Токоприемник электроподвижного состава

 

Использование: электрифицированный железнодорожный транспорт. Сущность изобретения: токоприемник снабжен управляемым динамическим гасителем колебаний , который датчиком.скорости подает сигн ал на блок управления. Если скорость движения такова, что может возникнуть резонанс в системе токоприемник - контактный провод, блок управления подключает к источнику питания привод, который, срабатывая, меняет параметры колебательной системы, состоящей из упругого элемента и груза, таким образом, что частота колебаний груза становится совпадающей с частотой колебаний полоза, но находится в протиоофазе. 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)5 В 60 1 5/24

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4818407/11 (22) 24.04.90 (46) 30.01.93. Бюл. М 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72) В,А.Вологин и А.Т.Тибилов (56) Беляев И.А. и др. Взаимодействие токоприемников и контактной сети. M.: Транс порт, 1983, с.177, Авторское свидетельство СССР

Q 543532, кл. B 60 1 5/24, 1975. (54) ТОКОПРИЕМНИК ЗЛЕКТРОПОДВИ)КНОГО СОСТАВА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к токоприемникам электроподвижного состава и может быть преимущественна использовано на высокоскоростных электроподвижных составах (ЗПС).

Известен токоприемник высокоскоростного электрдподвижного состава, содержащий основание, шарнирно-рычажную раму, полоз, каретки и подъемные пружины.

В качестве прототипа выбран токоприемник ЭПС, который содержит основание, главный san, шарнирно-рычажную раму, гидравлический амортизатор, полоз, каретки и подъемные пружины.

Токоприемник имеет контактный полоз, поддерживаемый системой подвижных рам, смонтированных на главных валах, на одном конце из которых расположены криво.ЯХ l791182 А1 (57) Использование: электрифицированный железнодорожный транспорт. Сущность изобретения: токоприемник снабжен управляемым динамическим гасителем колебаний, I:отар ый датчиком скорости подает сигнал на блок управления. Если скорость движения такова, что может возникнуть резонанс в системе "токоприемник — контактный провод", блок управления подключает к источнику пита«ия привод, который, срабатывая, меняет параметры колебательной. системы, состоящей из упругого элемента и груза, таким образом, что частота колебаний груза становится совпадающей с частотой колебаний полоза, но находится в противофазе. 2 ил, шипы, выполненные в виде кулисы. Между кривошипами помещена направляющая, соединенная валиком со штоком гидравлического амортизатора, укрепленного шарнирно на основании.

Недостатком этого токоприемника ABляется то, что при определенной скорости движения ЭПС, когда вынужденная частота колебаний полоза становится равной (или меньшей в целое число раз) частоте свободных колебаний шарнирно-рычажной рамы, возникают резонансные колебания рамы, при которых наличие гидроамортизатора не исключает возможности отрывов полоза от контактной сети.

Целью изобретения является повышение качества токосъема путем уменьшения амйлитуды колебаний токоприемника и исключения возможности отрыва полоза от

1791182

30

4О

55

3 контактной сети при резонансных скоростях.

Поставленная цель достигается тем, что токоприемник снабжен гасителем колебаний, выполненным в виде жестко закрепленного одним концом на раме линейного упругого элемента, на котором подвижно установлен груз, связанный с приводом, подключенным к источнику питания через блок, управления, связанный с датчиком скорости Э П С.

Предлагаемый токоприемник, обладая указанными ограничительными признаками, позволяет осуществлять токосъем с контактной сети, а благодаря указанным отличительным признакам дает воэможность повысить качество токосьема путем уменьшения амплитуды колебаний токоприемника и исключения отрывов полоза от контактной сети при резонансных скоростях.

В известных устройствах-аналогах недостатком является то, что при определенной скорости движения ЭПС, когда вынужденная частота вертикальных колебаний полоза становится равной (или мень шей в целое число раэ) частота свободных колебаний шарнирно-рычажной рамы, возникают резонансные колебания рамы, при которых наличие гидроамортиэатора не ис ключает возможности отрывов полоза от контактной сети.

Новизна предлагаемого токоприемника, характеризуемая его отличительными признаками, состоит в том, что он может осуществлять токосьем без нарушения контакта между полозом и контактным проводом при резонансных скоростях эа счет дополнения конструкции токоприемника гасителем колебаний.

Указанным свойством не обладает ни одно из известных устройств. Следовательно предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями, На фиг.1 показан токоприемник, вид сбоку; на фиг.2 — принципиальная схема гасителя колебаний.

Токоприемник содержит опорные валы

1; c которыми связаны подвижная шарнирно-рычажная рама 2 с закрепленными на ней подъемными пружинами 3, полозом 4 и гасителем колебаний 5, включающйм в себя, например, линейный упругий элемент 6, жестко закрепленный одним концом на раме с подвижно установленным на нем гру. зом 7, связанным с приводом 8, состоящим иэ соленоида 9, сердечника 10, на котором жестко установлены направляющие стойки с роликами 11, и возвратной пружины 12, приводимым s работу от источника питания постоянного тока 13 с клеммными зажимами 14, 15, 16, который подключен к блоку управления 17, включающим в себя; усилитель 18, питающую группу реле 19 — 21 с соответствующими замыкающими контактам и реле 22 — 24 с раэмыкающими контактами, подключенный к датчику скорости 25.

Токоприемник работает следующим образом.

При установке токоприемника в рабочее положение (токоприемник поднят) пружина 3, деформируясь, поворачивает опорные валы 1, на которых жестко закреплены подвижные рамы 2. Рамы 2, поднимаясь, прижимают полоз 4 к контактной сети.

Гаситель колебаний 5 при всех частотах колебаний токоприемника. отличных от резонансных находится в исходном состоянии и практически не влияет на работу токоприемника вследствие того, что груз 7 в крайнем левом положении обладает малым моментом инерции. Привод 8 не работает и соленоид 9 отключен так как цепь источника питания 13 разорвана замыкающими контактами 19-21 соответствующих реле. Поэтому возвратная пружина 12 удерживает сердечник 10, который направляющими стойками с роликами 11 фиксирует груз 7 в крайнем левом положении, При движении ЭПС датчик скорости 25 подает непрерывный сигнал на усилитель

18 и далее — на группу реле 19-24. С увеличением скорости растет и величина сигнала.

Когда скорость ЭПС достигает определенного значения, при котором частота колебаний токоприемника приближается к резонансной, величина усиленного сигнала достигает уставки реле 19 и оно срабатывает замыкая свой контакт в цепи источника питания 13. Напряжение U/ — /14, соответствующее первому резонансу, от источника питания 13 подается на соленоид 9, который включает в работу привод 8. Сердечник 10. преодолевая сопротивление возвратной пружины 12, выдвигается из соленоида 9 и, с помощью жестко закрепленных на нем направляющих стоек с роликами 11, перемещает груз 7 по упругому элементу 6 иэ крайнего левого положения на определенную иэ теоретических расчетов величину, пропорциональную напряжению U/-/ источника питания 13. При этом параметры колебательной системы;состоящей из упругого элемента 6 и груза 7, становятся такими, что частота колебаний груза 7 совпадает с частотой колебаний полоза 4, но находится в противофазе. Эти колебания перемещаются через шарнирно-рычажные рамы токоприемника 2 на полоз 4 и периодическая сила. приложенная к полозу 4 стано1791182

10

20 вится равной по частоте и величине возмущающей силе, но действует в направлении, обратном этой силе, в результате чего амплитуда вертикальных перемещений полоза

4 становится равной нул)о.

При дальнейшем увеличении скорости

ЭПС, когда частота колебаний токоприемника выходит за область первого резонанса и токоприемник продолжает работу в нормальном режиме, сигнал от датчика скорости 25, усиленный усилителем 18, становится равным установке реле 22, Последнее, срабатывая, размыкает свой контакт в цепи источника питания 13, обесточивая соленоид 9. Контакт 19 остается замкнутым. Сердечник 10, под действием возвратной пружины 12, втягивается в соленоид 9 и направляющими стойками с роликами 11 перемещает груз 7 в исходное положение (крайнее левое), при котором гаситель колебаний 5 не влияет на процесс динамики токосьема.

Если скорость ЗПС растет и далее, то в системе токоприемник - контактная сеть может возникнуть второй резонанс. Тогда реле 20 замкнет свой контакт в цепи источника питания 13, и напряжение U/-/ 15 будет подано на соленоид 9, Далее работа привода осуществляется в такой >ке последовательности, что и при наступлении первого резонанса. В результате параметры системы, состоящей из упругого элемента 6 и груза, 7, меняются таким образом, что уменьшают амплитуду до нуля.

При выходе колебаний токоприемника за вторую резонансную область от усиленного усилителем 18 сип)ала датчика скорости

25, срабатыват реле 23 и размыкает свой контакт в цепи источника питания 13. Реле

19 и 20 удерживают свои контакты в замкнутом положении. Далее отключение привода 8 идет в том же порядке, что и при первом резонансе, в результате чего параметры колебательной системы. состоящей из упругого элемента 8 и груза 7 прйобретают исходные значения.

)":> случае возникновения третьего резонанса реле 21 включает привод 8 на напряжение U/-/16, и гаситамплитудуколеба)!)))г) токоприемника, а после выхода токоприемника из области резонансных частог реле 24 отключает привод 8 и возвращает груз 7 в левое крайнее положение. Контакты 19-21 остаются замкнутыми, 22 — 24 разомкнутыми.

При уменьшении скорости движения

ЭПC начиная с максимальной, величина сигнала отдатчика скорости 25 также умсньшается и проходя через усилитель 18, подается на группу реле 19-24. Когда скорость ЭПС принимает значение, при котором частота колебаний токоприемника падает до верхней границы третьего диапазона резонансных частот, величина сигнала, подаваемого на реле 24 становится меньше уставки и реле 24 возвращается в исходное состояние, замыкая свой контакт в цепи источника питания 13. Напряжение U/-/ 16 от источника питания 13 подается на соленоид 9.

Привод 8, включаясь в работу, устанавливает груз 7 в положение, при котором происходит гашение амплитуды колебаний токоприемника, При дальнейшем уменьшении скорости

ЭПС, когда частота колебаний токоприемника достигает нижней границы третьего диапазона резонансных частот, уменьшен))b)A сигнал от датчика скорости 25, прошедший через усилитель 18, становится меньше уставки реле 21 и оно размыкает свой контакт в цепи источника питания 13. Привод 8 обесточивается и с помощью возвратной пружины 12 возвращает груз 7 в исходное положение, Прохождение токоприемником второго и первого диапазона резонансных частот колебаний происходит аналогичным образом, Б результате контакты 19 — 21 становятся разомкнутыми, а 22 — 24 — замкнутыми, Гаситель колебаний рассчитан на три диапазона резонансных частот колебаний токоприемника, Б общем случае QH может быть выпол))ен на любое количество диапазонов, для чего следует изготовить источник питания с необходимым количеством клемм ));)X зажимов с ))апряжениями на них, соответствующими резонансным частотныгл диапазонам и включить в группу реле по одному реле с замыкающим контактом и одному с размыка)ощим контактом на один резонансный диапазон, Применение предложенного устройства позволяет уменьшить амплитуду то;оприем))ика и исключить отрывы полоза от контактного провода при резонансной скорости, в результате чего повышается качество токосьема.

Формула изобретения . Токоприемник электроподви>кг)ого состава, содержащий уста))овленную на основании шарнирно-рычажную раму с .закрепленными на ней подьемным)) пружинами и половом, связанным с рамой с помощью кареток с упругими элемента)ли, гаситель колебаний, связанный с рамой и основа))иск, о т л и ч а fo щ и и с 5) тем, что, с целью повышения качества токосьема путем снижения амплитуды колебаний токоприемника и исключения отрывов полоза

1791182 при резонансных скоростях, гаситель колебаний выполнен в виде жестко закрепленного одним концом на раме линейного упругого элемента, на котором подвижно установлен груз, связанный с приводом, подключенным к источнику питания через блок управления, связанный с датчиком скорости электроподвижного состава.

1791182

Составитель А. Тибилов

Техред М, Моргентал Корректор 3. Салка

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 120 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5