Маховичная система рекуперативного торможения электроподвижного состава железных дорог

 

Полезная модель относится к области транспортной энергетики. Электроподвижной состав (8) содержит обратимую тяговую электромашину (6) с системой управления (5), соединенную с участком (2) контактного провода (1). Маховичный накопитель (11) находится вне подвижного состава (8), например, в бетонном колодце (19) близ остановки подвижного состава (8). При рекуперативном торможении подвижного состава (8) участок (2) отсоединяется машинистом через систему управления (5) от контактного провода (1), и электромашина (6) через токосъемник (4), участок (2), провод (17) и системы управления (5) и (16) электрически соединяется с электромашиной (15) маховичного накопителя (11). С помощью систем управления (5) и (16) осуществляется передача электроэнергии от электромашины (6) электромашине (15), при этом маховик (14) разгоняется энергией тормозящего подвижного состава (8). Разгон подвижного состава (8) энергией маховика (14) осуществляется в обратном порядке. Размещение маховичного накопителя (11) вне подвижного состава (8) обеспечивает безопасность его эксплуатации и устраняет потери энергии на его перемещение вместе с подвижным составом (8). 1 н.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Область техники

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована для осуществления рекуперативного торможения электроподвижного состава - метропоездов, трамваев, электричек.

Уровень техники

Из уровня техники известна система рекуперативного торможения электротранспорта путем отдачи энергии обратимой тяговой электромашиной в сеть (см., например, «Политехнический словарь», М, БРЭ, 1998, с.453, статья «Рекуперация»). Эта система, принятая за аналог, недостаточно экономична, так как сохраняет менее 5% кинетической энергии подвижного состава при торможении до остановки.

Известна система рекуперативного торможения подвижного состава, включающая как минимум, один маховичный накопитель с обратимой электромашиной, электрически соединенный через систему управления с обратимой тяговой электромашиной подвижного состава, причем маховичный накопитель размещен на самом транспортном средстве (см., например, книгу Н.В. Гулиа «Инерция», М., Наука, 1982, с.69, рис.5). Эта система, принятая за прототип, позволяла экономить около 30% энергии в Нью-Йоркском метро, причем масса накопителей, установленных в одном вагоне метропоезда, составляла около 5 тонн.

Основными недостатками системы-прототипа являются: опасность установки скоростных маховиков непосредственно в пассажирских вагонах, а также большая масса накопителей, равная массе свыше 50 пассажиров с багажом.

Раскрытие полезной модели

Задачей полезной модели является разработка маховичной системы рекуперативного торможения электроподвижного состава, где маховичный накопитель с обратимой электромашиной выполнен стационарным, находящимся на неподвижном основании вне подвижного состава.

Поставленная задача решается тем, что маховичная система рекуперативного торможения электроподвижного состава, включающая как минимум один маховичный накопитель с обратимой электромашиной, электрически соединенной через систему управления с тяговыми электромашинами электроподвижного состава, характеризующаяся тем, что в электрическую цепь соединения электрических машин электроподвижного состава и маховичного накопителя входит контактный провод с токосъемником, а маховичный накопитель с обратимой электромашиной выполнен стационарным.

Следующим отличием предлагаемой системы является то, что участок контактного провода, входящего в электрическую цепь соединения электрических машин электроподвижного состава и маховичного накопителя, на котором находится токосъемник остановленного рекуперативным торможением электроподвижного состава, включая участки, на которых происходит рекуперативное торможение и разгон, выполнен электрически периодически отсоединяющимся от основной контактной сети.

Еще одним отличием предлагаемой системы является то, что отсоединяемый участок контактного провода выполнен блокированным с сохранением целостности контактной сети.

Последним отличием предлагаемой системы является то, что отсоединение участка контактного провода от основной контактной сети выполняется, при необходимости, системой управления, находящейся на самом электроподвижном составе, в период нахождения токосъемника на отсоединяемом участке.

Благодаря перечисленным отличиям решается техническая задача полезной модели, а именно создание эффективной системы рекуперативного торможения электроподвижного состава, где маховичный накопитель с обратимой электромашиной выполнен стационарным, находящимся вне подвижного состава, не представляющим опасности для пассажиров и не требующим энергии для своего перемещения вместе с подвижным составом.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 -принципиальная схема устройства системы рекуперативного торможения.

Осуществление полезной модели

Контактный провод 1, выполненный с возможностью периодического соединения с участком 2 с помощью электросоединений, выполненных в виде управляемых прерывателей 3, через токосъемник 4 и систему управления 5 рекуперативного торможения, питает обратимую тяговую электромашину 6, приводящую в движение колеса 7 электроподвижного состава 8, в данном случае передвигающегося по заземленному рельсу 9, соединенному как с корпусом подвижного состава 8 для электробезопасности, так и в случае необходимости - проводом 10 с системой управления 5 рекуперативного торможения.

Маховичный накопитель 11 включает в себя корпус 12 с опорами-подшипниками 13 любого приемлемого типа, в том числе и магнитными, в которых зафиксирован маховик 14, соединенный с ротором обратимой электромашины 15, электрически соединенной с дополнительной системой управления 16 рекуперативного управления, опять же электрически соединенной проводом 17 с участком 2 контактного провода 1. Маховичный накопитель 11 своим корпусом 12 закреплен, в том числе с помощью упругих прокладок на твердом основании 18, например, бетонного углубления (колодца) 19.

В данном конкретном случае при описании работы устройства предполагается, что контактный провод 1 нагружен одной фазой тока питания электромашины 6 через блоки системы управления 5, соединенные, например, тремя проводами трехфазного тока, полученного расщеплением фазы на контактном проводе 1. В системы управления 5 и 16 в этом случае кроме расщепителя фазы входит, например, и управляемый инвертор, с помощью которого оператор (машинист) управляет скоростью подвижного состава 8, осуществляя, в частности, его рекуперативное торможение с передачей электроэнергии от электромашины 6 электромашине 15. При разгоне подвижного состава 8 электроэнергия с помощью систем управления 5 и 16 передается электромашине 6, осуществляющей разгон подвижного состава 8. Маховичный накопитель 11 желательно располагать заглубленным в землю, например, в бетонном неглубоком колодце 19 близ остановки подвижного состава (трамвая, электрички, поезда метро).

При рекуперативном торможении и последующем разгоне подвижного состава 8 участок 2 с помощью электросоединений - управляемых прерывателей 3 дистанционно отключается машинистом от контактного провода 1, а после разгона состава 8 снова соединяется с контактным проводом 1. При неосуществлении по той или иной причине рекуперации энергии, например, при аварийном торможении, участок 2 не отсоединяется от контактного провода 1.

1. Устройство рекуперативного торможения электроподвижного состава, содержащая, по меньшей мере, один маховичный накопитель с обратимой электромашиной, электрически связанной, по меньшей мере, с одной тяговой электромашиной электроподвижного состава, имеющего токосъемник для взаимодействия с основным контактным проводом, и систему управления рекуперативным торможением, расположенную на электроподвижном составе, отличающееся тем, что маховичный накопитель и обратимая электромашина установлены стационарно и расположены отдельно от электроподвижного состава, при этом обратимая электромашина связана с тяговой электромашиной посредством токосъемника электроподвижного состава через дополнительный контактный провод, который расположен вдоль основного контактного провода и связан с ним посредством управляемых прерывателей с возможностью электрического отсоединения от основного контактного провода при помощи упомянутой системы управления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено дополнительной системой управления рекуперативным торможением, расположенной совместно с маховичным накопителем и выполненной с возможность управления упомянутыми прерывателями дополнительного контактного провода в период нахождения на нем токосъемника.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительный контактный провод выполнен блокированным от основного с возможностью сохранения целостности контактной сети.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при прокладке электрических проводов и кабелей с напряжением более 100 В в качестве распределительной коробки, или, как еще называют такое устройство, - раздаточной коробки, ответвительной коробки, мультиконнектора

Изобретение относится к подвижному составу железных дорог и касается двухосных трехэлементных тележек грузовых вагонов

Медный электрический кабель относится к области электротехники, а именно к конструкции электрических кабелей, которые могут быть использованы на различных видах подвижного состава рельсового транспорта, в частности метрополитена.

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для балансировки дисков
Наверх