SK283360B6 - Napájacie vedenie na elektrické vozidlo a prepravný systém napájaný týmto napájacím vedením - Google Patents

Abstract

Napájacie vedenie (1) na elektrické vozidlo (80), v ktorom dutá predĺžená izolačná skriňa (4) nesie vo svojej hornej časti množstvo vodivých platní (34) usporiadaných v smere pohybu (8) elektrického vozidla (8), ktoré sú oddelené izolačnými členmi (37) vloženými medzi susediace vodivé platne (34). V skrini (4) je zložený elasticky deformovateľný pásikový vodivý člen (60), ktorý je usporiadaný v smere pohybu vozidla. Pásikový člen obsahuje pás z feromagnetického materiálu (65). Vodivý pásikový člen (60) je priťahovaný magnetickým poľom vytváraným elektromagnetmi (84), ktoré sú prichytené na elektrickom vozidle (80), čím sa časť (60a) pásikového vodivého člena (60) ohýba smerom k vodivým platniam (34) a dôjde k prepojeniu najmenej jednej platne (34) s napájacím vedením (17), ktoré je nesené vnútri skrine. Elektrické vozidlo (80) má tiež najmenej jeden zberač (87) na spojenie s napájanou platňou (34), ktorý vozidlu zabezpečuje elektrické napájanie.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka napájacieho vedenia na elektrické vozidlo a prepravného systému, ktorý je napájaný týmto napájacím vedením.

Doterajší stav techniky

Napájacie vedenia, ktoré sú známe na elektrické vozidlá, najmä na koľajové vozidlá, pozostávajú zo súpravy vodičov (napríklad vodiče v tvare kovového drôtu alebo kovových koľají), z ktorých elektrické vozidlo dokáže odoberať potrebnú energiu na svoju prevádzku pomocou vlastných zberacích článkov (napríklad pantografické zberače alebo šmýkadlá), Takéto vodiče sú nesené vhodnými nosnými prvkami (ako sú stĺpy) a sú umiestnené pozdĺž trate tak, aby neboli ľahko prístupné, napríklad nad traťou alebo v blízkosti koľaji.

Napájacie vedenia opísaného typu sú v prevádzke trvalo pod napätím a zo zrejmých bezpečnostných dôvodov musia byť umiestnené v chránených oblastiach, kde nie sú prístupné cestujúcim ani prevádzkovému personálu. V dôsledku toho podlieha realizácia a usporiadanie napájacieho vedenia vzhľadom na železničnú trať celému radu obmedzení. Napríklad niektoré napájacie vedenia v metre pozostávajú z napájacej koľajnice uloženej na úrovni koľají, ktorá je normálne neprístupná. To potom predstavuje dôvod, prečo sa pri nehode pred prerušením napájania napájacej koľajnice nedá využiť úroveň koľají na únikovú cestu. Navyše majú známe povrchové napájacie vedenia negatívny dopad na okolité prostredie, pretože vodiče aj ich nosné stĺpy sú natoľko viditeľné, že povrchové vedenia sú ťažko včleňované do jestvujúcich mestských štruktúr, nehovoriac o dopade električiek a trolejbusov na prostredie miest a starých štvrtí. Ďalšia nevýhoda známych trolejových napájacích vedení spočíva v tom, že uvoľnené zberacie články na trakčnom vedení sa nedostanú automaticky a správne naspäť na miesto.

Ďalej boli navrhnuté izolované napájacie vedenia pozostávajúce z veľkého počtu vodivých segmentov umiestnených na úrovni železničného zvršku, ktoré sú vzájomne oddelené a zoradené v smere pohybu elektrického vozidla. Takéto vedenia napájajú elektrické vozidlá, ktoré sú vybavené dvoma zberacími článkami umiestnenými oddelene a predĺženými od vozidla k vodivým segmentom. Zberacie články sa jednotlivo dostávajú do kontaktu s vodivými segmentmi, ktoré sú spojené s prvým a druhým napájacím vedením (napríklad kladné silnoprúdové vedenie a spätné vedenie) prostredníctvom diaľkovo ovládaných spínacích článkov zopnutých z elektrického vozidla pomocou signálu o jazde, ktorý sa vysiela do napájacieho vedenia. Takýto signál o jazde sa dá generovať napríklad magnetickým poľom, ktoré zopne spínač využívajúci Hallov efekt v diaľkovo ovládanom spínacom člene a prepojí napájacie vedenie s vodivým segmentom.

Zariadenia na generovanie signálu o jazde pre známe izolované napájacie vedenia sú veľmi zložité a nákladné. Kvôli zložitej elektromechanickej štruktúre sú aj diaľkovo ovládané spínacie členy veľmi nákladné, ťažko sa vyrábajú a udržujú v prevádzke.

V týchto napájacích vedeniach vyžaduje každý samostatný vodivý segment alebo súprava vodivých segmentov nezávislé napájanie a zapínanie, bez ohľadu na stav ostatných segmentov. Nakoľko musí byť každý segment aktívne riadený, má to za následok vznik problémov v rýchlosti a časovaní.

Známe izolované napájacie vedenia sa skladajú z veľmi zložitých okruhov, ktoré sú proporčne k vodivým segmentom na jednotku dĺžky nespoľahlivé, s veľmi nákladnou a ťažkou prevádzkou.

Podstata vynálezu

Predmetom tohto vynálezu je poskytnutie takého napájacieho vedenia na elektrické vozidlá, ktoré prekonáva nevýhody dnešných napájacích vedení.

Predkladaný vynález poskytuje napájacie vedenie na elektrické vozidlo, ktorý spĺňa nárok 1. Predkladaný vynález tiež opisuje typ prepravného systému, ktorý spĺňa nárok 15.

Súčasťou tohto vynálezu je napájacie vedenie na elektrické vozidlo, ktorého podstata spočíva v tom, že pozostáva z

- množstva vodivých, navzájom elektricky oddelených členov usporiadaných v smere pohybu elektrického vozidla,

- dutých nosných prvkov týchto vodivých členov,

- najmenej prvého silového vedenia uloženého vnútri dutých nosných prvkov, ktoré poskytuje napájanie prvou polaritou, a

- najmenej jedného pásikového člena neseného vnútri dutých nosných prvkov a usporiadaného pozdĺž smeru pohybu v podstate po celej dĺžke vedenia.

Pásikové členy sú pružne deformovateľné a obsahujú najmenej jednu Časť vyrobenú z feromagnetického materiálu. Táto časť z feromagnetického materiálu spolupôsobením s magnetickým poľom vytvoreným budiacimi prostriedkami, ktoré nesie elektrické vozidlo, pritiahne aspoň jednu časť pásikového člena do kontaktnej polohy. Pritom sa vytvorí elektrické prepojenie medzi prvým napájacím vedením a najmenej jedným vodivým členom.

Súčasťou vynálezu je tiež prepravný systém pozostávajúci z elektrického napájacieho vedenia a elektrického vozidla, ktoré odoberá potrebnú energiu na svoju prevádzku z elektrického napájacieho vedenia, ktorého podstata spočíva v tom, že napájacie vedenie pozostáva z

- množstva vodivých, navzájom elektricky oddelených členov usporiadaných v smere pohybu elektrického vozidla,

- dutých nosných prvkov týchto vodivých členov,

- najmenej prvého napájacieho vedenia neseného vnútri dutých nosných prvkov, ktoré poskytuje napájanie prvou polaritou, a

- najmenej jedného pásikového člena neseného vnútri nosných prvkov, ktorý je usporiadaný v smere pohybu v podstate po celej dĺžke vedenia.

Pásikový člen je pružne deformovateľný a obsahuje najmenej jednu časť vyrobenú z feromagnetického materiálu.

Elektrické vozidlo obsahuje budiace prostriedky na vytvorenie magnetického poľa smerom k vedeniu, ktoré pritiahne najmenej jednu časť časti vyrobenej z feromagnetického materiálu do kontaktnej polohy, pričom dôjde k elektrickému prepojeniu medzi prvým napájacím vedením a najmenej jedným vodivým členom, ktorý je týmto pod napätím. Elektrické vozidlo ďalej obsahuje zberné prostriedky zasahujúce od elektrického vozidla k napájacietnu vedeniu, ktoré sú schopné prepojenia s vodivými členmi na odber energíe potrebnej na napájanie elektrického vozidla.

Vynález bude bližšie opísaný pomocou podrobného ilustračného príkladu s odkazom na sprievodné výkresy. Tento príklad však nijako neobmedzuje rozsah ochrany vynálezu vymedzený patentovými nárokmi.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 znázorňuje schematický perspektívny pohľad na napájacie vedenie na elektrické vozidlo podľa predloženého vynálezu;

obr. 2 znázorňuje schematický pozdĺžny rez napájacieho vedenia zobrazeného na obr. 1;

obr. 3 znázorňuje rez elektrického napájacieho vedenia v rovine ΠΙ-III z obr. 2;

obr. 4 znázorňuje rez elektrického napájacieho vedenia v rovine IV-IV z obr. 2;

obr. 5 znázorňuje rez elektrického napájacieho vedenia v rovine V-V z obr. 2;

obr. 6, 7 a 8 znázorňujú tri priečne rezy prvej variácie usporiadania napájacieho vedenia z obr. 1;

obr. 9 znázorňuje schematický pozdĺžny rez druhej variácie usporiadania napájacieho vedenia z obr. 1 a obr. 10 znázorňuje priečny rez variácie usporiadania z obr. 9.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Napájacie vedenie na elektrické vozidlo ako celok je vo vzťahu k obr. 1 a 2 označované číslom 1.

Napájacie vedenie 1 obsahuje (obr. 3) izolačnú skriňu 4 (na obr. 1 nie je kvôli jednoduchosti zobrazená), ktorá má vo svojom vnútri predĺženú rovnobežnostennú dutinu 6, rozširujúcu sa v priamočiarom smere (pozdĺž osi) 8.

Skriňa 4 (obr. 3, 4 a 5) obsahuje najmä vodorovnú izolačnú stenu dna 10, dve izolačné zvislé bočné steny 11, 12 kolmé na stenu 10 a hornú vodorovnú izolačnú stenu 15 rovnobežnú s protiľahlou stenou 10.

Vnútri skrine 4 je uložené prvé elektrické napájacie vedenie 17, ktoré sa skladá z priameho kovového vodivého člena uloženého v hornej časti dutiny 6 susediaceho so stenami 15 a 12. Najmä vodivý člen 17 má priečny rez v podstate tvaru L a zahrnuje prvú vodorovnú plochú časť 17a, ktorá susedí a je rovnobežná s izolačnou stenou 15 a druhú zvislú plochú časť 17b, ktorá je kolmá na časť 17a a je podopieraná zvislým ramenom 19 (vyrobeným z izolačného materiálu) rovnobežne a priľahlo k zvislej stene 12.

V skrini 4 je ďalej uložené druhé elektrické napájacie vedenie 22, ktoré obsahuje plochú kovovú stenu dna 25 prekrývajúcu izolačnú stenu 10 a zvislú kovovú stenu 27, ktorá je kolmá a v jednom celku so stenou 25 a je vložená medzi rameno 19 a izolačnú stenu 12. Elektrické napájacie vedenie 22 ďalej obsahuje hornú kovovú stenu 29 kolmú na stenu 27 a tvoriacu s ňou jeden celok, ktorá je uložená zvnútra steny 15, a ktorá v podstate presahuje celú šírku steny 15.

Obr. 1 schematicky zobrazuje elektrické napájacie vedenia 17 a 22, pričom je zobrazená iba časť 17a a stena 25, ktoré sú rovnobežné a vzájomne protiľahlé a siahajú pozdĺž osi 8 na celú dĺžku napájacieho vedenia 1.

Na obrázkoch 1 a 3 obsahuje najmä napájacie vedenie 1 množstvo pravouhlých kovových platní 34, ktoré nesie stena 15, umiestnených mimo skrine 4. Každá platňa 34 prekrýva stenu 15 a rozširuje sa na celú šírku steny 15, pričom koncové časti každej platne 34 sú podopreté bočnými hranami 11a, 12a stien 11 a 12. Napájacie vedenie 1 ďalej obsahuje množstvo izolačných členov 37 (obr. 1), ktoré sú umiestnené na stene 15, mimo skrine 4 a vložené medzi platne 34. Každý izolačný člen 37 je vložený medzi dve susedné kovové platne 34, čím ich elektricky navzájom izoluje. Ďalej je každá kovová platňa 34 spojená s príslušným elektrickým rozdeľovačom 40, ktorý je uložený vnútri duti ny 6, pomocou elektrického vodiča 42 prechádzajúceho cez stenu 15.

Rozdeľovač 40 v podstate obsahuje kovovú stenu v tvare C, ktorá sa skladá z prvej plochej časti 45 podopretej izolačnou stenou 10 a z druhej zvislej časti 46 kolmej na časť 45, s ktorou tvorí jeden celok, vloženej medzi izolačnú stenu 11a rameno 48 z izolačného materiálu. Rozdeľovač 40 ďalej obsahuje tretiu vodorovnú plochú časť 50 kolmú na zvislú časť 46, s ktorou tvorí jeden celok, a rovnobežnú a priľahlú k izolačnej stene 15.

Ploché časti 50 a 45 sú preto umiestnené na protiľahlých stranách dutiny 6, sú rovnobežné a otočené proti sebe. Príslušné časti 50 a 45 rozdeľovačov 40 sú umiestnené pozdĺž osi 8, pozdĺž celej dĺžky napájacieho vedenia 1 a prípadne definujú prvý a druhý zberač, ktorých funkcia bude vysvetlená neskôr.

V rovnakej rovine ako plochá stena 25 elektrického napájacieho vedenia 22 je plochá časť 45 (druhý zberač). Plochá časť 45 a plochá stena 25 sú navzájom elektricky izolované a obsahujú príslušné hrany 45b a 25b, ktoré sú otočené proti sebe a sú rovnobežné. Hrany 45b a 25b sú tiež rovnako vzdialené (vzdialenosť rovnajúca sa h/2) od roviny súmernosti P skrine 4, kolmo na steny 10 a 15,

V rovnakej rovine ako časť 17a elektrického napájacieho vedenia je plochá Časť 50 (prvý zberač). Plochá časť 50 a časť 17a sú navzájom elektricky izolované a obsahujú príslušné hrany 50b a 17', ktoré sú otočené proti sebe a sú rovnobežné. Hrany 50b a 17' sú tiež rovnaké vzdialené (vzdialenosť rovnajúca sa d/2) od roviny súmernosti P.

Rozdeľovač 40 ďalej obsahuje vodivý člen 60 v tvare pásika, ktorý je umiestnený vnútri dutiny 6 a siaha po celej dĺžke napájacieho vedenia 1. V pokojovej polohe je pásikový člen 60 v podstate kolmý a súmerný podľa roviny P. Časti opačného konca (nezobrazené) pásikového člena 60 sú nesené kĺbovými spojmi (nezobrazené), ktoré sú umiestnené na koncoch napájacieho vedenia 1.

Pásikový člen 60 obsahuje stredovú časť 63 tvorenú pásom pružného izolačného materiálu, ktorá nesie vodivé časti umiestnené na opačných stranách izolačného pásu 63. Izolačný pás 63 podopiera najmä pružný horný vodivý pás 65 vyrobený z feromagnetického materiálu, ktorý tvorí jeden celok s izolačným pásom 63 a prekrýva ho. Pás 65 je otočený proti stene 15 a je o šírku L väčší ako vzdialenosť d medzi proti sebe otočenými hranami 50b a 17’.

Pásikový člen 60 ďalej obsahuje spodnú vodivú časť tvorenú kovovým pásom 67 otočenú proti stene 10, ktorá vytvára jeden celok so stredovým izolačným pásom 63.

Šírka L kovového pásu 67 je väčšia ako vzdialenosť h medzi proti sebe otočenými hranami 45b, 25b.

V prevádzke môže byť napájacie vedenie 1 uložené medzi koľaje (nie je zobrazené) železničnej trate (nie sú zobrazené), pričom je skriňa 4 vložená do štrkového lôžka (nie je zobrazené) železničného zvršku. V takomto usporiadaní platne 34 smerujú nahor a sú umiestnené v podstate v rovnakej rovine ako koľaje. Napájacie vedenie 22 je navyše vhodne prepojené s uzemňovacím potenciálom, kým napájacie vedenie 17 je prepojené s kladným napätím.

Elektrické napájacie vedenie je použité v spojení s elektrickým vozidlom, napríklad so železničným vozidlom 80 (schematicky zobrazené na obr. 2) pohybujúcim sa po železničnej trati (nie je zobrazené).

Stredná časť elektrického vozidla 80 je určená podlahou 82, ktorá je umiestnená oproti a rovnobežne s platňami 34. Vnútri má elektrické vozidlo 80 dvojicu magnetov (alebo permanentných magnetov) 84, ktoré vytvárajú magnetické pole od podlahy 82 smerom ku skrini 4.

Ak elektrické vozidlo nie je prepojené s napájacím vedením 1, vodivý člen 60 je v pokojovej polohe (obr. 3), v ktorej je v podstate nedeformovaný a rovnobežný so stenou dna 10. V pokojovej polohe je vodivý pás 67 v podstate rovnobežný so stenou dna 10 a spočíva po celej dĺžke vedenia 1 na spodnej stene 25 napájacieho vedenia 22 a na plochých častiach 45 rozdeľovačov 40. Týmto je vytvorené elektrické prepojenie medzi plochými časťami 45 a stenou 25, a v dôsledku toho aj medzi všetkými rozdeľovačmi (a preto platňami 34) a napájacím vedením 22.

Takto sú v pokojovej polohe pásikového vodivého člena 60 všetky platne 34 uzemnené. Napájacie vedenie 1 je preto prirodzene izolované takým spôsobom, že všetky jeho vonkajšie časti (platne 34) sú uzemnené a časti pod napätím (vedenie 17) sú vnútri izolačnej skrine 4. V pokojovej polohe je elektrické napájacie vedenie 17 (kladné) v skutočnosti izolované od všetkých ostatných kovových častí vedenia 1, vedenie 17 je najmä izolované a fyzicky oddelené od časti 50 (prvý zberač).

Ak je elektrické vozidlo 80 v kontakte s napájacím vedením 1 a elektromagnety 84 sú aktivované, vytvára sa magnetická sila vyvolaná vzájomným pôsobením magnetického poľa z elektromagnetov a feromagnetickej vodivej časti 65. Vodivý člen 60 je tým priťahovaný smerom k elektromagnetom 84, posunie sa smerom nahor a deformuje sa. Ako je jasne vidieť na obrázkoch 1, 2 a 5, úsek 60a vodivého člena 60 sa pôsobením magnetickej sily ohne do oblúka nahor smerom k stene 15. Osobitne úsek 60a vodivého člena 60 pod elektromagnetmi 84 (vystavený silnej magnetickej sile) sa umiestni rovnobežne a vedľa steny 15 (obr. 2 a 5) a pás 65 sa bude dotýkať časti 17a prvého napájacieho vedenia 17 a aspoň prvého zberača 50. Tým sa prostredníctvom pásu 65 vytvorí elektrické prepojenie medzi prvým napájacím vedením 17 a prvým zberačom 50 , a preto aj medzi prvým napájacím vedením 17 a platňou 34. V príklade opísanom na obrázkoch 1 a 2 je tvar a usporiadanie elektromagnetov 84 také, že sa pás 65 dotýka prvých zberačov 50 dvoch susedných rozdeľovačov 40. Takto sú dve susediace platne 34, ktoré sú pod napätím, prepojené s kladným napájacím vedením 17. Elektrické vozidlo 80 má najmenej jedno zberné zariadenie 87 (obr. 2), ktoré je umiestnené pod podlahou 82, v blízkosti elektromagnetov 84 v kontakte s platňami 34, ktoré sú pod napätím a poskytujú kladné elektrické napätie na pohyb elektrického vozidla 80.

Časti pásikového vodivého člena 60 susediace s časťou 60a sú naklonené proti časti 60a a v dôsledku zemskej príťažlivosti sklonené nadol smerom k stene 10. Naklonené časti 601 sú rozostavené a fyzicky oddelené od prvého zberača 50 a od druhého zberača 45 (obr. 4). Časti 601 sú tiež rozostavané a oddelené od prvého napájacieho vedenia 17 a od druhého napájacieho vedenia 22 (obr. 4). Preto nie sú rozdeľovače 40, susediace s rozdeľovačmi 40 na platniach pod napätím, prepojené s napájacimi vedeniami 17 a 22 a platne 34, susediace s platňami 34 pod napätím, majú premenlivé elektrické napätie.

Zahnutie častí 601 končí, keď sa pásikový vodivý člen 60 uloží na stenu dna 25 druhého napájacieho vedenia 22 a na druhý zberač 45 rozdeľovačov 40. Takto sú všetky tie platne 34 vedenia 1, ktoré nie sú pod napätím a ktoré nemajú premenlivé napätie, prepojené s napájacím vedením 22.

Elektrické vozidlo 80 je ďalej vybavené najmenej druhým zberným zariadením 88 (obr. 2), ktoré je umiestnené pod podlahou 82 za alebo oproti elektromagnetom 84 v smere pohybu elektrického vozidla. Uvedené zberné zariadenie 88 je napojené na platňu 34, ktorá je prepojená s ve dením 22 a dodáva záporné elektrické napätie na pohyb elektrického vozidla 80.

Počas pohybu elektrického vozidla 80 dochádza k deformácii nasledujúcich častí pásikového člena 60 a časť 60a sa posúva pozdĺž napájacieho vedenia 1, sledujúc pohyb elektrického vozidla tak, že ohnutá časť vodivého pásikového člena 60 postupuje v tvare vlny z jedného konca vedenia 1 na ďalší.

Na základe už uvedeného sú jasne zrejmé výhody predkladaného vynálezu v tom, že ak elektrické vozidlo nepoužíva vedenie 1, všetky vonkajšie vodivé časti (platne 34) napájacieho vedenia 1 sú bežne prepojené na nulové napätie (napájacie vedenie 22). Platne 34 sú prepojené s napájacím vedením 17 (napríklad s kladným napätím) iba vtedy, ak je elektrické vozidlo 80 v kontakte s napájacím vedením 1; navyše, nakoľko platne 34 pod napätím sú umiestnené pod elektrickým vozidlom, platne nie sú prístupné. Kontakt vytvorený pásikovým členom 60 medzi napájacím vedením 17 a rozdeľovačmi 40 platní 34 je valivého typu s nekonečným polomerom a nakoľko neiskrí, počas pohybu pozdĺž vedenia 1 nedochádza k prerušeniu, pričom k aktivácii dochádza v prednej časti vzhľadom na zberné zariadenie 87 s predstihom (medzi elektromagnetmi 84) a k deaktivácii dochádza v zadnej časti vzhľadom na zberné zariadenie s oneskorením.

Napájacie vedenie 1 má preto vysoký stupeň vlastnej bezpečnosti (pretože žiadne jeho časti nie sú trvalo pod napätím) a môže byť inštalované aj v oblastiach, ktoré sú prístupné cestujúcim a personálu obsluhy. Napájacie vedenie 1 sa môže napríklad výhodne inštalovať na úroveň koľají v metre a v prípade nehody sa môže táto úroveň koľají využiť na únikovú cestu bez nutnosti vypínať vo vedení 1 napájanie.

Napájacie vedenie 1 má navyše zanedbateľný rušivý vplyv vzhľadom na svoj vzhľad a ľahko sa dá inštalovať do jestvujúcich mestských štruktúr.

Zberné zariadenia 87, 88 sa vzhľadom na platne 34 dajú rýchlo a ľahko pripojiť a odpojiť.

Vedenie 1 navyše obsahuje mimoriadne spoľahlivú, zrejmú elektromechanickú štruktúru, ktorá nezahrnuje žiadne komplikované budiace obvody, ľahko sa vyrába a má lacnú prevádzku.

V porovnaní so známymi izolovanými vedeniami je hlavný rozdiel v tom, že ako už bolo uvedené, každý vodivý člen alebo súprava vodivých členov známych vedení je napájaná nezávisle, bez ohľadu na stav ostatných vodivých členov vo vedení.

Na druhej strane, ak je pásikový vodivý člen 60 vedenia 1 pritiahnutý nahor, stačí ho na zabezpečenie synchronizovaného napájania platní 34 jednoducho udržiavať vo zdvihnutej polohe bez žiadnych ďalších potrebných krokov, čím sa eliminujú problémy známych vedení s rýchlosťou a časovaním. Navyše je teoreticky takýto postup napájania nezávislý od počtu platní 34, ktoré, ak je to potrebné, môžu byť veľmi malé, čím sa minimalizuje veľkosť povrchových častí, ktoré sú pod napätím.

Malo by sa tiež poukázať na to, že počas pohybu elektrického vozidla 80 (obr. 2) sa čelný koniec 87a (v smere pohybu vozidla 80) zberného zariadenia 87 dostáva do kontaktu s už napájanou platňou 34, v dôsledku čoho medzi čelným koncom 87a a platňami 34, ktoré sú v kontakte so zberným zariadením, nedochádza k iskreniu a zberné zariadenie 87 je chránené pred opotrebením.

Napokon, ak nie je napájacie vedenie 1 zapojené elektrickým vozidlom, nemá žiadnu spotrebu prúdu.

Obrázky 6, 7 a 8 zobrazujú prvú variáciu la napájacieho vedenia z obr. 1. V opise variácie la budú časti podobné opísaným častiam označované rovnakými číslicami, pričom nové časti alebo časti s odlišnou štruktúrou budú označené odlišnými číslicami.

Napájacie vedenie la obsahuje množstvo platní 34a, z ktorých každá siaha iba na bočnú časť steny 15, a preto sú užšie ako platne 34. Platňa 34 je podopieraná bočnou hranou 11a a časťou steny 15 a zahrnuje priamu koncovú hranu 90 vzdialenú od roviny súmernosti P o vzdialenosť 1. Platňa 34a je prepojená s rozdeľovačom 40, ktorý má štruktúru identickú s už opísaným typom rozdeľovača. Napájacie vedenie la,ďalej obsahuje vonkajšie napájacie vedenie tvorené predĺženou kovovou stenou 91, ktorá je podopieraná stenou 19, umiestnenou mimo skrine 4. Stena 91 je podopieraná bočnou hranou 11b a časťou steny 15 a obsahuje priamu koncovú hranu 92, vzdialenú od roviny súmernosti P o vzdialenosť 1, rovnobežnú s hranami 90 platní 34a. Stena 91 je preto vzhľadom na rovinu súmernosti P umiestnená protiľahlo k platniam 34a a je elektricky izolovaná od platní 34a. Stena 91 je ďalej priamo prepojená s napájacím vedením 22 pomocou kovového vodiča 93, ktorý prechádza cez izolačnú stenu 15 od steny 91 po hornú stenu 29. Takto bude stena 91 vždy prepojená s napájacím vedením 22, bez ohľadu na usporiadanie pásikového vodivého člena 60. Prevádzka vedenia la je podobná ako prevádzka už opísaného vedenie 1, a preto nebude opísaná podrobne. Platne 34a sú skutočne prepojené s napájacím vedením 17 alebo 22 rovnakým spôsobom ako platne 34, hlavný rozdiel vo vedení la spočíva v prítomnosti vonkajšieho napájacieho vedenia 91, ktoré má vždy napätie ako vo vedení 22 (uzemnenie). Elektrické vozidlo (nie je zobrazené), ktoré používa toto vedenie, môže byť vybavené zberným zariadením (nie je zobrazené) kĺžucim sa po stene 91 na odber spätného napájania elektrického vozidía.

Obrázky 9 a 10 zobrazujú variáciu lb už opísaného napájacieho vedenia 1, ilustrujú možnú trojfázovú konfiguráciu napájania. Napájacie vedenie lb obsahuje predĺženú izolačnú skriňu 94 (obr. 10), ktorá vo svojom vnútri vytvára predĺženú dutinu 95 s rovnobežnými stenami, ktorá je tvorená dvoma rovnobežnými, proti sebe stojacimi zvislými bočnými stenami 96,97, vodorovnou spodnou stenou 98 a izolačnou hornou stenou 99 rovnobežnou a protiľahlou k spodnej stene 98. Skriňa 94 je uložená v zemi, pričom stena 99 je v rovine zvršku (alebo na úrovni železničnej trate 100).

Napájacie vedenie lb sa skladá z množstva pravouhlých kovových platní 107 nesených stenou 99; napájacie vedenie lb obsahuje prvú skupinu platní 107a zoradených v prvom smere a, druhú skupinu platní 107b zoradených v smere b rovnobežnom so smerom a a tretiu skupinu platní 107c zoradených v smere c rovnobežnom so smerom b.

Nasledujúci opis sa kvôli zjednodušeniu odvoláva na platne 107, nakoľko štruktúra každej súpravy platní 107a, 107b, 107c a častí, ktoré s nimi spolupracujú, je rovnaká.

Predná strana 110 (obr. 9) platní 107 smeruje von zo skrine 94 a strana 111 smeruje dovnútra dutiny 95 aje umiestnená oproti napájaciemu vedeniu 112, ktoré sa nachádza v dutine 95 v smere rovnobežnom so smerom a, b a c.

Napájacie vedenie 112 obsahuje najmä pružný pásikový stredový člen 114 vyrobený z izolačného materiálu, ktorý nesie dva pružné pásikové členy 115, 116 umiestnené na opačných stranách pásikového člena 114 a otočené k stene 98 a k stene 99. Pružný člen 115 je z elektricky vodivého materiálu, kým pružný člen 116 je z vodivého materiálu a najmenej jedna jeho časť je z feromagnetického materiálu; vodivý člen 116 môže obsahovať jednu vrstvu feromagnetického vodivého materiálu alebo dve na seba nanesené vrstvy (kvôli zjednodušeniu nie sú zobrazené), z ktorých prvá vrstva oproti pružnému členu 114 je z feromagnetického materiálu a druhá vrstva je z neferomagnetického elektricky vodivého materiálu.

Vedenie 112 prebieha rovnobežne so smerom zoradenia platní 107 a v pokojovom stave je nesené spodnou stenou 98. Vedenie 112 obsahuje koncové časti (nie sú zobrazené) prepojené s kĺbovými spojovacími členmi (nie sú zobrazené), ktoré sú nesené opačnými koncovými časťami (nie sú zobrazené) vedenia lb. Vedenie 112 sa môže deformovať (ako bude opísané neskôr) pritiahnutím jednej z častí smerom ku stene 99.

Druhý pružný vodivý člen 116 je prepojený so zdrojom jednosmerného alebo striedavého napätia na napájanie elektrického vozidla 122 (čiastočne zobrazené) pohybujúceho sa pozdĺž zvršku 100.

Vodivé členy 116 troch napájacích vedení 112 v smeroch a, b a c sú prepojené s tromi príslušnými výstupmi trojfázového zdroja (nie je zobrazený) na napájanie elektrického vozidla 122.

Elektrické vozidlo 122 ďalej obsahuje strednú časť 124 tvorenú spodnou stenou otočenou smerom k čelnej stene 99 s možnosťou umiestnenia oproti a rovnobežne s platňami 107. Elektrické vozidlo 122 tiež vo svojom vnútri obsahuje tri dvojice elektromagnetov (alebo permanentných magnetov) 127 na generovanie magnetického poľa smerom k skrini 94. Každá dvojica elektromagnetov 127 pôsobí na príslušné vedenie 112 v jednom zo smerov a, b, c.

Ak elektrické vozidlo 122 počas prevádzky nie je napájané z napájacieho vedenia lb, napájacie vedenie 112 bude v pokojovej polohe, pričom druhý pružný člen 115 je v podstate nedeformovaný a rovnobežný so spodnou stenou 98. V tejto polohe je pomocou vodivého člena 115 vytvorené elektrické mostíkové prepojenie medzi spätným elektrickým vedením 140 (obr. 10) neseným stenou 98 a dotykovým členom 142, ktorý elektricky komunikuje s príslušnou platňou 107. Takto, podobne ako pri vedení 1, sú v pokojovej polohe vedenia lb platne 107 elektricky prepojené so spätným vedením 140 (uzemnenie). Navyše je v pokojovej polohe vodivý člen 116 fyzicky oddelený od platní 107, ktoré nie sú pod napätím.

Ak elektrické vozidlo 122 odoberá napätie z napájacieho vedenia lb a elektromagnety 127 sú aktivované, generuje sa magnetická príťažlivá sila vyvolaná magnetickým poľom elektromagnetov 127 pôsobiacim na feromagnetický materiál pružného člena 116. Tým sa časť napájacieho vedenia 112 pritiahne smerom nahor v tvare oblúka od spodnej steny 99. Ako je jasne zrejmé z obrázka 9, časť vedenia 112 pod elektromagnetmi 127 (a tým vystavená silnej magnetickej sile) sa posunie do polohy, ktorá je rovnobežná a susediaca so stenou 99 a vodivý člen 116 sa dostane do kontaktu s čelom 111 jednej alebo viacerých platní 107.

Tým sa medzi vodivým členom 116 a najmenej jednou platňou 107 vytvorí elektrické prepojenie a platňa bude pod napätím. Zberné zariadenie 132 medzi elektromagnetmi 127 spočíva na čele 110 platne 107 pod napätím, aby odoberalo jednu fázu a napájalo elektrické vozidlo 122.

Počas pohybu elektrického vozidla 122 sa oblúkovitá časť vedenia 112 posúva pozdĺž napájacieho vedenia lb a nasleduje pohyb elektrického vozidla 122 pozdĺž trate 100 tak, že oblúkovitá časť vodivého člena 116 sa posúva v tvare vlny z jedného konca vedenia lb na ďalší koniec podobne, ako pri vedení 1.

Vedenie lb je zjednodušená verzia vedenia 1 v tom, že vo vedení lb sú platne 107 priamo napájané cez kontakt s pružným členom 116, ktorý pôsobí ako napájacie vedenie, aj ako spínací kontaktový člen. Vo vedení 1 sú platne 34 napájané nepriamo prostredníctvom pásu 65, ktorý sa dotýka vedenia 17 a zberačov 50. Preto vo vedení 1 pásikový vodivý člen pôsobí iba ako spínací kontaktový člen, pričom napájacie vedenie 17 je oddelené od pásikového člena 60.

Alternatívne môže trojfázové napájacie vedenia obsahovať aj tri oddelené predĺžené duté skrine; každá skriňa nesie množstvo platní (podobné platniam 107) a obsahuje pásikové napájacie vedenie podobné ako vedenie 112. Trojfázové vedenie môže ďalej obsahovať jeden izolačný pás (nie je zobrazený) tvorený feromagnetickými členmi a súčasne podopierajúci tri vedenia, každé napojené na príslušnú fázu.

Priemyselná využiteľnosť

Vynález je určený na využitie pri výrobe a prevádzkovaní elektrických prepravných systémov.

Claims (18)

1. Napájacie vedenie na elektrické vozidlo, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z: - množstva vodivých, navzájom elektricky oddelených členov (34, 107) usporiadaných v smere pohybu (8) elektrického vozidla (80); - dutých nosných prvkov (4, 94) týchto vodivých členov (34, 107); - najmenej prvého napájacieho vedenia (17, 112) neseného vnútri dutých nosných prvkov (4, 94) na napájanie prvou polaritou; a - najmenej jedného pásikového člena (60, 112) neseného vnútri dutých nosných prvkov (4, 94), ktorý je usporiadaný v smere pohybu (8) v podstate po celej dĺžke vedenia; pásikový člen (60, 112) je pružne deformovateľný a obsahuje najmenej jednu časť (65, 114) vyrobenú z feromagnetického materiálu na pritiahnutie aspoň jednej časti (60a) pásikového člena (60,112) do kontaktnej polohy spolupôsobením s magnetickým poľom vytvoreným budiacimi prostriedkami (84, 127), ktoré nesie elektrické vozidlo (80) a na vytvorenie elektrického prepojenia (50, 67, 17, 112, 107) medzi prvým napájacím vedením (17, 112) a najmenej jedným vodivým členom (34, 107).

2. Napájacie vedenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že duté nosné prvky vytvárajú izolačnú skriňu (4, 94) s pretiahnutou vnútornou dutinou (6, 95) rozširujúcou sa v uvedenom smere pohybu (8) a uloženie pásikového člena (60, 112).

3. Napájacie vedenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že vodivé členy (34, 107) obsahujú platne, ktoré sú vzájomne elektricky oddelené a nesené uvedenou izolačnou skriňou (4, 94).

4. Napájacie vedenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že každý vodivý člen (34) je elektricky prepojený (42) s prvými zberačmi (50) a s druhými zberačmi (45) uloženými vnútri uvedenej dutiny (6);

v dutine (6) je ďalej uložené prvé napájacie vedenie (17) a druhé napájacie vedenie (22), ktoré je oddelené od prvého napájacieho vedenia (17); pásikový člen (60) vytvára elektrické prepojenie medzi druhým napájacím vedením (22) a druhými zberačmi (45) pre časti pásikového člena (60) v pokojovej polohe a spočíva na druhých zberačoch (45) a na druhom napájačom vedení (22); a pásikový člen (60) vytvára elektrické prepojenie medzi prvým napájacím vedením (17) a prvými zberačmi (50) pre časti pásikového člena (60), ktoré sú v kontaktnej polohe.

5. Napájacie vedenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že prvé zberače (50) a druhé zberače (45) obsahujú ploché vodivé časti uložené vzájomne oproti sebe a na opačných stranách vnútri dutiny (6); prvé napájacie vedenie (17) a druhé napájacie vedenie (22) pozostáva z príslušne predĺžených plochých vodivých častí (17a, 25) uložených vnútri dutiny (6) vzájomne oproti sebe a v podstate siahajúcich po celej dĺžke tohto vedenia; pásikový vodivý člen (60) pozostáva z: - izolačných pásových prvkov (63), v podstate siahajúcich po celej dĺžke tohto vedenia,

- prvých feromagnetických vodivých členov (65) podopretých prvou stranou izolačných pásových prvkov (63) a otočených k prvým zberačom (50) a prvému napájaciemu vedeniu (17); - druhých vodivých členov (67) podopretých druhou stranou izolačných pásových prvkov (63) a otočených k druhým zberačom (45) a druhému napájaciemu vedeniu (22); druhé vodivé členy (67) vytvárajú elektrické mostíkové prepojenie medzi druhým napájacím vedením (22) a druhými zberačmi (45) pre časti pásikového člena (60) v pokojovej polohe; a prvé vodivé členy (65) vytvárajú elektrické mostíkové prepojenie medzi prvým napájacím vedením (17) a prvými zberačmi (50) pre časti pásikového člena (60) v kontaktnej polohe.

6. Napájacie vedenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že prvé napájacie vedenie (17) obsahuje kontaktnú časť (17a) v podstate koplanárnu s kontaktnou časťou (50) prvých zberačov (50); prvé vodivé členy (65) so šírkou (L) väčšou ako vzdialenosť (d) medzi susediacimi hranami (50b, 17') kontaktných častí prvých zberačov (50) a prvého napájacieho vedenia (17); prvé vodivé členy (65) sú vložené vo vzťahu k časti pásikového člena v kontaktnej polohe, medzi kontaktnú časť prvého zberača (50) a kontaktnú časť prvého napájacieho vedenia (17).

7. Napájacie vedenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že druhé napájacie vedenie (22) obsahuje kontaktnú časť (25) v podstate v rovnakej rovine s kontaktnou časťou druhých zberačov (45); druhé vodivé členy (67) majú šírku (L) väčšiu ako vzdialenosť (h) medzi susednými hranami (45b, 25b’) kontaktných častí druhých zberačov (45) a druhého napájacieho vedenia (22); druhé vodivé členy (67) sú, vo vzťahu k časti pásikového vodivého člena v pokojovej polohe, vložené medzi kontaktnú časť druhého zberača (45) a kontaktnú časť (25) druhého napájacieho vedenia (22).

8. Napájacie vedenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa t ý m , že druhé napájacie vedenie (22) má v podstate priečny rez v tvare C a prvé napájacie vedenie (17) je obklopené týmto druhým napájacím vedením (22) s priečnym rezom v tvare C.

9. Napájacie vedenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že pásikový člen (112) obsahuje najmenej prvý pružný vodivý člen (116), ktorý vytvára prvé napájacie vedenie (17).

10. Napájacie vedenie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že prvý pružný vodivý člen (116) je v tvare pása a obsahuje najmenej jednu časť z feromagnetického materiálu; vodivé členy obsahujú platne (107) nesené izolačnou stenou (99) nosných prvkov (94): každá platňa (107) má hornú stranu (110) smerujúce von z nosných prvkov (94) a spodnú stranu (111) smerujúce dovnútra nosných prvkov (94) a smerom k pásikovému členu (112); ak je pásikový člen (112) v kontaktnej polohe, je s prvým pružným vodivým členom (116) elektricky prepojený so spodnou stranou (111) najmenej jednej platne (107).

11. Napájacie vedenie podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že pásikový člen (112) obsahuje:

- pružný stredový pásikový člen (114) z izolačného materiálu; - prvý pásikový vodivý člen (116) nesený stredovým izolačným členom; a - druhý vodivý člen (115) nesený stredovým izolačným členom (114), ktorý je umiestnený na opačnej strane vzhľadom na prvý vodivý člen (116).

12. Napájacie vedenie podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že obsahuje kontaktné členy (142) komunikujúce s príslušnými platňami (107); pre časti napájacieho vedenia (112) v pokojovej polohe vytvára druhý vodivý člen (115) elektrický kontakt medzi elektrickým spätným vedením (140) a kontaktnými členmi (142).

13. Napájacie vedenie podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že obsahuje kontaktné členy (142) komunikujúce s príslušnými platňami (107); pre časti napájacieho vedenia (112) v pokojovej polohe vytvára druhý pružný vodivý člen (115) kontakt s kontaktným členom a vytvára elektrické spätné vedenie.

14. Napájacie vedenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že každý vodivý člen (34) elektricky komunikuje (42) s najmenej prvými zberačmi (50) uloženými vnútri dutiny (6); v uvedenej dutine (6) sú uložené prvé napájacie vedenie (17) a pásikový člen (60), ktoré vytvárajú elektrický kontakt medzi prvým napájacím vedením (17) a prvými zberačmi (50) pre tie časti pásikového člena (60), ktoré sú v kontaktnej polohe.

15. Prepravný systém pozostávajúci z elektrického napájacieho vedenia (1, la, lb) a elektrického vozidla (80, 122), ktoré odoberá potrebnú energiu na svoju prevádzku z elektrického napájacieho vedenia (1, la, lb), vyznajú j ú t e sa tým, že elektrické napájacie vedenie (1, la, lb) pozostáva z: -množstva vodivých, navzájom elektricky oddelených členov (34, 107) usporiadaných v smere pohybu (8) elektrického vozidla (80, 122); - dutých nosných prvkov (4, 94) týchto vodivých členov (34, 107);

- najmenej prvého napájacieho vedenia (17, 112) neseného vnútri dutých nosných prvkov (4, 94) na napájanie prvou polaritou; a - najmenej jedného pásikového člena (60, 112) neseného vnútri dutých nosných prvkov (4, 94), ktorý je usporiadaný v smere pohybu (8) v podstate po celej dĺžke vedenia; pásikový člen (60, 112) je pružne deľormovateľný a obsahuje najmenej jednu časť (65, 114) vyrobenú z feromagnetického materiálu; elektrické vozidlo (80, 122) obsahuje budiace prostriedky (84, 127) na vytvorenie magnetického poľa smerom k vedeniu (1, la, lb) na pritiahnutie najmenej jednej časti uvedenej časti (65, 114) vyrobenej z feromagnetického materiálu do kontaktnej polohy a na vytvorenie elektrického prepojenia (50, 67, 17, 112, 107) medzi prvým napájacím vedením (17,112) a najmenej jedným vodivým členom (34, 107), ktorý je týmto pod napätím; elektrické vozidlo (80, 122) ďalej obsahuje zberné prostriedky (87,132) zasahujúce od elektrického vozidla (80, 122) k napájaciemu vedeniu (1, la, lb) na prepojenie s napájanými vodivými členmi na odber energie potrebnej na napájanie elektrického vozidla.

16. Prepravný systém podľa nároku 15, vyznačujúce sa tým, že zberné prostriedky (87) sú umiestnené na jednej strane budiacich prostriedkov (84) v smere pohybu (8) elektrického vozidla (80).

17. Prepravný systém podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že budiace prostriedky (84) obsahujú aspoň jeden elektromagnet.

18. Prepravný systém podľa nároku 16, vyznačujúci sa tým,že budiace prostriedky (84) obsahujú aspoň jeden permanentný magnet.