изолируют в отношении перемещения воздуха в полость (144) и из нее.
18. Способ по п.13, характеризующийся тем, что конструкцию (12) выполняют таким образом, чтобы она препятствовала проникновению в полость (144) твердых частиц и/или влаги.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB0922315.7 | 2009-12-21 | ||
| GB0922315A GB2476313A (en) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Cooling of electronic devices located in a ground cavity |
| PCT/EP2010/007986 WO2011076434A2 (en) | 2009-12-21 | 2010-12-21 | System for transferring energy to a vehicle and method of operating the system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012131048A RU2012131048A (ru) | 2014-04-20 |
| RU2549741C2 true RU2549741C2 (ru) | 2015-04-27 |
Family
ID=41717316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012131048/11A RU2549741C2 (ru) | 2009-12-21 | 2010-12-21 | Система для передачи энергии на транспортное средство и способ эксплуатации такой системы |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9022190B2 (ru) |
| EP (1) | EP2516200B1 (ru) |
| JP (1) | JP5735000B2 (ru) |
| KR (1) | KR101752942B1 (ru) |
| CN (1) | CN102666181B (ru) |
| AU (1) | AU2010335484B2 (ru) |
| BR (1) | BR112012017742A2 (ru) |
| CA (1) | CA2782126C (ru) |
| CO (1) | CO6551733A2 (ru) |
| DK (1) | DK2516200T3 (ru) |
| ES (1) | ES2573428T3 (ru) |
| GB (1) | GB2476313A (ru) |
| HK (1) | HK1178494A1 (ru) |
| IL (1) | IL220013A0 (ru) |
| NZ (1) | NZ600141A (ru) |
| RU (1) | RU2549741C2 (ru) |
| SG (1) | SG181838A1 (ru) |
| TW (1) | TW201134697A (ru) |
| WO (1) | WO2011076434A2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654527C1 (ru) * | 2015-12-24 | 2018-05-21 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Бесконтактное устройство передачи электроэнергии и система передачи электроэнергии |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2477080A (en) * | 2009-12-21 | 2011-07-27 | Bombardier Transp Gmbh | Modular track for vehicle using inductive energy transfer |
| GB2485616A (en) | 2010-11-22 | 2012-05-23 | Bombardier Transp Gmbh | Route for transferring electric energy to vehicles |
| GB2485617A (en) * | 2010-11-22 | 2012-05-23 | Bombardier Transp Gmbh | Conductor arrangement for inductively transferring electric energy to a vehicle |
| GB2492824A (en) * | 2011-07-13 | 2013-01-16 | Bombardier Transp Gmbh | Route or roadway providing inductive power transfer to a vehicle, in particular a road vehicle |
| GB2500640A (en) | 2012-03-27 | 2013-10-02 | Bombardier Transp Gmbh | Cooling arrangement for converter for transferring electric energy to a land vehicle |
| ITMI20121595A1 (it) * | 2012-09-25 | 2014-03-26 | St Microelectronics Srl | Manufatto di materiale di costruzione |
| CN102931735B (zh) * | 2012-11-07 | 2015-03-25 | 湖南银河电气有限公司 | 用于沿轨道运行的移动装置的非接触供电系统及方法 |
| GB2525185A (en) * | 2014-04-14 | 2015-10-21 | Bombardier Transp Gmbh | A system for inductive power transfer, a pavement slab assembly and a method of operating a system for inductive power transfer |
| DE102017215135A1 (de) * | 2017-08-30 | 2019-02-28 | Siemens Mobility GmbH | Verfahren sowie Vorrichtung zur Überprüfung einer Kontaktierung eines Stromabnehmers |
| EP3692555B1 (de) * | 2017-10-06 | 2021-04-21 | Sew-Eurodrive GmbH & Co. KG | System zur berührungslosen übertragung von elektrischer energie an ein mobilteil |
| CN108923305B (zh) * | 2018-06-27 | 2019-08-27 | 山东和兑智能科技有限公司 | 一种具有高效散热功能的电力用设备箱 |
| CN109177738B (zh) * | 2018-11-07 | 2024-07-05 | 贾兴鲁 | 一种轨道车辆的供电取电系统 |
| JP7119928B2 (ja) * | 2018-11-12 | 2022-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 制御ユニット |
| US20220363137A1 (en) * | 2021-05-11 | 2022-11-17 | NEXTFIRST Engineering Technologies Private Limited | System for wireless power transfer to a mobile robot |
| MX2024006656A (es) * | 2021-12-14 | 2024-07-19 | Inductev Inc | Camara subterranea refrigerada con aire para sistemas de transferencia de energia inalambrica. |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU605730A1 (ru) * | 1975-06-27 | 1978-05-05 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Устройство бесконтактной передачи энергии на движущийс объект |
| US5855261A (en) * | 1994-12-26 | 1999-01-05 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Non-contact electric power supplying system for vehicle |
| RU2297928C1 (ru) * | 2005-10-13 | 2007-04-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Способ питания электрических транспортных средств и устройство для его осуществления |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3503025A (en) * | 1968-12-06 | 1970-03-24 | Mc Graw Edison Co | Cooling means for underground transformer |
| JPS55126765A (en) | 1979-03-23 | 1980-09-30 | Hiroshi Shimoda | Underground heat exchanging system for utilizing low-temperature underground heat |
| US4495781A (en) | 1983-02-17 | 1985-01-29 | Gatling Grafton G | Underground cooling system and method |
| US4741388A (en) | 1984-12-20 | 1988-05-03 | Kazuo Kuroiwa | Underground heat exchanging apparatus |
| DE3814789A1 (de) | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Johannes Niederholz | Kuehleinrichtung fuer maschinen im untertagebergbau |
| JPH0564323A (ja) * | 1991-09-03 | 1993-03-12 | Hitachi Ltd | 直流変電所 |
| ES2129113T3 (es) * | 1994-05-10 | 1999-06-01 | Bernard Saugy | Instalacion de transporte electrico. |
| DE29502938U1 (de) * | 1995-02-22 | 1995-04-13 | Alcatel Kabel AG & Co., 30179 Hannover | Vorrichtung zur Unterbringung der Baugruppen von aktiven und passiven Knotenpunkten fernmeldetechnischer Anlagen |
| CN1242880A (zh) * | 1996-11-20 | 2000-01-26 | N·R·发展有限公司 | 安置发热设备的容器 |
| IT1286390B1 (it) * | 1996-11-20 | 1998-07-08 | Nr Dev Ltd | Contenitore per l'installazione di apparecchiature,in particolare apparecchiature elettroniche,in posizione interrata |
| FR2779392B1 (fr) * | 1998-06-04 | 2004-01-23 | Cegelec Sa | Systeme d'alimentation par le sol pour vehicule electrique et vehicule equipe pour utiliser un tel systeme |
| FR2800020B1 (fr) * | 1999-10-25 | 2003-10-03 | Alstom | Systeme d'alimentation statique par le sol pour vehicule electrique et vehicule electrique destine a etre alimente au moyen d'un tel systeme d'alimentation |
| DE69929353T2 (de) | 1999-10-29 | 2006-09-14 | Centre d'Innovation sur le Transport d'Energie du Quebec, Verennes | Erdgekühlte verteilungstrafoanordnung und verfahren |
| US6691766B1 (en) * | 2000-09-15 | 2004-02-17 | Lucent Technologies Inc. | Cabinet cooling with heat pipe |
| JP2002152996A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-24 | Toyota Motor Corp | 電力受給システム |
| US6427466B1 (en) | 2000-12-12 | 2002-08-06 | Celletra Ltd | Forced convection cooling system for electronic equipment |
| US6769487B2 (en) | 2002-12-11 | 2004-08-03 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for actively cooling instrumentation in a high temperature environment |
| US7614943B2 (en) | 2004-07-01 | 2009-11-10 | 3M Innovative Properties Company | Underground cabinet cooling apparatus and method |
| JP2010022183A (ja) * | 2008-02-08 | 2010-01-28 | Suri-Ai:Kk | 電気自動車及びそれに好適な車両用誘導送電装置 |
| AU2008359890B2 (en) * | 2008-07-30 | 2014-07-17 | Abb Research Ltd | High voltage AC/DC or DC/AC converter station with fiberoptic current sensor |
| GB2463692A (en) | 2008-09-19 | 2010-03-24 | Bombardier Transp Gmbh | An arrangement for providing a vehicle with electric energy |
| GB2463693A (en) * | 2008-09-19 | 2010-03-24 | Bombardier Transp Gmbh | A system for transferring electric energy to a vehicle |
| DE102008048822A1 (de) * | 2008-09-22 | 2010-04-01 | Bombardier Transportation Gmbh | Verlegung von elektischen Leitungen entlang einem Fahrweg eines Fahrzeuges |
-
2009
- 2009-12-21 GB GB0922315A patent/GB2476313A/en not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-12-17 TW TW99144488A patent/TW201134697A/zh unknown
- 2010-12-21 RU RU2012131048/11A patent/RU2549741C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-12-21 JP JP2012545167A patent/JP5735000B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-21 US US13/515,887 patent/US9022190B2/en active Active
- 2010-12-21 WO PCT/EP2010/007986 patent/WO2011076434A2/en active Application Filing
- 2010-12-21 KR KR1020127015974A patent/KR101752942B1/ko active IP Right Grant
- 2010-12-21 AU AU2010335484A patent/AU2010335484B2/en not_active Ceased
- 2010-12-21 BR BR112012017742A patent/BR112012017742A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2010-12-21 DK DK10798977.4T patent/DK2516200T3/en active
- 2010-12-21 ES ES10798977.4T patent/ES2573428T3/es active Active
- 2010-12-21 SG SG2012045589A patent/SG181838A1/en unknown
- 2010-12-21 EP EP10798977.4A patent/EP2516200B1/en active Active
- 2010-12-21 NZ NZ60014110A patent/NZ600141A/en not_active IP Right Cessation
- 2010-12-21 CA CA2782126A patent/CA2782126C/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-21 CN CN201080058014.9A patent/CN102666181B/zh active Active
-
2012
- 2012-05-24 IL IL220013A patent/IL220013A0/en unknown
- 2012-06-21 CO CO12103819A patent/CO6551733A2/es active IP Right Grant
-
2013
- 2013-04-30 HK HK13105238.6A patent/HK1178494A1/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU605730A1 (ru) * | 1975-06-27 | 1978-05-05 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Устройство бесконтактной передачи энергии на движущийс объект |
| US5855261A (en) * | 1994-12-26 | 1999-01-05 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Non-contact electric power supplying system for vehicle |
| RU2297928C1 (ru) * | 2005-10-13 | 2007-04-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Способ питания электрических транспортных средств и устройство для его осуществления |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654527C1 (ru) * | 2015-12-24 | 2018-05-21 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Бесконтактное устройство передачи электроэнергии и система передачи электроэнергии |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB0922315D0 (en) | 2010-02-03 |
| BR112012017742A2 (pt) | 2016-04-19 |
| KR101752942B1 (ko) | 2017-07-03 |
| WO2011076434A3 (en) | 2012-03-29 |
| US9022190B2 (en) | 2015-05-05 |
| US20130112519A1 (en) | 2013-05-09 |
| IL220013A0 (en) | 2012-07-31 |
| TW201134697A (en) | 2011-10-16 |
| HK1178494A1 (zh) | 2013-09-13 |
| WO2011076434A2 (en) | 2011-06-30 |
| KR20120115499A (ko) | 2012-10-18 |
| RU2012131048A (ru) | 2014-04-20 |
| ES2573428T3 (es) | 2016-06-07 |
| CA2782126C (en) | 2018-01-09 |
| NZ600141A (en) | 2014-02-28 |
| CN102666181A (zh) | 2012-09-12 |
| DK2516200T3 (en) | 2016-06-06 |
| JP5735000B2 (ja) | 2015-06-17 |
| CN102666181B (zh) | 2015-04-22 |
| EP2516200B1 (en) | 2016-04-20 |
| SG181838A1 (en) | 2012-08-30 |
| EP2516200A2 (en) | 2012-10-31 |
| JP2013514928A (ja) | 2013-05-02 |
| GB2476313A (en) | 2011-06-22 |
| CA2782126A1 (en) | 2011-06-30 |
| AU2010335484B2 (en) | 2013-10-31 |
| CO6551733A2 (es) | 2012-10-31 |
| AU2010335484A1 (en) | 2012-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2549741C2 (ru) | Система для передачи энергии на транспортное средство и способ эксплуатации такой системы | |
| KR101835914B1 (ko) | 유도에 의한 차량으로의 전기 에너지의 전달 | |
| RU2530940C2 (ru) | Размещение и/или фиксация отрезков электрических линий вдоль пути движения транспортного средства | |
| CA2784329C (en) | Track for a track bound vehicle | |
| AU2011333851B2 (en) | Route for vehicles and method of building the route | |
| CA2839528C (en) | Conductor arrangement for producing an electromagnetic field and route for vehicles, in particular for road automobiles, comprising the conductor arrangement | |
| JP2013514928A5 (ru) | ||
| KR20140062467A (ko) | 차량용 루트, 특히 도로 자동차용 루트 | |
| GB2504363A (en) | Cable support for supporting a multi-phase, multi-layer conductor arrangement for an inductive roadway |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181222 |