Отопитель электропроводного транспортного средства

 

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к отопительной технике салонов и кабин водителей троллейбусов или трамваев. Отопитель включает: блок нагнетания воздуха; блок нагрева воздуха, содержащий последовательно соединенные открытые для доступа воздуха спиральные нагревательные элементы, имеющие выводы и с помощью которых образован делитель напряжения, с которого подается питание на блок нагнетания воздуха; защитное устройство от переполюсовки, выполненное в виде диодного моста, входные порты которого соединены с выводами делителя напряжения. Отличительными особенностями отопителя являются: наличие бесколлекторного электродвигателя с микропроцессором, введение ограничителя напряжения электродвигателя в виде электрически соединенных базовых элементов: источника опорного напряжения, компаратора, регулятора выходного напряжения, формирователя уровня напряжения, фильтра напряжения питания, фильтра выходного напряжения, шин питания - входной минусовой и -подключенных ко входу питания бесколлекторного электродвигателя -плюсовой и выходной минусовой и выполнение делителя напряжения на базе разделенных одним из выводов на две группы спиральных нагревательных элементов с соблюдением условия:

, где R1 - сопротивление группы спиральных нагревательных элементов с большим суммарным сопротивлением, a R2 - сопротивление группы спиральных нагревательных элементов с меньшим суммарным сопротивлением данной группы (Ом), при этом с R2 осуществлена подача напряжения питания на электродвигатель вентилятора. Кроме того, отличием является и соединение узлов в схеме отопителя: введенный ограничитель напряжения подключен к выходным портам защитного устройства от переполюсовки посредством входной минусовой и плюсовой шин, а вышеназванные базовые элементы ограничителя включены следующим образом: фильтр выходного напряжения - между плюсовой и выходной минусовой шинами питания и соединен с регулятором выходного напряжения, фильтр напряжения питания - между плюсовой и входной минусовой шинами питания, источник опорного напряжения - между плюсовой и входной минусовой шинами питания и подключен к компаратору, включенному между плюсовой шиной и регулятором выходного напряжения и подключенному к формирователю уровня напряжения, включенному между плюсовой и выходной минусовой шинами питания.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для конструирования электрооборудования городского электротранспорта, а именно отопительной техники салонов и кабин водителей троллейбусов или трамваев.

Известны широко использовавшиеся ранее и в настоящее время нагревательные системы на основе трубчатых электронагревателей (ТЭНов).

Однако они характеризуются высокой тепловой инерционностью при начальном разогреве транспортного средства в течение первых 10÷15 минут после включения отопителей. Только после прогрева массивного теплоемкого тела ТЭНа начинается отдача тепла помещению салона или кабины транспортного средства.

К этой группе можно отнести и современный аналог - «Отопитель подвесной», производимый ООО «Этон», г. Смолевичи, Беларусь, включающий ТЭНы (см. прилагаемые информационные материалы).

Известна также группа патентов на отопители электротранспортных средств фирмы ООО НПФ «Этна»:

- на изобретения RU 2342605, 2343364, 2343365, 2345908, 2376156,

- на полезные модели RU 62223, 72533, 73058, 73455, содержащие помещенный в корпус технически более совершенный блок подачи и нагрева воздуха, свободный от недостатков ТЭНов. Эти конструкции имеют вентилятор с электродвигателем, как правило, расположенным в обечайке, и крыльчаткой, а также нагревательный элемент, выполненный из электрически соединенных отрезков воздухопрозрачных спиралей. В них гораздо эффективнее решается задача с использованием найденного в ООО НПФ «Этна» решения - перехода к принципиально безынерционным системам нагрева, практически мгновенно входящими в рабочий тепловой режим и мгновенно остывающими при отключении напряжения.

Однако в отопителях, описанных в вышеуказанных патентах, использовался коллекторный двигатель постоянного тока. Он является одним из самых уязвимых мест в известных и выпускаемых отопителях разных изготовителей.

Известны отопители электротранспортных средств, в состав которых входит вентилятор с бесколлекторным двигателем. Они описаны в патентах:

[RU 88611];

[CN 201089343];

[CN 201129860];

[CN 203533804];

[KR 101297603]

и ряде других.

Известен также отопитель [заявка JP 2002293130], который имеет расположенные в корпусе блок нагрева, блок питания, блок управления подачей напряжения на бесколлекторный электродвигатель и микроконтроллер, управляющий работой последнего. Его особенностью является наличие в нем микропроцессорной системы управления, которая обеспечивает оптимизацию работы двигателя и его защиту от перегрева.

Известный следующий отопитель по патенту на полезную модель [CN 202926688] имеет также вентилятор с бесколлекторным электродвигателем постоянного тока и микропроцессором для его управления. Данный нагреватель пригоден также, как и заявляемый в данной заявке, для обогрева салонов и кабин электротранспортных средств.

Одним из аналогов заявляемой полезной модели, воплощающим вышеописанные особенности отопителя, является уже названный в тексте «Отопитель подвесной», производимый ОАО «Этон», г. Смолевичи, Беларусь.

Данное устройство включает блок нагнетания воздуха в виде вентилятора с бесколлекторным электродвигателем (см. прилагаемое к данной заявке рекламное рассылочное описание данного предприятия «Этон»).

Однако применение в блоке нагрева данного отопителя трубчатых нагревательных элементов (ТЭН) блока нагнетания на базе бесколлекторного двигателя не способно значительно увеличить надежность изделия из-за описанных выше недостатков ТЭНов. При этом возрастет лишь стоимость изделия по причине большей стоимости осевого вентилятора с бесколлекторным электродвигателем.

Однако в большинстве указанных выше отопителей применение бесколлекторных двигателей кроме того ограничивается широким диапазоном напряжений. Поэтому на практике, как правило, вентилятор подключают к отдельному источнику питания, что загромождает внутренний объем транспортного средства и удорожает отопительную технику. Кроме того опасность (из-за ошибок монтажа, либо нарушений в схеме троллейбуса, трамвая) подачи на отопитель напряжения нагрева без подачи напряжения на вентилятор.

Известные выпускающиеся отопители салона и кабины для городского электрического транспорта (ГЭТ), работающие от контактной сети 600 В постоянного тока, в разной степени не свободны от недостатков:

- в части их основных эксплуатационных параметров,

- в части их надежности и долговечности,

- в части их адаптации к реальным условиям эксплуатации.

Отчасти это связано с тем, что совершенствование отопителей салона и кабины для ГЭТ велось по аналогии с бытовыми и промышленными отопителями не транспортного исполнения, питание которых осуществлялось от обычной однофазной или трехфазной сети переменного тока 220/380 В, 50 Гц.

В то же время отопители салона и кабины для ГЭТ - это изделия, к которым предъявляется иная система требований, существенно отличающаяся от системы требований к бытовым и промышленным тепловентиляторам и тепловым пушкам. Они, прежде всего, должны быть принципиально безынерционными, практически мгновенно входящими в рабочий тепловой режим и мгновенно остывающими при отключении напряжения.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является техническое решение по патенту RU 2345908. В нем заявляется отопитель, включающий размещенные в корпусе: блок нагнетания воздуха, который расположен на входе воздушного потока в торцевой части отопителя и выполнен в виде осевого вентилятора с электродвигателем, установленный следом за ним блок нагрева воздуха, который выполнен в виде последовательно соединенных спиральных нагревательных элементов, открытых для доступа воздуха. Отопитель имеет делитель напряжения, выполненный в виде выводов, по крайней мере, одного участка в виде отрезка спирали, электрически соединенного с выводами электродвигателя постоянного тока и защитное устройство от переполюсовки в виде диодного моста, вход которого соединен, по крайней мере, с одним участком в виде отрезка спирали, а выход - с вводами питания электродвигателя.

Однако в нем используется коллекторный электродвигатель, который, как известно, имеет щеточно-коллекторный узел, являющийся одной из наименее надежных частей электродвигателя, поскольку скользящие контакты интенсивно изнашиваются в результате процесса трения. Это сказывается на уменьшении надежности электродвигателей и приборов, в которых они используются, например, отопителей городского электротранспорта.

Задачей полезной модели является повышение надежности и срока службы отопителя электротранспорта при одновременном уменьшении габаритов отопителя.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в отопителе электропроводного транспортного средства, включающем размещенные в корпусе: на входе воздушного потока в торцевой части отопителя и выполненный в виде осевого вентилятора с электродвигателем блок нагнетания воздуха; установленный следом за ним блок нагрева воздуха, содержащий последовательно соединенные открытые для доступа воздуха спиральные нагревательные элементы, имеющие выводы и с помощью которых образован делитель напряжения, с которого подается питание на блок нагнетания воздуха; защитное устройство от переполюсовки, выполненное в виде диодного моста, входные порты которого соединены с выводами делителя напряжения, электродвигатель осевого вентилятора, установленный в блоке нагнетания воздуха, выполнен бесколлекторного типа с микропроцессором; делитель напряжения на базе разделенных на две группы одним из выводов спиральных нагревательных элементов образован с соблюдением условия:

, где R1 - сопротивление группы спиральных нагревательных элементов с большим суммарным сопротивлением, a R2 - сопротивление группы спиральных нагревательных элементов с меньшим суммарным сопротивлением данной группы (Ом), причем напряжение питания на электродвигатель вентилятора подается с сопротивления R2; введен ограничитель напряжения электродвигателя, выполненный в виде размещенных на печатной плате и электрически соединенных между собой элементов: источника опорного напряжения, компаратора, регулятора выходного напряжения, формирователя уровня напряжения, фильтра напряжения питания, фильтра выходного напряжения, шин питания - входной минусовой и - подключенных ко входу питания бесколлекторного электродвигателя - плюсовой и выходной минусовой, причем введенный ограничитель напряжения подключен к выходным портам защитного устройства от переполюсовки посредством входной минусовой и плюсовой шин, а вышеназванные базовые элементы ограничителя включены следующим образом: фильтр выходного напряжения - между плюсовой и выходной минусовой шинами питания и соединен с регулятором выходного напряжения, фильтр напряжения питания - между плюсовой и входной минусовой шинами питания, источник опорного напряжения - между плюсовой и входной минусовой шинами питания и подключен к компаратору, включенному между плюсовой шиной и регулятором выходного напряжения и подключенному к формирователю уровня напряжения, включенному между плюсовой и выходной минусовой шинами питания.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении высокой надежности работы нагревателя электротранспорта при высоких значениях перенапряжения в контактной сети троллейбуса или трамвая и, как следствие, в цепи питания электродвигателя нагревателя, причем при значениях напряжения, превышающих отношение максимального напряжения к минимальному более, чем в 3 раза. Заявляемый отопитель обеспечивает стабильность работы электродвигателя нагревателя в таких условиях в широком диапазоне напряжений. Подключение электродвигателя к делителю напряжения, сформированному из нагревательных спиральных элементов, исключает возможность подачи напряжения на блок нагрева при неработающем вентиляторе (отсутствии воздушного потока, снимающего тепло с поверхности нагревательного элемента).

Во всех известных отопителях, выполненных на ТЭНах, в том числе и в отопителях фирмы «Этон», невозможно организовать делитель напряжения с необходимым коэффициентом деления, т.к. в их состав входит всего 1÷2÷3 ТЭНа заданной мощности, и установленными, как правило, одинаковыми значениями сопротивлений. Спиральные нагревательные элементы в заявляемой конструкции удается разделить на любое необходимое количество отрезков с любыми сопротивлениями и, таким образом, реализовать зависимость числа оборотов вращения вентилятора от изменений напряжения в контактной сети транспортного средства.

Совокупность используемых в заявляемой конструкции блоков и базовых узлов обеспечивает:

- линейную зависимость напряжения вентилятора от напряжения нагревательного блока в диапазоне напряжений от 300 до 600 В;

- стабилизацию напряжения на электродвигателе вентилятора в диапазоне напряжений 600-920 В, обеспечивающую максимальную эффективность работы вентилятора;

- защиту электродвигателя в диапазоне напряжений 600-920 В от перенапряжения за счет погашения избыточного напряжения на блоке регулирования выходного напряжения ограничителя напряжения;

- защиту двигателя вентилятора от выбросов в несколько киловольт и длительностью до 5 миллисекунд.

Кроме того, заявляемый отопитель характеризуется минимальными габаритными размерами и массой в сравнении с аналогичными характеристиками как отечественных, так и зарубежных электроприборов аналогичного содержания.

Заявляемое и измененное соединение всех узловых и базовых элементов в сравнении с подобными в аналогах делает заявляемое техническое решение новым. Подобных отопителей для этого применения не имеется. В патентной и другой научно-технической литературе обнаружить их не удалось. В силу отсутствия подобных разработок и практически освоенных отопителей электротранспорта подобного типа патентуемое устройство востребовано Заказчиком - отечественным предприятием и является одной из инновационных разработок для обновляемой продукции троллейбусного завода ЗАО «Тролза» («Троллейбусный завод «Тролза», находящийся в Саратовской области (г. Энгельс), по масштабам производства не имеет себе равных - сегодня это крупнейший в мире поставщик троллейбусов. По улицам 89 городов России и ряда зарубежных стран: Аргентины, Болгарии, Венгрии, Греции, Колумбии, Сербии, Узбекистана и т.д. курсируют троллейбусы, изготовленные на «Тролзе». Завод имеет возможность выпускать более 2500 троллейбусов в год. Производит троллейбусы с 1951 года. Общий выпуск составил более 60 тысяч троллейбусов. Одна из моделей троллейбусов, выпускаемых ЗАО «Тролза» - ЗиУ-682Г-016, долгие годы являлась самой выпускаемой в мире». http://http://www.lrolza.ru/), по заданию которого выполнено данное оригинальное техническое решение и ведется его опытная проверка.

Заявляемый отопитель представлен с помощью фиг. 1-4, где на фиг. 1 - вид отопителя в изометрии со снятыми стенками корпуса; на фиг. 2 - электрическая схема отопителя; на фиг. 3 - электрическая схема ограничителя напряжения электродвигателя; на фиг. 4 - блоки нагрева и нагнетания воздуха в разрезе. Позициями на фигурах обозначены более крупным шрифтом, заключенным в круг, - базовые элементы ограничителя напряжения, (начиная с цифр 21 по 26 включительно), а более мелким шрифтом - их составляющие: 1 - блок нагнетания воздуха;

2 - блок нагрева воздуха;

3 - ограничитель напряжения электродвигателя;

4 - защитное устройство от переполюсовки;

5 - термодатчик;

6 - вентилятор;

7 - электродвигатель;

8 - обечайка;

9 - каркас для закрепления обечайки;

10 - винт;

11 - держатель спиральных элементов и изоляторов;

12 - изоляторы;

13 - спиральные нагревательные элементы;

14 - протяженные отверстия;

15 - сквозные отверстия;

16 - два вывода блока нагрева на источник внешнего питания

17 - два вывода блока нагрева для питания бесколлекторного электродвигателя;

18 - шина питания ограничителя 3 плюсовая с выводами на источник внешнего питания и на нагрузку;

19 - шина питания ограничителя 3 входная минусовая с выводом на источник внешнего питания;

20 - шина питания ограничителя 3 выходная минусовая с выводом на нагрузку;

21 - фильтр напряжения питания ограничителя 3;

22 - фильтр выходного напряжения ограничителя 3;

23 - источник опорного напряжения ограничителя 3;

24 - компаратор ограничителя 3;

25 - формирователь уровня напряжения ограничителя 3;

26 - регулятор выходного напряжения ограничителя 3;

27 - конденсатор фильтра напряжения питания;

28 - катод маломощного стабилитрона источника опорного напряжения;

29 - анод маломощного стабилитрона источника опорного напряжения;

30 - фильтр пульсации напряжения источника опорного напряжения;

31 - резисторы источника опорного напряжения;

32, 33 - резистор компаратора;

34 - первая группа резисторов компаратора;

35 - вторая группа резисторов компаратора;

36, 37 - базы биполярных транзисторов компаратора;

38, 39 - эмиттеры биполярных транзисторов компаратора;

40, 41 - коллекторы биполярных транзисторов компаратора;

42 - параллельная RC-цепь компаратора;

43 - база биполярного транзистора регулятора выходного напряжения;

44 - эмиттер биполярного транзистора регулятора выходного напряжения;

45 - коллектор биполярного транзистора регулятора выходного напряжения;

46 - анод стабилитрона регулятора выходного напряжения;

47 - катод стабилитрона регулятора выходного напряжения;

48 - управляющий вход электронного вентиля регулятора выходного напряжения;

49 - исток электронного вентиля регулятора выходного напряжения;

50 - сток электронного вентиля регулятора выходного напряжения;

51 - первый резистор регулятора выходного напряжения;

52 - второй резистор регулятора выходного напряжения;

53 - третий резистор регулятора выходного напряжения;

54 - анод коммутирующего диода фильтра выходного напряжения;

55 - катод коммутирующего диода фильтра выходного напряжения;

56 - индуктивность фильтра выходного напряжения;

57 - конденсатор фильтра выходного напряжения;

58, 59 - группа высокоомных резисторов формирователя уровня напряжения;

60, 61 - группа низкоомных резисторов формирователя уровня напряжения;

62 - опорная монтажная пластина ограничителя 3;

63 - перемычка ограничителя 3;

64 - диодный мост устройства 4;

65 - входные порты устройства 4;

66 - выходные порты устройства 4.

В состав отопителя электропроводного транспортного средства -трамвая или троллейбуса входят помещенные в корпус: блок нагнетания воздуха 1 и установленный плотно к нему и следом за ним, блок нагрева воздуха 2, ограничитель напряжения электродвигателя 3, защитное устройство 4 от переполюсовки, термодатчики 5 и крепежная арматура для перечисленных узлов отопителя и их элементов.

Блок нагнетания воздуха 1 установлен на входе воздушного потока в отопитель в торцевой его части и включает осевой вентилятор 6 с бесколлекторным электродвигателем 7 постоянного тока с встроенным управляющим им микропроцессором.

Блок нагрева воздуха 2 помещен в цилиндрическую вытянутую обечайку 8, жестко установленную и закрепленную на прочном каркасе 9. Данный блок 2 имеет расположенные и стянутые винтами 10 на аксиально вытянутом внутри обечайки 8 держателе 11 пары изоляторов 12 с последовательно соединенными спиральными нагревательными элементами 13, открытыми для доступа воздуха, образующими делитель напряжения с двумя сопротивлениями - большим R1 и меньшим R2.

Блок нагрева воздуха 2 имеет выводы 16, 17, два 16 из которых - для выхода на источник внешнего питания, другие два 17, один из которых расположен между сопротивлениями, предназначены для питания бесколлекторного электродвигателя 7.

Ограничитель 3 напряжения электродвигателя 7 расположен с внешней стороны обечайки 8 и представляет собой электрически соединенные элементы: фильтр 2 Напряжения питания, 22 фильтр выходного напряжения, источник 23 опорного напряжения, компаратор 24, формирователь 25 уровня напряжения, регулятор 26 выходного напряжения. С помощью шин - плюсовой 18, входной минусовой 19 с выводом на источник питания и выходной минусовой 20 с выводом на нагрузку ограничитель электрически связан с другими элементами отопителя. Выходные шины 18, 20 ограничителя напряжения 3 подключены к входу питания бесколлекторного электродвигателя 7. Шины 18, 19 используются для соединения ограничителя напряжения 3 к устройству 4 предотвращения подачи напряжения обратной полярности на бесколлекторный электродвигатель 7. Более подробно описание элементов, входящих в ограничитель 3 напряжения электродвигателя 7 будет дано ниже.

Защитное устройство 4 от переполюсовки установлено на входе ограничителя напряжения 3 и выполнено в виде диодного моста 64 с четырьмя портами - двумя входными 65 и двумя выходными 66. К входным портам 65 устройства подключены выводы с меньшего R2 из двух сопротивлений делителя напряжения блока 2 нагрева воздуха, а к выходным портам 66 - вход ограничителя напряжения 3 бесколлекторного электродвигателя 7 осевого вентилятора 6.

Еще одним усовершенствованием полезной модели является выбор оптимальных величин сопротивлений делителя напряжения.

Они подчинены соотношению:

, где R1 - сопротивление группы спиральных нагревательных элементов с большим суммарным сопротивлением, a R2 -сопротивление группы спиральных нагревательных элементов с меньшим суммарным сопротивлением данной группы (Ом), причем напряжение питания на вентилятор подается с сопротивления R2.

Предельные значения отношения величин сопротивлений делителя напряжения сопротивлений были получены расчетным путем, результаты которого были подтверждены на практике. Фактически это такие значения сопротивлений, которые обеспечивают эффективную работу вентилятора отопителя при минимальном и максимальном напряжениях в контактной сети электротранспортного средства (с учетом использования ограничителя напряжения).

Оптимальным вариантом осуществления отопителя является схема конкретного ограничителя напряжения, учитывающая все особенности эксплуатации бесколлекторного электродвигателя отопителя на базе спиральных нагревательных элементов. В примере (ниже) использован ограничитель напряжения отопителя с такой схемой.

Фильтр напряжения питания 21 выполнен в виде конденсатора 22, который подключен к плюсовой шине 18 питания и входной минусовой шине 19.

Источник опорного напряжения 23 состоит из маломощного стабилитрона, имеющего катод 28 и анод 29, фильтра пульсации напряжения 30 и последовательно соединенных резисторов 31. При этом катод 29 маломощного стабилитрона и один из выводов фильтра 30 пульсации напряжения подключены к плюсовой шине 18 питания, а анод 28 маломощного стабилитрона, объединенный со вторым выводом фильтра 30 пульсации напряжения через включенные последовательно резисторы 31, подключены к входной минусовой шине 19 питания. Это же соединение подключено к резистору 32 компаратора 33.

Компаратор 24 состоит из соединенных между собой резисторов 32, 33 и первой и второй группы последовательно соединенных резисторов 34, 35, дифференциального каскада на двух биполярных транзисторах с составляющими элементами баз 36, 37, эмиттеров 38, 39 и коллекторов 40, 41 а также параллельной RC-цепи 42, задающей параметры гистерезиса (это новое свойство и оригинальность предлагаемого компаратора). Эмиттеры 38, 39 биполярных транзисторов объединены между собой, а также соединены с одним из выводов резистора 33, второй вывод которого соединен с плюсовой шиной 18. Второй вывод резистора 32 соединен с параллельно соединенными элементами RC-цепи 42 и базой 36 биполярного транзистора. Вторые выводы элементов RC-цепи 42 подключены к коллектору 41 биполярного транзистора и группе последовательно соединенных резисторов 34. Коллектор 40 биполярного транзистора подключен ко второй группе последовательно соединенных резисторов 35.

Регулятор выходного напряжения 26 состоит из: усилителя напряжения на биполярном транзисторе с базой 43, эмиттером 44, коллектором 45, стабилитрона с анодом 46 и катодом 47, электронного вентиля с управляющим входом 48, истоком 49, стоком 50, первого 51, второго 52 и третьего 53 резисторов. Один из выводов первого резистора 51 подключен к базе 43 биполярного транзистора усилителя напряжения, причем эти элементы соединены также с первой группой резисторов 34 компаратора 24. Коллектор 45 биполярного транзистора усилителя напряжения подключен через второй резистор 52 к управляющему входу 48 электронного вентиля, соединенного с параллельно включенными третьим резистором 53 и стабилитроном, а именно его катодом 47. Второй вывод первого резистора 51, эмиттер 44 биполярного транзистора усилителя напряжения, анод 46 стабилитрона, второй вывод третьего резистора 53 и исток 49 электронного вентиля выведены на входную минусовую шину 19, сток 50 последнего - на фильтр выходного напряжения 22.

Фильтр выходного напряжения 22 состоит из коммутирующего диода с анодом 54 и катодом 55, индуктивности 56 и конденсатора 57. Анод 54 коммутирующего диода подключен к стоку 50 электронного вентиля регулятора выходного напряжения 26 и к одному из выводов индуктивности 57. Катод 55 коммутирующего диода и один из выводов конденсатора 57 подключены к плюсовой шине 18 питания, вторые выводы конденсатора 57 и индуктивности 56 подключены к выходной минусовой шине 20.

В формирователь уровня напряжения 9 входят соединенные последовательно две группы резисторов: высокоомных 58, 59 и низкоомных 60, 61. Высокоомные резисторы 58, 59 включены параллельно друг другу, низкоомные резисторы 60, 61 - последовательно между собой. Второй свободный вывод низкоомного резистора 61 подключен к плюсовой шине 18 питания. Одни из выводов высокоомных резисторов 58, 59 объединены между собой и этим соединением подключены к выходной минусовой шине 20. Вторые выводы высокоомных резисторов 58, 59 и свободный вывод низкоомного резистора 60 также объединены между собой и этим соединением подключены к базе 37 биполярного транзистора компаратора 8. Элементы ограничителя напряжения 3 размещены на опорной монтажной пластине 62 в виде печатной платы из стеклотекстолита и прямоугольной формы. Расположение всех этих элементов на верхней стороне платы дополнено перемычками 63.

Заявляемый отопитель работает следующим образом. При подключении его к контактной сети электропитания транспортного средства (троллейбуса, трамвая) происходит нагрев спиральных элементов 13 и одновременно начинают вращаться лопатки вентилятора 6, что обеспечивает прохождение потока воздуха через спиральные нагревательные элементы 13. Высокое напряжение от контактной сети подается на блок 2 нагрева воздуха, а с него, как с делителя напряжения, существенно меньшее сниженноен в соответствии с заданным в данной заявке соотношением напряжение подается на электродвигатель 7 вентилятора 6 через защитное устройство 4 от переполюсовки и ограничитель 3 напряжения. Использование блока 2 нагрева воздуха в качестве делителя напряжения осуществляется благодаря тому, что он составлен из большого количества участков спирали, соединенных последовательно.

При расчете элементов конструкции нагревателя выбирают такое сечение проволоки спиралей, при котором исключается свечение спиральных нагревательных элементов 13 блока 2 нагрева воздуха. Это в значительной степени повышает надежность изделия, а также исключает возможность появления эффекта выжигания кислорода.

Включение защитного устройства 4 от переполюсовки в виде диодного моста 64 в заявляемое устройство исключает ошибки при подключении изделия к бортовой сети троллейбуса (трамвая), что повышает надежность работы отопителя. Ограничитель 3 напряжения в диапазоне от минимального до номинального напряжения обеспечивает практически постоянную температуру воздуха на выходе заявляемого отопителя. Это обеспечивается за счет того, что напряжение, подаваемое на вентилятор, линейно связано в этом диапазоне напряжений контактной сети с напряжением, подаваемым на блок нагрева. При превышении номинального значения напряжения ограничитель напряжения обеспечивает стабилизацию напряжения на электродвигателе 7 при максимальном расходе воздуха, что гарантирует надежность функционирования микропроцессорной системы вентилятора 6 и электродвигателя 7, которая обеспечивает оптимальный режим работы электродвигателя и защиту от превышения температуры электродвигателя. Установленные на обечайке термодатчики 5 при превышении температуры в аварийной ситуации разрывают цепь термозащиты, входящую последовательно в цепь пусковой обмотки контактора транспортного средства, через который подается напряжения питания на заявляемый отопитель, что приводит к размыканию силовой цепи контактора и снятию напряжения с заявляемого отопителя.

Пример. Заявляемый отопитель воздуха электропроводного транспортного средства проходит испытания на одном из предприятий г. Саратова на выполнение требований безотказности, срока службы, надежности, в том числе и на воздействие внешних механических факторов, включая вибрацию, стойкость к воздействию условий транспортирования и к воздействию климатических факторов. Испытания показывают соответствие заданным параметрам.

В устройстве используются размещенные в корпусе: блок 1 нагнетания воздуха, включающий вентилятор 6 с бесколлекторным электродвигателем 7 марки 6318/2HPR, блок 2 нагрева воздуха со спиральными нагревательными элементами 13, ограничитель 3 напряжения электродвигателя в полном соответствии с описанием его конструкции в данной заявке. Блок 2 нагрева воздуха имеет держатель 11, который представляет собой собранную из двух одинаковых аксиально вытянутых фигур конструкцию. Они при соединении образуют усеченную шестигранную пирамиду с возможностью аккуратного захода краев - как протяженного края, так и по торцам друг на друга, а не встык. В держателе выполнены аксиально протяженные окна 14 (предназначенные для того, чтобы спирали не замкнули при вибрационных и ударных нагрузках на держатель) и по шесть рядов сквозных отверстий 15, необходимых для установки в них керамических изоляторов 12 и соответствующего размещения поверх изоляторов шести рядов отрезков воздухопрозрачных спиралей, выполненных из высокоомного жаропрочного материала.

Внутри корпуса на внешней стороне обечайки 8 установлены термодатчики 5, а также защитное устройство 4 от переполюсовки в виде диодного моста.

Отопитель имеет запасы по всем основным параметрам.

Отопитель электропроводного транспортного средства, включающий размещённые в корпусе: на входе воздушного потока в торцевой части отопителя выполненный в виде осевого вентилятора с электродвигателем блок нагнетания воздуха; установленный следом за ним блок нагрева воздуха, содержащий последовательно соединённые открытые для доступа воздуха спиральные нагревательные элементы, имеющие выводы, и с помощью которых образован делитель напряжения, с которого подается питание на блок нагнетания воздуха; защитное устройство от переполюсовки, выполненное в виде диодного моста, входные порты которого соединены с выводами делителя напряжения, отличающийся тем, что:

установленный в блоке нагнетания воздуха электродвигатель осевого вентилятора - бесколлекторного типа с микропроцессором;

делитель напряжения на базе разделённых на две группы одним из выводов спиральных нагревательных элементов образован с соблюдением условия:

где R1 - сопротивление группы спиральных нагревательных элементов с большим суммарным сопротивлением, a R2 - сопротивление группы спиральных нагревательных элементов с меньшим суммарным сопротивлением данной группы (Ом), причём напряжение питания на электродвигатель вентилятора подаётся с сопротивления R2; введён ограничитель напряжения электродвигателя, выполненный в виде размещённых на печатной плате и электрически соединённых между собой базовых элементов: источника опорного напряжения, компаратора, регулятора выходного напряжения, формирователя уровня напряжения, фильтра напряжения питания, фильтра выходного напряжения, шин питания - входной минусовой и - подключённых ко входу питания бесколлекторного электродвигателя - плюсовой и выходной минусовой,

причём введённый ограничитель напряжения подключён к выходным портам защитного устройства от переполюсовки посредством входной минусовой и плюсовой шин, а вышеназванные базовые элементы ограничителя включены следующим образом: фильтр выходного напряжения - между плюсовой и выходной минусовой шинами питания и соединен с регулятором выходного напряжения, фильтр напряжения питания - между плюсовой и входной минусовой шинами питания, источник опорного напряжения - между плюсовой и входной минусовой шинами питания и подключен к компаратору, включенному между плюсовой шиной и регулятором выходного напряжения и подключённому к формирователю уровня напряжения, включённому между плюсовой и выходной минусовой шинами питания.



 

Похожие патенты:

Проектирование, расчет и монтаж систем отопления пассажирского вагона с котлом относится к оборудованию железнодорожных вагонов, в частности, к системам их отопления, обеспечивающим нормальные условия пребывания в них пассажиров и надежное функционирование различных систем и агрегатов вагонов.

Полезная модель относится к электротехнике, более конкретно к тепловентиляторам, применяемым в качестве нагревателей для производственных и бытовых нужд, причем в данной конструкции предусмотрен как режим нагрева, так и режим вентиляции. Тепловентилятор электрический может быть использован в строительстве, легкой промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.

Электрический калорифер включает варианты, относится к оборудованию для железнодорожного транспорта, оборудованию, обеспечивающему комфортные условия для пассажиров в вагоне электропоездов, т.е. оборудованию для проектирования и монтажа в систему отопления, приточной вентиляции и кондиционирования воздуха и предназначенному для нагрева воздуха и поддержания заданной температуры внутри закрытых объемов, например, в пассажирских вагонах электропоездов.

Электрический калорифер включает варианты, относится к оборудованию для железнодорожного транспорта, оборудованию, обеспечивающему комфортные условия для пассажиров в вагоне электропоездов, т.е. оборудованию для проектирования и монтажа в систему отопления, приточной вентиляции и кондиционирования воздуха и предназначенному для нагрева воздуха и поддержания заданной температуры внутри закрытых объемов, например, в пассажирских вагонах электропоездов.

Полезная модель относится к электротехнике, более конкретно к тепловентиляторам, применяемым в качестве нагревателей для производственных и бытовых нужд, причем в данной конструкции предусмотрен как режим нагрева, так и режим вентиляции. Тепловентилятор электрический может быть использован в строительстве, легкой промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.

Проектирование, расчет и монтаж систем отопления пассажирского вагона с котлом относится к оборудованию железнодорожных вагонов, в частности, к системам их отопления, обеспечивающим нормальные условия пребывания в них пассажиров и надежное функционирование различных систем и агрегатов вагонов.

Проектирование, расчет и монтаж систем отопления пассажирского вагона с котлом относится к оборудованию железнодорожных вагонов, в частности, к системам их отопления, обеспечивающим нормальные условия пребывания в них пассажиров и надежное функционирование различных систем и агрегатов вагонов.

Технический результат повышение противопожарной безопасности при эксплуатации устройства
Наверх