Осевой генератор для выработки электроэнергии из вращательного движения осей транспортного средства

 

Изобретение используется для транспортных средств, преимущественно рельсовых. Новым в осевом генераторе является то, что статор расположен коаксиально относительно внешнего периметра ротора, а магнитный проводящий сердечник пакета статора относительно рабочей лобовой поверхности в осевом направлении меньше осевой протяженности лобовой поверхности пакета ротора. Техническим результатом является возможность отказаться от специального датчика угла поворота и обеспечение во всех режимах надежного энергоснабжения различных систем на транспортном средстве. 9 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу выработки электроэнергии из вращательного движения осей транспортных средств (ТС), преимущественно рельсовых ТС, с помощью генераторного устройства, в котором наряду с выработкой энергии осуществляется определение числа оборотов соответствующей оси, а также к осевому генератору для осуществления указанного способа.

Из патента ФРГ N 2551009 известен способ выработки электроэнергии из вращательного движения осей транспортного средства и реализующий его генератор переменного напряжения, встраиваемый в крышку опоры оси железнодорожного вагона. При этом известно, что в генератор переменного напряжения встроен цифровой датчик угла вращения, с помощью которого можно определить число оборотов связанной с ротором генератора оси рельсового ТС. Недостаток этого изобретения заключается в том, что необходим датчик угла вращения для определения числа оборотов оси. Это не только усложняет конструкцию генератора, но и требует дополнительных затрат на изготовление и обслуживание дополнительного прибора.

Ротор этого известного генератора переменного напряжения жестко связан с осью ТС и снабжен постоянными магнитами, силовые линии которого выходят в направлении статора в осевом направлении. При этом аксиально напротив ротора расположен статор, имеющий существенно расположенные индукционные катушки и ферритовые сердечники. Статор и ротор, расположенные аксиально противоположно друг другу, отделены воздушным зазором. Это приводит к тому, что вырабатываемая электроэнергия зависит в каждой рабочей ситуации от размера воздушного зазора между ротором и статором и от аксиального расположения оси ТС.

Поскольку при эксплуатации осевые перемещения оси, например, при быстром проезде поворотов обязательно будут изменяться, то указанные изменения воздушного зазора неизбежно оказывают отрицательное влияние на непрерывность и постоянство выработки электроэнергии. Неизбежность осевого смещения следует из того, что ротор соединен с осью, т.е. вращается вместе с ней, а статор должен оставаться на месте, что обеспечивается, например, жестким соединением с опорой осевой буксы. Отрицательное влияние осевого смещения оси в известном генераторе вытекает из того факта, что смещения порядка нескольких миллиметров вызывают значительное изменение воздушного зазора и тем самым вырабатываемой электроэнергии.

Возникающие при этом колебания вырабатываемой электроэнергии оказывают отрицательное воздействие при питании чувствительных систем измерения и регулирования на ТС, поскольку для надежного питания таких систем измерения и регулирования необходим высокостабильный источник энергии. Между "производителем" энергии и ее "потребителем" обычно предусматривается аккумулятор в качестве "буфера", однако и в этом случае постоянные колебания напряжения имеют отрицательное влияние. В случае, когда во время движения аккумулятор выходит из строя, а энергоснабжение систем транспортного средства должно обеспечиваться исходя из требований техники безопасности, значительные колебания напряжения источника питания становятся весьма существенным и даже опасным недостатком. Поскольку уже в зависимости от скорости получаются различные значения напряжения, которое должно поддерживаться постоянным с помощью электронных средств, то компенсация упомянутых выше дополнительных колебаний вырабатываемого напряжения потребовала бы использования дополнительных электронных средств.

Вышеописанное известное устройство с отдельным цифровым датчиком угла поворота в составе генератора разделяет функции получения энергии и определения числа оборотов и снижает надежность системы.

Задачей изобретения является создание способа выработки электроэнергии из вращательного движения осей транспортного средства и генератора для осуществления этого способа, которые позволяют отказаться от отдельного датчика угла поворота и обеспечить во всех рабочих режимах надежное энергоснабжение различных систем на транспортном средстве при максимально возможном постоянстве вырабатываемого электрического напряжения.

Указанный результат достигается тем, что в способе выработки электроэнергии из вращательного движения осей транспортных средств, в частности рельсовых транспортных средств, с помощью генераторного устройства, в котором наряду с выработкой электроэнергии определяют число оборотов соответствующей оси, в соответствии с изобретением выработку электроэнергии и определение числа оборотов осуществляют исключительно при функционировании генератора, причем для определения числа оборотов используют параметры импульсов каждой характеристики индуктированного электрического напряжения.

При этом индуктируют трехфазное переменное напряжение и по характеристике индуктированного напряжения каждой фазы предпочтительно определяют длительность импульса для вычисления числа оборотов, причем посредством определения числа оборотов осуществляют контроль работы генератора.

Кроме того по измеренной длительности импульсов характеристики индуктированного напряжения предпочтительно определяют скорость транспортного средства.

При этом полученный результат определения числа оборотов предпочтительно используют в качестве входной величины для контура регулирования системы противоскольжения или для контура регулирования системы регулирования скольжения привода транспортного средства.

Указанный технический результат достигается также тем, что в осевом генераторе для выработки электроэнергии из вращательного движения осей ТС, предпочтительно рельсовых ТС, содержащем ротор, соединенный с осью ТС, расположенные по его периметру постоянные магниты и статор, снабженный индукционными катушками и отделенный от ротора воздушным зазором, а также электронные средства для оценки работы генератора, в соответствии с изобретением, упомянутые электронные средства выполнены так, что выработанное напряжение генератора подается на упомянутые электронные средства, выдающие постоянное отрегулированное выходное напряжение и на отдельный выход - цифровой сигнал длительности импульса, при этом статор расположен коаксиально относительно внешнего периметра ротора, а лобовая поверхность полюсов пакета статора по своей протяженности меньше осевой протяженности лобовой поверхности полюсов пакета ротора, причем соотношение полюсного перекрытия между пакетом ротора и пакетом статора в любом рабочем положении больше 1, а внутри магнитного сердечника пакета ротора радиально относительно его полюсных осей расположены постоянные магниты.

Предпочтительным является выполнение ротора с возможностью присоединения посредством фланца к торцевой стороне оси ТС.

Также предпочтительно, что постоянные магниты ротора удерживаются на зажимном кольце из немагнитного материала, одновременно действующем как релюктантное кольцо.

Кроме того, предпочтительно, что статор жестко закреплен внутри крышки оси, закрепленной механически независимо от ротора и роторного фланца на соответствующем корпусе опоры оси ТС, причем крышка оси частично выступает за пределы корпуса опоры оси, а роторный фланец по периметру изнутри со стороны, примыкающей к крышке оси, снабжен лабиринтным уплотнением, а внутри крышки оси размещен электрический выпрямительный блок.

И наконец, предпочтительным является то, что электрические выходы трехфазного переменного напряжения электрически связаны с оптронами для преобразования сигнала длительности импульса в цифровую форму, причем между двумя фазными выходами включены два оптрона для приема первым оптроном верхней полуволны переменного напряжения, а вторым оптроном - нижней полуволны переменного напряжения.

Осевой генератор, функционирующий согласно описанному способу, может быть использован в системе противоскольжения ТС, в основном рельсовых ТС, на которых электроснабжение каждой системы противоскольжения осуществляется независимо от друг за другом связанных ТС, например, железнодорожного состава, и получаемая информация о числе оборотов является входной величиной для контура регулирования системы противоскольжения.

Другим примером использования осевого генератора, функционирующего согласно заявленному способу, является регулирование проскальзывания в ТС, в основном рельсовых ТС, при котором полученная информация о числе оборотов является входной величиной для регулирования проскальзывания привода.

Преимуществом заявленного способа является то, что благодаря непосредственному определению числа оборотов из импульсных параметров каждого индуктированного напряжения можно отказаться от отдельного датчика числа оборотов. Это упрощает способ и повышает надежность работы. Вариант осуществления с определением длительности импульса характеристики индуктированного напряжения также предпочтителен как для определения числа оборотов, так и для контроля функционирования генератора. Дополнительные возможности заявленного способа вытекают из того факта, что из измеренных параметров импульсов и числа оборотов можно определить скорость ТС.

Преимуществом заявленного осевого генератора является то, что при указанном выше соотношении перекрытия полюсов обеспечивается большая плавность и постоянство вырабатываемого напряжения. Это перекрытие полюсов рассчитано таким образом, что осевая протяженность пакета ротора перекрывает осевую протяженность пакета статора. Расположение пакета статора относительно пакета ротора осуществлено, кроме того, так, что при любом практически возможном смещении оси пакет статора практически полностью перекрывает пакет ротора. Тот факт, что статор в рабочем состоянии расположен концентрически вокруг ротора, совместно с описанным перекрытием полюсов, приводит также к тому, что индукция в воздушном зазоре между ротором и статором сохраняет независимость от осевого смещения. Осевое смещение оси ТС и соответственно соединенного с ней ротора по сравнению с указанным известным решением не ведет к изменению воздушного зазора и благодаря этому полностью исключает вызываемые осевым смещением колебания напряжения. Стяжное кольцо из немагнитного электропроводного материала дает то преимущество, что оно служит релюктантной (обладающей магнитным сопротивлением) демпферной клеткой. Это значит, что даже при смещении оси в радиальном направлении, хотя на отдельных отрезках возникает изменение воздушного зазора, но колебаний напряжения от этого не происходит, так как демпферная клетка компенсирует их электрически. Немагнитное стяжное кольцо имеет также механическую функцию - предохраняет постоянные магниты от радиального смещения при вращении ротора. Еще одной важной электрической функцией стяжного кольца является компенсация колебаний напряжений и, соответственно, верхних гармоник или пиков напряжения при возможном изменении нагрузки генератора, вызванным внезапным подключением потребителя к выходу генератора. Компенсация формируемых при этом скачков индукции стяжным кольцом происходит благодаря тому, что изменение потока в воздушном зазоре приводит в возбуждению тока в стяжном кольце, приводящего к созданию противополя и, таким образом, в сумме индукция в воздушном зазоре сохраняется неизменной. Тем самым можно избежать выбросов напряжения и т.п., что особенно важно для защиты электронных средств оценки числа оборотов.

Выполнение магнитной цепи, т.е. геометрия статора относительно ротора, что касается полюсов и заданного соотношения их перекрытия, осуществлено таким образом, что генератор даже при очень низком числе оборотов приходит в состояние насыщения, которое сохраняется практически постоянным и при весьма значительном увеличении числа оборотов. Этого можно достичь простым путем благодаря тому, что магнитное насыщение всей магнитной цепи наступает очень быстро, уже при небольшом числе оборотов. Благодаря этому быстрому насыщению, можно намеренно снизить КПД генератора. Это позволяет очень просто подключить на выход генератора электронные средства определения числа оборотов, поскольку его выходной сигнал очень стабилен. Вследствие достигнутого постоянства тока на выходе генератора он надежно защищен от короткого замыкания, позволяет определять число оборотов непосредственно по полученному индуктированному напряжению, не подвергая опасности повреждения подключаемых к выходу генератора электронных средств измерения.

Выполнение осевого генератора в виде генератора переменного тока, реализующего заявленный способ, имеет то преимущество, что каждая обмотка вырабатывает свою характеристику индуктированного напряжения, и на основе пространственного распределения обмоток можно обеспечить точное определение числа оборотов по ширине импульса преобразованного индуктированного напряжения.

Применение соответствующего изобретению генератора обеспечивает выработку надежного, поддерживаемого постоянным напряжения, требуемого для питания оборудования ТС, обладающего высокой чувствительностью и обеспечивающего эксплуатационную надежность ТС.

Использование способа и реализующего его генератора в системе противоскольжения ТС, согласно которым питание каждой системы противоскольжения связанных друг за другом транспортных средств осуществляется независимо, обеспечивает высокую надежность, что особенно важно для высокоскоростных поездов. При этом полученная величина числа оборотов в качестве входной величины вводится в контур регулирования в системе противоскольжения. Получение энергии и определение числа оборотов в самом генераторе, позволяющее осуществить контроль функционирования самого генератора, обеспечивает высокую надежность работы не только системы противоскольжения, но и всего транспортного средства. Это преимущество одновременного обеспечения надежной выработки электроэнергии и непосредственного определения числа оборотов по характеристике наведенного напряжения позволяет использовать изобретение в системе регулирования проскальзывания привода в ТС, главным образом рельсовых.

Заявленные способ и реализующий его генератор обладают еще и тем преимуществом, что позволяют с высокой точностью определить поворотное положение оси ТС. Определение числа оборотов при высокой разрешающей способности по положению и по числу оборотов делает систему регулирования проскальзывания привода высокочувствительной, что способствует удовлетворению требований безопасности в высокоскоростных поездах относительно простыми, но надежными средствами.

Это, в частности, полезно для высокоскоростных товарных поездов, поскольку для них действуют те же требования по обеспечению безопасности движения, что и для пассажирских составов. Это значит должно обеспечиваться торможение при высокой скорости в 1000-метровой зоне. Автономное энергоснабжение каждого отдельного вагона и тем самым возможность прямого управления тормозной системой обеспечивают то, что поданный от локомотива сигнал торможения независимо от длины поезда без задержки от одного вагона к другому одновременно инициирует процесс торможения. При этом полностью исключается задержка, имеющая место, например, в пневмосистеме, от одного вагона к другому. Для регулирования тормозного давления и оптимизации тормозного пути используется устройство противоскольжения, которое, в зависимости от величины сцепления между колесом и рельсом, устанавливает оптимальное давление торможения и передает его на средство создания давления и на регулируемый им тормоз.

Важным при этом является то, что при использовании изобретения частота выработанного напряжения используется в качестве входной величины для системы противоскольжения. При этом становится излишним контроль числа оборотов оси с помощью отдельного датчика числа оборотов, поскольку число оборотов может быть определено по замеренной длительности импульса полученного напряжения.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее: Фиг. 1 - блок-схема, иллюстрирующая принцип работы генератора и определения числа оборотов; Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая принцип оценки характеристики индуктированного напряжения для определения числа оборотов; Фиг. 3 - вид в разрезе осевого генератора; Фиг. 4 - схема параллельного включения нескольких осевых генераторов в режиме зарядки.

Фиг. 1 иллюстрирует принцип действия осевого генератора 10, работающего согласно способу, соответствующему изобретению. Выработанное напряжение генератора 10 подается в электронный блок, который определяет в соответствии с предложенным способом соответствующие параметры и формирует постоянное отрегулированное выходное напряжение, а на другой отдельный выход подает цифровой сигнал длительности импульса. Например, прямоугольный сигнал в качестве сигнала длительности импульса подается на электронный блок 20 для определения скорости соответствующей оси, на выход которого выдается сигнал вычисленной скорости.

Полученная скорость выдается как фактическая величина на вход устройства сравнения 24 скорости, на другой вход которого подается заданное значение. Таким образом определяется, согласуется ли окружная скорость вращения колеса с реальной скоростью. Другими словами, определяется факт отсутствия разности скоростей в случае вращения колеса с трением сцепления, или наличия соответствующей разности скоростей в случае наличия трения скольжения. Вычисленная при этом разность скоростей передается на блок логики 25, который обеспечивает срабатывание соответствующих исполнительных элементов для включения тормоза, например, управляет вентилями 26, 27, включающими торможение. Параллельно с этим по фактической скорости электронными средствами определяется первая производная скорости, т.е. ускорение, подаваемое параллельно на два компаратора 22, 23, которые определяют знак ускорения, т.е. имеет место ускорение или замедление. В зависимости от наличия замедления или ускорения соответствующий выход подключается на блок логики 25, где определяется необходимость тормозящего воздействия, и на выход усилителя подается необходимый сигнал для электрического включения вентилей 26, 27. В целом это значит, что параллельно с учетом скорости и ускорения оценивается работа как системы противоскольжения (системы антиблокировки), так и системы регулирования скольжения привода. Можно было бы в соответствии с оценкой ускорения подавать питание на систему антиблокировки и на регулятор скольжения привода, однако, для регулятора скольжения информация о скорости также представляет интерес, например, в том случае, когда происходит "прокручивание" приводных колес с большим числом оборотов. В таком режиме работы в самом локомотиве формируется эталонная скорость либо кажущаяся, либо посредством дополнительной оси, для получения оценки дифференциальной скорости.

При использовании изобретения в системе регулирования скольжения привода отдельные элементы действуют сходным образом. Так же сначала определяют пропорциональную числу оборотов длительность импульса полученного электрического напряжения и по этой величине определяют скорость. Затем определяют замедление или соответственно ускорение приводимых комплектов колес и производят сравнение между собой разности скоростей различных комплексов колес. На основании разности скоростей различных комплектов колес одного вагона можно определить колебание комплекта колес, которое может произойти, например, из-за асимметричных приводных усилий и возникающего вследствие этого кручения. При этом возникает возможность воздействовать на регулирование числа оборотов двигателя таким образом, что колебания комплекта колес компенсируются.

Блок логики 25 имеет два выхода, сигналы которых, передаваемые через соответствующие усилители, соответственно обеспечивают откачку воздуха из вентиля 26, управляющего тормозом, и воздействуют на клапан 27, запирающий рабочее давление. В результате в процессе торможения тормоз включается открытием вентиля 27 рабочего давления, а при кратковременном отпускании, например при расцеплении системы антиблокировки, следует отпустить тормоз, при этом из воздухопровода сжатого воздуха, управляемого вентилем 26, выпускается воздух, а вентиль 27 рабочего давления должен быть закрыт.

Фиг. 2 иллюстрирует вычисление импульсных параметров по характеристике индуктированного напряжения катушек индуктивности осевого генератора. Прямой трехфазный выход статора перед его соединением с выпрямителем имеет параллельные отводы, подключенные к группе оптронов 31, 31' .... Выходные фазы обозначены U, V, W, причем оптроны включены таким образом, что соответственно между каждыми двумя фазами включены два оптрона 31, 31', один из которых принимает верхнюю полуволну, а другой - нижнюю. Таким образом, в такой трехфазной схеме снимается всего шесть соответственно разнесенных во времени сигналов длительности импульса. Эти сигналы через RC-звено подаются на триггер Шмитта 33, выходной сигнал которого управляет моностабильным мультивибратором 34. Каждый из шести сигналов длительности импульсов поступает в блок логики, координируется и оценивается во времени. Применение оптронов не только обеспечивает гальваническую развязку между выходными фазами U, V, W и электронным блоком определения числа оборотов, но и благодаря этому из кривой индуктированного напряжения формируются сигналы длительности импульса. RC-звено, триггер Шмитта и моностабильный мультивибратор способствуют блокировке сигналов помехи от логического блока 35 оценки числа оборотов. Моностабильный мультивибратор 34 имеет постоянную времени 0,5 мм/с; это значит, что сигналы помехи с постоянной времени, меньшей 0,5 мм/с, воспринимаются не как сигналы длительности импульса, а как сигналы помехи, не влияющие на определение числа оборотов. Эта постоянная времени 0,5 мм/с при соответствующем задании может быть изменена так, чтобы она была несколько меньше постоянной времени продетектированного сигнала длительности импульса. Поскольку каждый импульс благодаря своему смещенному во времени положению относительно следующего импульса несет информацию о текущем (последнем) положении ротора и статора, тем самым оказывается возможным точное определение, в зависимости от положения, числа оборотов. Другими словами, уже после одной шестой оборота колеса возможна оценка числа оборотов. Следовательно, для точного определения числа оборотов и скорости не нужно ожидать полного оборота колеса. Это особенно полезно при использовании в системах антиблокировки и регулирования скольжения. На фиг. 2 также показано параллельное подключение трехфазного переменного напряжения к выпрямителю B6. На выходе включен параллельный регулятор, который поддерживает постоянным общий выходной сигнал генератора, предназначенный для подачи электропитания. Отсюда отходят отводы для подсоединения отдельных потребителей и параллельно с ними - аккумулятора 40.

На фиг. 3 показан вид в разрезе осевого генератора, выполненного согласно изобретению. Ротор 13 посредством фланца 12 непосредственно соединен с осью 11 транспортного средства. Статор 14 размещен внутри осевой крышки, являющейся также корпусом генератора, так, что при монтаже, после закрепления ротора 13 на оси 11 статор можно почти надвинуть с небольшим зазором на ротор 13. При этом крышка 18 осевого генератора 10 закрывает все устройство в виде корпуса. Сам корпус может быть размещен, например, на кожухе 11' осевых подшипников. Воздушный зазор между ротором 13 ми статором 14 ориентирован радиально, в противоположность вышеупомянутому ближайшему аналогу, в котором воздушный зазор ориентирован в осевом направлении.

Осевая протяженность полюсов и соответственно лобовой поверхности 13' полюсов ротора 13 при этом больше, чем осевая протяженность лобовой поверхности 14' полюсов пакета статора 14. Другими словами, соотношение перекрытия полюсов ротора и статора больше 1. При этом следует иметь в виду, что даже при осевом смещении ротора 13 лобовая поверхность 14' полюсов статора 14 всегда перекрыта лобовой поверхностью 13' полюсов ротора 13. При этом размеры статора 14 имеют принципиальное значение для быстрого достижения состояния магнитного насыщения. Размеры пакета статора определяются при этом исходя из необходимого магнитного насыщения, и их можно рассчитать согласно обычной зависимости. Лобовая поверхность 13' полюсов ротора 13 рассчитывается с запасом, так что названное выше явление осевого смещения не оказывает влияния на индукцию в воздушном зазоре. Расчет магнитного насыщения пакета статора 14 в этом случае должен осуществляться из условия, что при необходимой скорости уже достигается насыщение тока. Пакет статора 14 и пакет ротора 13 выполнены набранными из пластинок, т.е. они состоят из пакетов штампованных стальных листов для снижения потерь вихревых токов. Индукционные катушки 15 статора 14 расположены так, как показано. Постоянные магниты 16 ротора 13 намагничены радиально относительно их полюсных осей, т.е. силовые линии поля выходят радиально. Постоянные магниты 16 расположены друг под другом таким образом, что магнитные полюса от одного магнита к другому чередуются.

Внутри генераторного кожуха 18, т.е. в крышке встроен выпрямитель 19 для выпрямления переменного напряжения, так что электрический выход генератора 10 полностью расположен в самом генераторе. Выход генератора 10 связан непосредственно, например, с регулятором заряда 41 для питания аккумуляторов 40 и для электроснабжения устройства определения числа оборотов.

Связанный с ротором 13 и расположенный на оси 11 фланец 12 выполнен в этом осевом генераторе таким образом, что он доходит до внутренней стенки крышки 18 генератора. Жестко установленная крышка генератора изнутри выполнена скругленной. Фланец 12 при этом снабжен по внешнему периметру лабиринтным уплотнением 12'. Это лабиринтное уплотнение 12' имеет, как показано, зубчатую поверхность и может представлять собой единое целое с фланцем 12, т. е. отдельные параллельные канавки располагаются в этом случае по периметру фланца. Возможно также снабдить фланец 12 отдельным лабиринтным уплотнением 12'. Оно препятствует проникновению подшипниковой смазки в генераторное пространство и при этом обеспечивает его герметичность.

На фиг. 4 показано несколько генераторов, подключенных параллельно. Возможность параллельного подключения обеспечивается благодаря предусмотренной изобретением конструкции осевого генератора, в котором вырабатывается высокостабильный выходной ток. Поскольку напряжение обладает высоким постоянством, то осевой генератор, соответствующий изобретению, вполне подходит для параллельного подключения. Объединенные параллельно соединенные выходы подключены к терморегулируемому регулятору заряда, который контролирует и регулирует режим заряда аккумулятора. Контроль температуры осуществляется с помощью механически и теплопроводно соединенного с аккумулятором температурно-зависимого резистора.

Предложенные в изобретении способ и реализующий его осевой генератор позволяют оптимально решить поставленную задачу: отказаться от дополнительного датчика числа оборотов, упростить систему и обеспечить выработку электроэнергии таким образом, чтобы обеспечить эксплуатационную надежность систем антиблокировки и регулирования скольжения привода. Обеспечиваемое при этом непосредственное определение длительности импульсов при функционировании генератора совместно с пространственным расположением катушек и оценкой по шести импульсам характеристики индуктированного напряжения позволяет повысить разрешающую способность по положению и точность определения числа оборотов, что является принципиально важным для системы антиблокировки и регулятора скольжения.

Предложенное в способе определение параметров импульса для определения числа оборотов и раскрытое в примере осуществления использование длительности импульса в качестве упомянутого параметра импульса характеризуют собой предпочтительный вариант осуществления изобретения. Однако можно определять число оборотов и с использованием других параметров импульса; например, по амплитуде импульса, расстоянию между импульсами, по форме импульса и т.п. Поскольку генератор в зависимости от вида обмотки индукционных катушек статора наряду с синусоидальным индуктированным напряжением может выдавать прямоугольное или треугольное напряжение, то в зависимости от конкретных условий для определения числа оборотов предпочтительно могут использоваться амплитуда импульса или расстояние между импульсами. Кроме того, благодаря точной настройке, обеспечиваемой заявленным способом, осевой генератор, соответствующий изобретению, может использоваться и для других видов транспорта, например для грузовых автомобилей с несколькими прицепами.

Формула изобретения

1. Осевой генератор для транспортных средств (ТС), предпочтительно рельсовых ТС, предназначенный для выработки электроэнергии и для определения числа оборотов из вращательного движения осей ТС, содержащий ротор, соединенный с осью ТС, расположенные по его периметру постоянные магниты и статор, снабженный индукционными катушками и отделенный от ротора воздушным зазором, а также электронный блок для оценки функционирования генератора, отличающийся тем, что упомянутый электронный блок выполнен так, что выработанное напряжение генератора подается на упомянутый электронный блок, выдающий постоянное отрегулированное выходное напряжение и на отдельный выход - цифровой сигнал длительности импульса, при этом статор расположен коаксиально вокруг ротора, а лобовая поверхность полюсов пакета статора по своей протяженности меньше осевой протяженности лобовой поверхности полюсов пакета ротора, причем соотношение полюсного перекрытия между пакетом ротора и пакетом статора в любом рабочем положении больше 1, а внутри магнитного сердечника пакета ротора радиально относительно его полюсных осей расположены постоянные магниты.

2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что ротор выполнен с возможностью присоединения посредством фланца к торцевой стороне оси ТС.

3. Генератор по п.1 или 2, отличающийся тем, что постоянные магниты ротора удерживаются на зажимном кольце из немагнитного материала, одновременно действующем как релюктантное кольцо.

4. Генератор по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что статор жестко закреплен внутри крышки оси, закрепленной механически независимо от ротора и роторного фланца на соответствующем корпусе опоры оси ТС.

5. Генератор по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что внутрь крышки оси встроен электрический выпрямительный блок.

6. Генератор по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что фазные выходы трехфазного переменного напряжения электрически связаны с оптронами для преобразования сигнала длительности импульса в цифровую форму.

7. Генератор по п.6, отличающийся тем, что между двумя фазными выходами включены два оптрона для приема первым оптроном верхней полуволны переменного напряжения, а вторым оптроном - нижней полуволны переменного напряжения.

8. Генератор по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что крышка оси частично выступает за пределы корпуса опоры оси, а роторный фланец по периметру изнутри со стороны, примыкающей к крышке оси, снабжен лабиринтным уплотнением.

9. Генератор по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что предназначен для использования в системе противоскольжения транспортного средства путем автономного энергоснабжения связанных транспортных средств, например вагонов железнодорожного состава, причем получаемый результат определения числа оборотов оси используется в качестве входной величины для контура регулирования системы противоскольжения.

10. Генератор по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что предназначен для использования в системе регулирования скольжения привода транспортного средства, причем получаемый результат определения числа оборотов оси используется в качестве входной величины для контура регулирования системы регулирования скольжения привода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4