UA61006A

UA61006A - Energy receiver of noncontact electric locomotive

Info

Publication number: UA61006A
Application number: UA20021210503A
Authority: UA
Inventors: Геннадий Григорьевич Пивняк; Виктор Иванович Панченко; Анатолий Яковлевич Рыбалко; Игорь Борисович Кольцов
Original assignee: Национальный Горный Институт
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2003-10-15
Also published as: UA61006C2

Abstract

An energy receiver of a noncontact electric locomotive consists of a magnetic circuit and a winding located in its grooves. At that, the magnetic circuit lengthwise is made in the form of separate sections, each of which has pole clamps. The sections are divided by air intervals.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід має відношення до електроустаткування транспортних засобів (електровози), в які виконується 2 безконтактна передача електричної енергії від тягової мережі шляхом магнітної індукції.The invention is related to the electrical equipment of vehicles (electric locomotives) in which contactless transmission of electrical energy from the traction network by magnetic induction is carried out.

Відома конструкція енергоприймача електровоза |Розенфельд В.Е., Староскольский Н.А. Вьісокочастотньй бесконтактньй злектрический транспорт. - М.: Транспорт, 1975.- 208с., С.111) з магнітопроводом, що складається з двох частин коритоподібної форми, розташованих співвосно кабелям тягової мережі, всередину яких вкладена обмотка. Недоліком такої конструкції енергоприймача є зменшення електрорушійної сили (е.р.с.), 70 яка наводиться в обмотці, із-за можливих поперечних зміщень енергоприймача відносно тягової мережі при русі електровоза.The known design of the power receiver of the electric locomotive |Rosenfeld V.E., Staroskolsky N.A. High-frequency contactless electric transport. - M.: Transport, 1975.- 208p., P.111) with a magnetic circuit consisting of two trough-shaped parts located coaxially with the cables of the traction network, inside of which the winding is inserted. The disadvantage of this design of the energy receiver is the reduction of the electromotive force (EMF), 70 which is induced in the winding, due to possible transverse displacements of the energy receiver relative to the traction network during the movement of the electric locomotive.

Найбільш близьким по технічній суті до пропонованого винаходу є енергоприймач електровоза |Гранспорт с индуктивной передачей знергии для угольньїх шахт/ Под ред. Г.Г. Пивняка. - М.: Недра, 1990г. - 245с., С.234) з магнітопроводом, в пазах якого розташована обмотка, що складається із окремих частин, взаємно зміщених 712 відносно осі тягової мережі у поперечному напрямку. Недоліком такого енергоприймача є складна конструкція обмотки і магнітопроводу та мала взаємоіїндуктивність обмотки з тяговою мережею, що змушує збільшувати число витків обмотки для одержання потрібного рівня е.р.с.The closest in technical essence to the proposed invention is the energy receiver of the electric locomotive | Gransport with inductive energy transfer for coal mines/ Ed. H.G. Beer house - M.: Nedra, 1990. - 245p., P.234) with a magnetic wire, in the grooves of which there is a winding consisting of separate parts, mutually offset by 712 relative to the axis of the traction network in the transverse direction. The disadvantage of such a power receiver is the complex design of the winding and magnetic circuit and the low mutual inductance of the winding with the traction network, which forces to increase the number of turns of the winding to obtain the required level of emf.

В основу винаходу поставлено завдання удосконалювання енергоприймача безконтактного електровоза, в якому шляхом іншого виконання окремих елементів забезпечується спрощення конструкції та збільшення 20 взаємоіндуктивності обмотки енергоприймача з тяговою мережею і за рахунок цього спрощується в цілому вузол електроживлення електровоза від тягової мережі та підвищується ефективність його експлуатації.The basis of the invention is the task of improving the energy receiver of a contactless electric locomotive, in which, by means of a different implementation of individual elements, the simplification of the design and the increase of the mutual inductance of the energy receiver winding with the traction network are ensured, and due to this, the unit of power supply of the electric locomotive from the traction network is simplified as a whole and the efficiency of its operation is increased.

Завдання вирішується тим, що у відомій конструкції енергоприймача безконтактного електровоза, що складається із магнітопроводу та обмотки, розташованої в його пазах, згідно з винаходом, магнітопровод виконано по довжині у вигляді окремих секцій, кожна з яких має полюсні наконечники, причому секції розділені 25 між собою повітряними проміжками, а полюсні наконечники сусідніх секцій установлені із взаємним поперечним « зміщенням відносно осі тягової мережі на однакову відстань.The task is solved by the fact that in the known design of the energy receiver of a contactless electric locomotive, which consists of a magnetic wire and a winding located in its grooves, according to the invention, the magnetic wire is made along its length in the form of separate sections, each of which has pole tips, and the sections are separated by 25 air gaps, and the pole tips of adjacent sections are installed with a mutual transverse displacement relative to the axis of the traction network at the same distance.

На фіг.1 зображений вигляд енергоприймача зверху, на фіг.2 - поперечні перерізи енергоприймача, де показані тільки сусідні секції.Fig. 1 shows a top view of the energy receiver, Fig. 2 shows cross-sections of the energy receiver, where only adjacent sections are shown.

Магнітопровід енергоприймача (фіг.1) складається з чотирьох секцій, розділених між собою повітряними ее, 30 проміжками 1, розмір яких вибирається залежно від матеріалу магнітопроводу та відстані енергоприймача від ав площини тягової мережі. Кожна з секцій обладнана полюсними наконечниками: середнім 2 (фіг.1,2) шириною Б та двома крайніми З і 4 (фіг.1,2), шириною 0,50. У двох пазах магнітопроводу розміщена обмотка 5, кожна із о сторін якої має ширину Боб. Полюсні наконечники сусідніх секцій магнітопроводу взаємно зміщені у протилежні - че боки відносно осі тягової мережі 6 на однакову відстань АХ.The magnet wire of the energy receiver (Fig. 1) consists of four sections separated from each other by air ee, 30 gaps 1, the size of which is selected depending on the material of the magnet wire and the distance of the energy receiver from the av plane of the traction network. Each of the sections is equipped with pole tips: the middle 2 (fig. 1, 2) width B and the two extreme ones Z and 4 (fig. 1, 2), width 0.50. A winding 5 is placed in two grooves of the magnetic circuit, each of whose sides has a width of Bob. The pole tips of the adjacent sections of the magnetic circuit are mutually offset in opposite directions relative to the axis of the traction network 6 by the same distance АХ.

Зо При поперечному зміщенні енергоприймача відносно тягової мережі (наприклад, ліворуч), яке іш спостерігається при русі безконтактного електровоза, взаємоіндуктивність непарних секцій (фіг.1, лікуючи від кінця конструкції) з тяговою мережею збільшиться, що приведе до збільшення наведеної від них е.р.с. в обмотці 5. В той же час взаємоіїндуктивність парних секцій магнітопроводу з тяговою мережею в такій же мірі « зменшиться, що приведе до зменшення наведеної від них е.р.с. в обмотці 5. Як результат при поперечних З зміщеннях енергоприймача в деяких межах ( АХ ) відносно тягової мережі рівень результуючої е.р.с. обмотки с залишиться практично незмінним. "з Полюсні наконечники у магнітопроводі енергоприймача розширюють зону дії магнітного поля струму тягової мережі, що спричинює до збільшення взаємоіндуктивності обмотки з тяговою мережею і забезпечує наведення в обмотці потрібного рівня е.р.с. при меншому числі її витків.З In the case of a transverse displacement of the energy receiver relative to the traction network (for example, to the left), which is observed during the movement of a contactless electric locomotive, the mutual inductance of the unpaired sections (Fig. 1, treated from the end of the structure) with the traction network will increase, which will lead to an increase in the induced electric current from them .with. in winding 5. At the same time, the mutual inductance of the paired sections of the magnetic circuit with the traction network will decrease to the same extent, which will lead to a decrease in the induced emf from them. in winding 5. As a result, with transverse З displacements of the energy receiver within certain limits ( АХ ) relative to the traction network, the level of the resulting em.s. winding c will remain practically unchanged. "z The pole tips in the magnetic circuit of the power receiver expand the area of action of the magnetic field of the current of the traction network, which causes an increase in the mutual inductance of the winding with the traction network and ensures the guidance of the desired level of emf in the winding with a smaller number of its turns.

Доцільне обмеження дХ«0,2560, яке визване тим, що в іншому разі ширина обмотки боб перевищить поперечніAn appropriate limitation dХ«0.2560, which is caused by the fact that otherwise the width of the bob winding will exceed the transverse

Ф розміри полюсних наконечників. Мінімальна ширина обмотки Боб-бБщ2АХ, де Бу - ширина однієї із щілин -й (фіг.1) у магнітопроводі. Мінімальна відстань в поперечному напрямку від краю обмотки до краю полюсного о наконечника а -БщтО,5Ь (фіг.1). Очевидно, що обмотка по ширині не повинна виходити за край полюсного наконечника, тобто Боба. Звідси випливає вимога - лХ«О0,256р. о Повітряні проміжки між секціями магнітопроводу виключають взаємодію, тобто магнітний потік струму тяговоїФ dimensions of pole tips. The minimum width of the winding Bob-bBsh2АХ, where Bu is the width of one of the -th slots (Fig. 1) in the magnetic conductor. The minimum distance in the transverse direction from the edge of the winding to the edge of the tip of the pole o - BshtO,5b (Fig. 1). It is obvious that the width of the winding should not extend beyond the edge of the pole tip, i.e. Bob. Hence the requirement - lX«O0.256p. o Air gaps between sections of the magnetic circuit exclude interaction, i.e. the magnetic flow of the traction current

Ф мережі на протязі кожної секції взаємодіє тільки з відповідною частиною обмотки енергоприймача.Ф of the network during each section interacts only with the corresponding part of the winding of the energy receiver.

Розподіл магнітопроводу енергоприймача на парне число секцій дає симетрію конструкції та нечутливість по рівню е.р.с. до поперечного зміщення відносно осі тягової мережі. Вибір розподілу магнітопроводу на не менш вв як на чотири секції доцільний, тому що це забезпечує малу чутливість зміни результуючої е.р.с. обмотки до зміщення енергоприймача на заокругленнях рейкової колії.The distribution of the magnet wire of the energy receiver into an even number of sections gives the symmetry of the design and insensitivity to the level of E.S. to transverse displacement relative to the axis of the traction network. The choice of dividing the magnetic circuit into at least four sections is expedient, because it ensures low sensitivity to changes in the resulting emf. windings to the displacement of the energy receiver on the rounding of the rail track.

Р» Позитивний ефект досягається завдяки тому, що в магнітопроводі енергоприймача застосовані полюсні наконечники, а сам магнітопровід розділений на окремі секції, полюсні наконечники яких взаємно зміщені в протилежні боки відносно осі тягової мережі. во Це спрощує в цілому конструкцію енергоприймача та зменшує витрати провідникового матеріалу для його обмотки.P» The positive effect is achieved due to the fact that pole tips are used in the magnet wire of the energy receiver, and the magnet wire itself is divided into separate sections, the pole tips of which are mutually shifted to opposite sides relative to the axis of the traction network. This simplifies the design of the power receiver as a whole and reduces the consumption of conductor material for its winding.

Claims

The formula of the invention b5 - m Power receiver of a non-contact electric locomotive, consisting of a magnet wire and a winding located in its grooves, which is distinguished by the fact that the magnet wire is made along its length in separate sections, each of which has pole tips, and the sections are separated from each other by air gaps, and the pole the tips of the adjacent sections are installed with a mutual transverse displacement relative to the axis of the traction network at the same distance. "(Se) "c) "c) "- (Se)

- and? (o) - («c) («c) 4) 60 b5