Способ и устройство для индуктивной передачи электроэнергии подвижному потребителю



Способ и устройство для индуктивной передачи электроэнергии подвижному потребителю
Способ и устройство для индуктивной передачи электроэнергии подвижному потребителю
Способ и устройство для индуктивной передачи электроэнергии подвижному потребителю
Способ и устройство для индуктивной передачи электроэнергии подвижному потребителю

 


Владельцы патента RU 2499693:

КОНДУКТИКС-ВАМПФЛЕР ГМБХ (DE)

Изобретение относится к устройству для индуктивной передачи электроэнергии подвижным потребителям (F1-F13), которые могут перемещаться вдоль пути движения. Система (2) электропитания выполнена в виде первичного проводника, который проложен вдоль пути движения и разделен на электрически изолированные друг от друга участки (3-7). К каждому отдельному участку (3-7) присоединен, по меньшей мере, один источник (3'-7') тока, предназначенный для подачи установившегося тока на соответствующий участок (3-7) передачи энергии. В устройстве имеется средство для определения общей потребной мощности подвижных потребителей (F1-F13), находящихся на каждом участке (3-7), и средства для управления источниками (3'-7') тока с целью выработки установившегося электрического тока, соответствующего общей потребной мощности конкретного участка (3-7). Для каждого участка (3-7) определяется общая мощность, потребная находящимися на нем подвижными потребителями (F1-F13), а присоединенный источник (3'-7') тока подает на соответствующий участок (3-7) установившийся электрический ток, соответствующий в обеспечении энергосберегающего снабжения потребителей. Технический результат заключается в обеспечении энергосберегающего снабжения потребителей. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к устройству для индуктивной передачи электроэнергии подвижному потребителю согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к соответствующему способу согласно ограничительной части пункта 6 формулы.

Уровень техники

Известен способ передачи электроэнергии подвижному потребителю, в частности, в системах, которые предусматривают перемещение потребителей по заданной траектории, например, монорельсу с электрическим приводом, или в беспилотных транспортных системах, например, в монтажных установках или на многоярусных складах, согласно которому весь путь движения, по меньшей мере, в части электрики делится на отдельные участки. Как правило, отдельные участки, питаются электроэнергией посредством собственного модуля энергоснабжения. В целях повышения безопасности участков пути, по которым в данный момент не движется транспортное средство, и уменьшения энергопотребления известных систем питание обычно подается только на те участки пути, на которых эксплуатируются подвижные потребители.

Так, патентный документ DE 60290141 T2 описывает автоматическую систему направляющих для транспорта и персонала и блок управления транспортными модулями в такой системе, причем направляющим устройством для транспортных модулей служит рельсовый путь. Кроме того, такая система содержит блок подачи электроэнергии с распределителем, предназначенным для подачи электроэнергии на различные контуры энергоснабжения, расположенные друг за другом. Блок подачи электроэнергии управляет перемещением транспортных модулей путем подачи питания на различные контуры энергоснабжения или обесточивания таких контуров. При этом присутствие транспортного модуля в контуре энергоснабжения блокирует подачу энергии на один или несколько контуров, расположенных непосредственно за занятым контуром. Это позволяет поддерживать безопасное расстояние между различными транспортными модулями, которые перемещаются по рельсовому пути отдельно друг от друга. Автоматическое движение транспортных средств обеспечивается за счет подачи питания на транспортные модули посредством контуров энергоснабжения. Если на транспортные модули не подается электроэнергия из контуров энергоснабжения, то в транспортных модулях, находящихся в пределах таких контуров, автоматически включается тормозное устройство.

Патентный документ DE 60125579 T2 описывает бесконтактное устройство энергоснабжения, в котором первичный индуктивный провод посредством высокочастотного тока бесконтактным путем передает электроэнергию на вторичную нагрузку, причем вторичной нагрузкой служит транспортное средство, соединенное с роботизированной линией. Для обеспечения возможности ремонта или технического обслуживания электрооборудования транспортного средства соответствующий участок пути движения может быть обесточен, благодаря чему транспортное средство не находится под напряжением.

Международная публикация WO 93/23909 описывает рельсовый путь для индуктивного питания транспортного средства с автоматическим управлением, причем путь движения разделен на отдельные сегменты, энергия на которые подается только в том случае, когда транспортное средство находится в этом сегменте.

Международная публикация WO 2007/006400 A2 описывает первичный проводник (т.е. линию электропередачи), разделенный на несколько электрически не изолированных друг от друга участков, причем к каждому участку может быть присоединен контроллер участка. Благодаря этому возможно точное управление, регулирование и/или контроль каждого участка пути. Отдельные участки пути не имеют собственного источника питания для обеспечения установившегося тока. На участке пути стоит только одна питающая схема, предназначенная для подачи переменного тока в первичный проводник, причем контроллер участка способен обмениваться данными с этой питающей схемой. Контроллер участка может передавать на питающую схему количество потребителей, которые необходимо снабжать энергией на данном участке пути, а также прочие данные, например, потребную мощность и имеющийся запас энергии в энергоаккумуляторе. На основании этих данных питающая схема может определить необходимую мощность, коэффициент импульсно-широтной модуляции и/или характеристику пикового значения тока во всем первичном проводнике и, соответственно, выработать их. Кроме того, эта схема выдает синусоидальный ток в течение периода включения. В течение периода выключения ток в первичном проводнике отсутствует, причем в это время необходимое напряжение поставляет энергоаккумулятор потребителя. Энергоснабжение различных участков пути, соответствующее потребностям, в данном случае невозможно.

Патентный документ DE 10 2007026896 A1 описывает способ адаптируемого к нагрузке управления током, который генерируется в передающем проводнике и передается на передающем участке устройства для индуктивной передачи электроэнергии, по меньшей мере, на два подвижных потребителя. Этот передающий проводник также не имеет участков, к которым присоединен собственный источник тока, предназначенный для создания установившегося тока на соответствующем участке пути. Этот вариант не позволяет обеспечить соответствующее потребностям энергоснабжение различных участков пути.

В системах, в которых несколько подвижных потребителей в различное время перемещаются по различным участкам пути, существует потребность в простом способе снижения энергопотребления. При этом подвижные потребители часто выполняют дополнительные действия, например, повороты, подъемы или наклоны с целью подъема грузов или захвата конструктивных элементов. В результате к энергии, необходимой для потребителей, предъявляются самые разнообразные требования. Так, например, движущийся потребитель или транспортное средство расходует электрическую мощность только на свою систему управления и на приводной двигатель, а для выполнения дополнительного поворота требуется больше электрической мощности. Однако, такие транспортные средства в период ожидания часто находятся в состоянии покоя, то есть, в этом случае электрическая мощность должна подаваться только на систему управления транспортным средством. Даже если на участке пути находятся только стоящие транспортные средства, потребляющие относительно мало энергии, в известных системах по-прежнему потребляется максимальная мощность. То есть, участок пути обесточивается только при полном отсутствии транспортных средств. Поскольку такие системы часто работают на стабилизированном токе, на находящихся под напряжением участках пути имеет место стабильно высокий ток, который приводит к постоянным высоким потерям энергии.

Если бы в известных системах энергоснабжение отключалось в том числе на тех участках, на которых все транспортные средства находятся в положении ожидания, то при возобновлении движения по этому участку пути сначала потребовалось бы запустить системы управления транспортными средствами, находящимися на этом участке. Это помешало бы быстро или немедленно восстановить движение транспортных средств. Для предотвращения такой ситуации транспортные средства можно было бы оснастить аккумуляторной батареей, которая обеспечивала бы мощность, необходимую для поддержания работы системы управления транспортным средством, даже при обесточенном участке пути. Однако, если транспортное средство остается в состоянии покоя в течение более длительного времени, аккумуляторная батарея разряжается, в результате чего возобновление движения станет возможным только после длительного запуска системы управления транспортным средством. Для обеспечения максимальной надежности и скорости работы необходимо либо использовать аккумуляторную батарею большей емкости, либо постоянно подавать полную мощность на весь участок пути, как это происходит на уровне техники.

Раскрытие изобретения

Поэтому задачей предлагаемого изобретения является разработка способа и устройства для индуктивной передачи электроэнергии подвижным потребителям, которые позволят устранить указанные выше недостатки и обеспечить соответствующее потребностям, энергосберегающее снабжение подвижных потребителей электроэнергией, а также уменьшить время реакции во время работы устройства.

Согласно изобретению, эта задача решается устройством для индуктивной передачи электроэнергии подвижным потребителям с признаками, раскрываемыми в пункте 1 формулы изобретения, а также соответствующим способом с признаками, раскрываемыми в пункте 6 формулы. Выгодные варианты исполнения изобретения описываются в зависимых пунктах формулы.

Согласно изобретению, вышеупомянутое устройство для индуктивной передачи электроэнергии подвижным потребителям отличается наличием средства для определения общей потребной мощности подвижных потребителей, находящихся на каждом участке пути, и средства для управления источниками тока с целью выработки, т.е. наведения, установившегося электрического тока, соответствующего общей потребной мощности конкретного участка пути. Согласно изобретению, вышеупомянутый способ индуктивной передачи электроэнергии подвижным потребителям отличается тем, что для каждого участка пути определяется общая потребная мощность находящихся на нем подвижных потребителей, а присоединенные источники питания наводят на соответствующий участок пути установившийся электрический ток, который соответствует общей потребной мощности этого участка. В результате энергия, потребляемая устройством, может быть значительно уменьшена, причем это не будет сопровождаться усилением влияния на работу устройства, так как на отдельные участки пути подается лишь необходимая мощность, вследствие чего теряемая мощность может быть снижена. В выгодном варианте исполнения изобретения устройство для определения общей потребной мощности может содержать таблицу соотвествия, в которой с различными уровнями общей потребной мощности на участке пути сопоставлены значения подлежащего выработке установившегося тока на участке пути. При этом значения установившегося тока выгодным образом могут соответствовать максимальной общей потребной мощности на этом уровне энергоснабжения. При этом в выгодном варианте способа согласно изобретению может быть предусмотрено, что уровень энергоснабжения выбирается на основании рассчитанной общей потребной мощности участка пути, и что для участка пути наводится установившийся ток, соответствующий выбранному уровню энергоснабжения. В результате можно избежать постоянно подстройки наводимого установившегося тока к незначительным колебаниям общей потребной мощности.

В следующем выгодном варианте исполнения в средстве для определения общей потребной мощности сохранены (т.е. заложены в память) значения мощности, соответствующие различным рабочим, т.е. эксплуатационным состояниям потребителя. В выгодном развитии этого варианта потребители могут содержать блок управления, приводной двигатель и один или несколько рабочих агрегатов, причем в средстве для определения общей потребной мощности сохранены значения мощности, необходимые для их работы.

Для определения установившегося тока, наводимого в данный момент времени на соответствующий участок пути, к участкам пути могут быть присоединены устройства для измерения тока.

В следующем выгодном варианте исполнения изобретения возможно определение различных рабочих (эксплуатационных) состояний потребителя на участке пути, на основании которого определяется общая потребная мощность для этого участка пути. В результате различные рабочие состояния потребителя на основании предварительно известных значений мощности, необходимой потребителю в таких состояниях, могут быть связаны непосредственно с общей мощностью, которую источники тока должны подавать на отдельные участки пути. В выгодном развитии этого варианта рабочие состояния могут включать состояние управления потребителем, характеризующееся первым значением потребной мощности, состояние движения потребителя, характеризующееся вторым значением потребной мощности и/или эксплуатационное состояние потребителя, характеризующееся третьим значением потребной мощности.

В выгодном варианте исполнения изобретения общая потребная мощность, по меньшей мере, одного из участков пути может определяться по текущему эксплуатационному состоянию одного или нескольких потребителей.

В выгодном варианте исполнения общая мощность, которая будет потребляться одним из участков пути в будущем, может определяться по следующему заданному рабочему состоянию, в которое должен перейти потребитель, находящийся на этом участке пути в данный момент. Выгодным образом это может быть реализовано в том случае, если устройство эксплуатируется в управляемом режиме, средство для определения общей мощности, потребной подвижными потребителями, находящимися на отдельных участках пути, и средство для управления источниками тока уже переведены в предварительно известные рабочие состояния на основании знания следующего рабочего процесса, а общая потребная мощность может учитываться при управлении устройством.

В следующем предпочтительном варианте исполнения общая мощность, которая будет потребляться одним из участков пути в будущем, может определяться по следующему заданному рабочему состоянию, в которое должен перейти потребитель, находящийся, по меньшей мере, на одном примыкающем участке пути. В результате при определении общей потребной мощности можно своевременно учесть потребителей, которые вскоре заедут на участок пути, в частности, в будущие моменты времени, благодаря чему можно предотвратить возможное переключение подаваемого установившегося тока. В результате можно избежать потерь в источниках тока, обусловленных переключением, и снизить нагрузку на источники тока.

Краткое описание чертежей

Прочие особенности и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания предпочтительного варианта исполнения с учетом прилагаемых фигур, на которых изображено:

Фигура 1: схематичный вид устройства, описываемого изобретением, с несколькими подвижными потребителями в первом рабочем состоянии.

Фигура 2: схематичный вид (см. фиг.1) с подвижными потребителями во втором рабочем состоянии.

Фигура 3: схематичный вид фрагмента устройства, описываемого изобретением.

Фигура 4: технологическая схема работы устройства, описываемого изобретением.

Осуществление изобретения

На фиг.1 представлено описываемое изобретением устройство для индуктивной передачи электроэнергии подвижным потребителям F1-F13, представляющим собой известный электрический монорельсовый путь 1 с известной системой 2 электропитания, которая проложена вдоль не показанного на чертеже пути движения.

Система 2 электропитания разделена, по существу, на пять электрически изолированных друг от друга участков: первый и второй накопительные участки 3, 4, подъездной участок 5, рабочий участок 6 и участок 7 отъезда. Первый и второй накопительные участки 3, 4 могут механически соединяться на одной оконечности через стрелку 8 с подъездным участком 5, а на другой оконечности - через стрелку 9 с участком 7 отъезда. Электрического соединения не происходит.

Отдельные участки 3-7 получают питание от собственных источников 3'-7' тока, которые по необходимости наводят установившийся электрический ток, отличающийся различной силой, на участках 3-7. Поскольку передача энергии на потребители F1-F13 осуществляется индуктивным путем, установившийся ток представляет собой переменный ток, генерирующий переменное магнитное поле. Источники 3'-7' тока могут быть реализованы известным образом и соединяются с электрической трехфазной сетью 10 (50 Гц/400 В). Кроме того, источники 3'-7' тока соединены с блоком 11 управления, который контролирует работу всего устройства 1 и, в частности, управляет источниками 3'-7' тока.

Блок 11 управления представляет собой средство для определения общей мощности, потребной на отдельных участках 3-7 находящимися на них подвижными потребителями F1-F13, и средство для управления источниками 3'-7' тока, предназначенных для подачи установившегося электрического тока, соответствующего общей потребной мощности данного участка 3-7. Блок 11 управления, со своей стороны, может быть соединен с промышленным блоком управления верхнего уровня (не показанным на фигуре). Блок 11 управления может обычным образом централизованно располагаться на одном компьютере или быть разнесенным по нескольким распределенным компьютерам. В данном случае блок управления может управлять источниками тока таким образом, чтобы они при полной нагрузке выдавали установившийся ток, характеризующийся максимальной силой lVL тока, а при пониженной нагрузке - характеризующийся силой тока, составляющей треть или половину от максимальной силы lVL тока.

Кроме того, электрический монорельсовый путь 1 содержит несколько подвижных потребителей, представляющих собой тележки F1-F13 с электрическим приводом, которые используются, например, при производстве автомобилей. Индуктивная передача электроэнергии на тележки F1-F13 осуществляется известным способом посредством системы 2 электропитания, проложенной вдоль пути движения, и вторичных приемных устройств, установленных на тележках F1-F13. Каждая из тележек F1-F13 имеет электрический приводной двигатель, блок управления и рабочие агрегаты с электрическим приводом, например, устройства для захвата, подъема или поворота деталей кузова автомобиля, подлежащих обработке другими установками на рабочем участке 6.

Мощность, потребная тележкой F1-F13 в различных рабочих (эксплуатационных) состояниях, в данном варианте составляет: примерно 200 Вт на управление тележкой, примерно 1000 Вт на приводной двигатель и примерно 2000 Вт на рабочие перемещения или повороты рабочего агрегата. Таким образом, тележка F1-F13, находящаяся в состоянии покоя, потребляет только 200 Вт на работу блока управления, движущаяся тележка - примерно 1200 Вт на управление и приводной двигатель, стоящая работающая тележка - примерно 2200 Вт на управление и рабочий агрегат, движущаяся работающая тележка - примерно 3200 Вт. При необходимости возможно совмещение отдельных рабочих состояний, в результате мощность, потребная отдельными тележками, складывается из различных мощностей, потребных ей в отдельных рабочих состояниях.

На фиг.1 тележка F1 уже находится на первом накопительном участке 3 и перемещается в положение ожидания, показанное на фиг.2. Во время движения работает приводной двигатель тележки F1 и блок управления этой тележки, питающиеся электроэнергией от источника 3' тока. Прочие тележки F7-F10 находятся в положении ожидания, в результате чего работают только блоки управления этих тележек. На фиг.1 и 2 работа приводного двигателя тележки F1-F13 обозначена прямой стрелкой «←», а работа блока управления тележки - кружком «ο». Для энергоснабжения тележек F1 и F7-F10 первый источник 3' тока, присоединенный к первому накопительному участку 3, подает на этот участок только половину максимального установившегося тока lVL.

На втором накопительном участке 4 (см. фиг.1) находится только три тележки F11-F13 в состоянии покоя. Соответственно, для энергоснабжения их блоков управления источник 4' тока должен выдавать только треть от максимального установившегося тока lVL. Таким образом, общая потребная им мощность в три раза превышает мощность, необходимую для работы блока управления одной тележки.

Тележки F5 и F6 (см. фиг.1) находятся на подъездном участке 5 и движутся к рабочему участку 6. Так как обе тележки F5 и F6 потребляют мощность только на работу приводного двигателя и блока управления, то будет достаточно, если источник 5' тока будет подавать на подъездной участок 5 только половину максимального установившегося тока lVL.

Тележки F2, F3 и F4 (см. фиг.1) находятся на рабочем участке 6, причем тележка F2 движется вперед с включенным приводным двигателем и блоком управления, тележка F3 движется вперед, причем ее рабочий агрегат выполняет поворот, обозначенный круговой стрелкой, а тележка F4 стоит, причем ее рабочий агрегат выполняет поворот. Поворот рабочих агрегатов тележек F3 и F4 требует дополнительной мощности (по сравнению с простым движением тележки F2). Следовательно, источник 6' тока подает на рабочий участок 6 максимальный установившийся ток lVL.

Полностью пустой участок 7 отъезда, напротив, может быть полностью обесточен, то есть, источник 7' тока не будет подавать питание на участок отъезда.

На фиг.2 тележка F1 также находится в положении ожидания, то есть, более не требуется расходовать энергию на работу ее приводного двигателя. В этом случае источник 3' тока первого накопительного участка 3 может снизить свою мощность с половины до трети максимального установившегося тока lVL. В результате дополнительно экономится энергия, так как потери, вызванные установившимся током на этом накопительном участке 3, могут быть дополнительно снижены. Состояние второго накопительного участка 4 не изменяется.

Поскольку тележки F2-F4 (см. фиг.2) переместились с рабочего участка 6 на участок 7 отъезда, а рабочие агрегаты более не совершают поворотов, участок 7 отъезда для энергоснабжения приводных двигателей и блоков управления тележек F2-F4 получает от источника 7' тока только половину максимального установившегося тока lVL. На рабочем участке 6, напротив, находятся тележки F5 и F6, которые (см. фиг.2) переместились с подъездного участка 5. Рабочие агрегаты обеих этих тележек теперь выполняют повороты, в результате чего общая мощность, потребная этим участком, максимальна, и на этот участок, как и раньше, должен подаваться максимальный установившийся ток lVL. Подъездной участок 5, напротив, в данный момент свободен от тележек, то есть, блок 11 управления может обесточить его.

На фиг.3 схематично показана часть электрической схемы варианта исполнения, показанного на фигурах 1 и 2. Здесь, например, показаны три участка 5, 6, 7, причем исполнение прочих участков 3 и 4 соответствует показанным участкам. Поскольку участки 3-7 идентичны друг другу, ниже описывается только подъездной участок 5, на котором на фиг.3 находится только одна тележка F5.

Подъездной участок 5 в качестве системы 2 электропитания содержит известный подводящий провод 5h и отводящий провод 5r. Вдоль подводящего провода 5h проложено не показанное на фиг.3 вторичное приемное устройство тележки F5, благодаря чему электроэнергия передается на тележку F5 индуктивным путем. Электроэнергия для подводящего провода 5h поставляется силовым модулем 5a источника 5' тока. Силовой модуль 5a известным образом выполнен в виде инвертора, который получает энергию из электрической сети 10. Силовой модуль 5а управляется регулятором 5b мощности, на вход которого в качестве входных сигналов поступают рабочие параметры силового модуля 5a, ток на подъездном участке 5, измеренный в отводящем проводе 5r с помощью известного устройства 5c измерения тока, и управляющие сигналы с блока 11 управления.

Блок 11 управления передает на регулятор 5b мощности сигналы пуска, останова и прочих рабочих состояний для тележек F1-F13. То есть, в предлагаемом варианте исполнения заданы все функции для работы тележек F1-F13. К ним также относятся сигналы для перемещения по участкам, места и моменты времени, в которые должен производиться подъем, спуск или поворот нагрузки и т.п. В альтернативном варианте исполнения тележки F1-F13 могут оснащаться «интеллектуальным» блоком управления, который получает от блока 11 управления указания по выполняемым задачам только на верхнем командном уровне и самостоятельно планирует, а также исполняет задачи.

Блок 11 управления получает также сообщения, например, сообщения о статусе или неисправностях источников 3'-7' тока, сведения о режимах работы и параметрах источников 3'-7' тока, сведения о значениях мощности, тока и напряжения на отдельных участках и сведения о текущих рабочих состояниях тележек F1-F13, например, информацию о текущем положении тележки, текущих исполняемых ею функциях и т.п.

Передача сигналов между блоком 11 управления, регулятором 5b мощности и/или тележками F1-F13 известным образом может осуществляться по проводам, бесконтактным путем посредством индуктивного соединения соответствующим образом оборудованного пути движения и тележек F1-F13, а также с помощью средств беспроводной коммуникации.

Блок 11 управления также определяет общую мощность, необходимую для отдельных участков в данный момент времени, для чего используется измерение тока при помощи устройства 5c измерения тока, а также устройств измерения тока на других участках. В альтернативном варианте исполнения блок 11 управления может рассчитать общую потребную мощность, в том числе, по известным текущим и, при необходимости, будущим рабочим состояниям тележек F1-F13. Благодаря этому можно отказаться от измерения тока.

Например, если блок 11 управления обнаружит, что на участке 3-7 не находится ни одной тележки F1-F13, то он обесточивает соответствующий участок.

Напротив, если блок 11 управления обнаружит, что на участке находится одна или несколько тележек F1-F13, то он определит общую потребную мощность этого участка 3-7 на основании известных ему данных, в том числе, параметров находящихся на этом участке тележек F1-F13, и управляет соответствующим источником 3'-7' тока таким образом, чтобы генерируемый установившийся ток гарантированно обеспечивал эту общую потребную мощность. Чтобы избежать необходимости постоянной подстройки установившегося тока, можно, предпочтительно, определить несколько уровней энергоснабжения, между которыми можно переключаться в зависимости от текущей общей потребной мощности находящихся на данном участке тележек F1-F13. Предпочтительно, на основании будущих рабочих состояний этих тележек определяется общая потребная мощность соответствующего участка 3-7, после чего подается соответствующий установившийся ток. В предлагаемом варианте определено четыре уровня энергоснабжения: уровень 1 соответствует отсутствию потребности в электрической мощности, уровень 2 соответствует трети, а уровень 3 - половине максимальной общей потребной мощности и, тем самым, максимального установившегося тока при полной нагрузке. Уровень 4 энергоснабжения соответствует общей потребной мощности или установившемуся току при полной нагрузке. При необходимости, можно определить большее или меньшее количество уровней энергоснабжения.

На фиг.1 на участке 7 отъезда не имеется ни одной тележки, то есть, включен уровень 1 энергоснабжения, и участок 7 отъезда обесточен. На втором накопительном участке 4 необходимо подавать энергию только на отдельные блоки управления тележек F11-F13, то есть, будет достаточен уровень 2 энергоснабжения с третьей частью установившегося тока lVL при полной нагрузке. На первом накопительном участке 3, напротив, необходимо снабжать энергией блоки управления четырех стоящих тележек F7-F10 и движущейся тележки F1, а также приводного двигателя тележки F1. Таким образом, для этого участка устанавливается уровень 3 энергоснабжения, характеризующийся половиной максимального установившегося тока lVL. То же самое справедливо для подъездного участка 5, на котором требуется снабжать энергией приводные двигатели и блоки управления тележек F5 и F6. На рабочем участке 6, напротив, по причине работающих рабочих агрегатов тележек F3 и F4, а также движения тележек F2 и F3 действует режим полной нагрузки, то есть, для этого участка установлен уровень 4 энергоснабжения, характеризующийся максимальным установившимся током lVL при полной нагрузке.

Чтобы обеспечить максимально быстрое переключение уровней энергоснабжения при изменяющихся состояниях электрического монорельсового пути 1, блок 11 управления использует, в частности, уже известные или заданные им данные. Так, на фигуре 1 блок 11 управления на основании параметров движения тележек F2-F4 определяет, что они, предположительно, вскоре заедут на участок 7 отъезда (фигура 2). Блок управления определяет ожидаемую потребность в энергии, учитывая необходимость подачи энергии на приводные двигатели и блоки управления тележек F2-F4, и своевременно, до заезда тележки F2, подает соответствующие сигналы на источники 7' тока с целью переключения на уровень 2 энергоснабжения. В результате можно обеспечить бесперебойное энергоснабжение и, тем самым, бесперебойное движение тележки F2, а также тележек F3 и F4.

То же самое относится к первому накопительному участку 3, так как там блок 11 управления на основании известных ему управляющих сигналов и рабочих параметров тележки F1 определяет, что эта тележка вскоре достигнет своего положения покоя, показанного на фиг.2, и потому уровень 2 энергоснабжения может быть переключен на уровень 1.

Так как блок 11 управления заранее распознает тележки F5 и F6, движущиеся в направлении рабочего участка 6, и, учитывая запланированные на этом участке операции тележек F5 и F6, знает, что на этом участке потребуется увеличить мощность, то он готовится включить уровень 4 энергоснабжения.

Для улучшения понимания ниже приведена таблица потребления мощности на отдельных участках для фигур 1 и 2 (VS: уровень энергоснабжения; lVL: ток при полной нагрузке):

Таблица 1
Участок 3 4 5 6 7
Фигура 1 VS 3 (1/2 lVL) VS 2 (1/3 lVL) VS 3 (1/2 lVL) VS4 (lVL) VS 0
Фигура 2 VS 2 (1/3 lVL) VS 2 (1/3 lVL) VS 0 VS4 (lVL) VS 3 (1/2 lVL)

Пример алгоритма работы блока 11 управления приведен на фиг.4.

В состоянии Z1 электрический монорельсовый путь 1 находится в состоянии покоя, отдельные участки 3-7 обесточены. С помощью запроса А1 постоянно проверяется наличие изменений. Изменением может быть, например, ввод электрического монорельсового пути 1 в эксплуатацию после простоя или аварийное отключение. Пока изменений не происходит, электрический монорельсовый путь 1 остается в состоянии покоя. Если в запросе А1 будет передана информация об изменении, например, сигнал ввода в эксплуатацию от блока 11 управления или промышленного блока управления верхнего уровня, не показанного на фигуре, то выполняется переход в состояние Z2, и в этом состоянии определяется общая потребная мощность для участков 3-7. Для этого используются данные об отдельных тележках F1-F13, имеющиеся в блоке 11 управления, и/или данные, переданные этими тележками на блок 11 управления.

В выгодном варианте исполнения в целях ускорения управления различные рабочие состояния отдельных тележек F1-F13 уже сопоставлены с различными значениями мощности в блоке 11 управления, например, с помощью таблицы соответствия. В этом случае путем сравнения текущих рабочих состояний отдельных тележек F1-F13 на участке 3-7 с текущей подаваемой мощностью можно быстро определить, требуется ли изменить эту мощность.

В альтернативном варианте исполнения при повторном пуске из состояния Z1 покоя на каждый участок 3-7 может подаваться максимальный установившийся ток, необходимый для работы с полной нагрузкой. Это позволяет обеспечить безопасный ввод в эксплуатацию электрического монорельсового пути 1 независимо от текущего состояния отдельных участков 3-7 и тележек F1-F13. Это может иметь смысл, прежде всего, при вводе в эксплуатацию после аварийного останова.

После этого блок 11 управления передает значения общей потребной мощности для отдельных участков 3-7, рассчитанные в состоянии Z2, на соответствующие источники 3'-7' тока (SQ на фигуре 4) с целью настройки. После этого посредством запроса А2 у блока 11 управления запрашивается, достигнут ли требуемый статус подготовки энергоснабжения на отдельных участках 3-7.

Если такой статус не достигнут, то есть, в запросе А2 не подтвержден статус подготовки требуемого энергоснабжения одним или несколькими источниками 3'-7' тока, то сначала посредством запроса A3 соответствующий источник 3'-7' тока проверяется на наличие неисправностей. При наличии неисправности в состоянии ТА на блок 11 управления передается сообщение об ошибке, и блок управления инициирует выполнение подходящих мер. Если запрос A3 не показывает неисправностей, то выполняется возврат в состояние Z3, и общая потребная мощность еще раз передается на соответствующие устройства 3'-7' энергоснабжения, предпочтительно, только на тех участках 3-7, которые еще не готовы согласно запросу А2.

Если запрос А2 подтверждает готовность общей потребной мощности для участков 3-7, то есть, в системе 2 электропитания на участках 3-5 пути протекает соответствующий установившийся ток, то тележки F1-F13 переходят в рабочее состояние Z5, заданное блоком 11 управления (см. фиг.1).

Теперь электрический монорельсовый путь 1 находится в нормальном состоянии Z5, причем блок 11 управления управляет отдельными тележками F1-F13. Состояние Z5 постоянно контролируется блоком 11 управления с помощью запроса А4. Пока изменения отсутствуют, состояние Z5 сохраняется. Если появляются изменения, например, если тележка F1 достигает своего положения покоя, показанного на фиг.2, то блок 11 управления повторно определяет в состоянии Z2 общую потребную мощность на участках 3-7. После этого в состоянии Z3 он передает соответствующее сообщение с информацией об общей потребной мощности на источники 3'-7' тока, которые впоследствии подготавливают общую потребную мощность описанным выше образом. Предпочтительно, сообщение об изменении общей потребной мощности передается только на те участки 3-7, которых касается упомянутое изменение. В предлагаемом варианте исполнения (согласно фиг.1 и 2 и таблице 1) на источники 4' и 6' тока в состоянии Z3 не будет передаваться сообщение, так как там общая потребная мощность не изменилась.

1. Устройство для индуктивной передачи электроэнергии подвижным потребителям (F1-F13), которые могут перемещаться вдоль пути движения, с системой (2) электропитания, которая проложена вдоль пути движения и разделена на электрически изолированные друг от друга участки (3-7), причем к каждому отдельному участку (3-7) присоединен, по меньшей мере, один источник (3'-7') тока, предназначенный для наведения установившегося тока на соответствующем участке (3-7), отличающееся тем, что предусмотрено средство для определения общей потребной мощности подвижных потребителей (F1-F13), находящихся на каждом участке (3-7), и средство для управления источниками (3'-7') тока для наведения установившегося электрического тока, соответствующего общей потребной мощности участка (3-7).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для определения общей потребной мощности содержит таблицу соответствия, в которой с различными уровнями (VS1-VS4) общей потребной мощности на участке (3-7) сопоставлены значения подлежащего наведению установившегося тока на участке (3-7), причем значения установившегося тока соответствуют максимальной общей потребной мощности на этом уровне (VS1-VS4) энергоснабжения.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в средстве для определения общей потребной мощности сохранены значения мощности, соответствующие различным рабочим состояниям потребителя (F1-F13).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что потребители (F1-F13) имеют блок управления, приводной двигатель и один или несколько рабочих агрегатов, причем в средстве для определения общей потребной мощности сохранены значения мощности, необходимые для их работы.

5. Устройство по одному из пп.1, 2 и 4, отличающееся тем, что для определения установившегося тока, подаваемого в данный момент времени на соответствующий участок (3-7), к участкам (3-7) присоединены устройства (5c, 6c, 7c) для измерения тока.

6. Способ индуктивной передачи электроэнергии подвижным потребителям (F1-F13), которые могут перемещаться вдоль пути движения и получают электроэнергию индуктивным путем от системы (2) электропитания, которая проложена вдоль пути движения и разделена на электрически изолированные друг от друга участки (3-7), причем отдельные участки (3-7) снабжают установившимся током от, по меньшей мере, одного источника (3'-7') тока, присоединенного к соответствующему участку (3-7), отличающийся тем, что для каждого участка (3-7) определяют общую потребную мощность находящихся на нем подвижных потребителей (F1-F13) и на соответствующем участке (3-7) от присоединенного источника (3'-7') тока наводят установившийся электрический ток, соответствующий общей потребной мощности этого участка.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что различные значения общей мощности на участке (3-7) сопоставлены с различными уровнями (VS1-VS4) энергоснабжения, причем на основании определенной общей потребной мощности для участка (3-7) выбирают уровень (VS1-VS4) энергоснабжения и на участке (3-7) наводят установившийся ток, значение которого сопоставлено с выбранным уровнем (VS1-VS4) энергоснабжения.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что значения вырабатываемого установившегося тока для участка (3-7), сопоставленные с отдельными уровнями (VS1-VS4) энергоснабжения, соответствуют максимальной общей мощности этого уровня (VS1-VS4) энергоснабжения.

9. Способ по одному из пп.6-8, отличающийся тем, что на участке (3-7) определяют различные рабочие состояния потребителя (F1-F13), на основании которых определяют общую потребную мощность для этого участка (3-7).

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что рабочие состояния включают состояние управления потребителем (F1-F13), характеризующееся первым значением потребной мощности, состояние движения потребителя (F1-F13), характеризующееся вторым значением потребной мощности, и/или рабочее состояние потребителя (F1-F13), характеризующееся третьим значением потребной мощности.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что общую мощность, которую будет потреблять один из участков (3-7) в будущем, определяют по заданному будущему рабочему состоянию потребителя (F1-F13), находящегося на этом участке (3-7) в данный момент.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что общую мощность, которую будет потреблять один из участков (3-7) в будущем, определяют по заданному будущему рабочему состоянию потребителя (F1-F13), находящегося, по меньшей мере, на одном примыкающем участке (3-7).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для снабжения электрической энергией транспортного средства, прежде всего колейного транспортного средства. Устройство содержит приемное устройство (200), выполненное с возможностью приема переменного электромагнитного поля и получения переменного электрического тока за счет электромагнитной индукции.

Изобретение относится к городскому электротранспорту, в частности к троллейбусам. Троллейбус с частичной независимостью от контактной сети содержит тяговый электродвигатель с внешним ротором-маховиком, который осуществляет аккумулирование кинетической энергии как при подаче электропитания на двигатель, так и при торможении с рекуперацией.

Изобретение относится к транспортной технике и направлено на усовершенствование токоприемников электроподвижного состава. .

Изобретение относится к области транспорта, а именно к устройствам для исследования токоприемников в лабораторных условиях. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к токоприемникам электроподвижного состава. .

Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для динамических испытаний токоприемников электроподвижного состава в лабораторных условиях.

Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для динамических испытаний токоприемников электроподвижного состава в лабораторных условиях.

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к токоприемникам электроподвижного состава. .

Изобретение относится к средствам энергоснабжения транспортных средств с электротягой и независимым источником энергии. .

Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для динамических испытаний токоприемников электроподвижного состава.

Изобретение относится к электротранспорту. Для компенсации продольного аэродинамического усилия на штанге размещена аэродинамическая поверхность, создающая подъемную силу - стреловидное крыло с углом атаки 3-12 градусов. Для компенсации бокового аэродинамического сопротивления применен следующий способ - создание симметричного аэродинамического сопротивления. Для этого штанга имеет вид двуплечего рычага, одним концом которого является токосъемная ее часть, а другой конец рычага, на котором находится вертикально ориентированная аэродинамическая поверхность, направлен вперед-вверх. Для компенсации вредных продольных инерционных нагрузок на штангу токоприемника применен способ, состоящий в том, что инерционные усилия на штанге компенсируются противоположно направленным движением другой массы. Возможны различные варианты такого механизма, например на вращающемся в горизонтальной плоскости основании на горизонтальных осях подвижно закреплены штанга с зубчатым колесом на нижнем конце, и направленный в рабочем положении вперед-вверх рычаг с грузом на верхнем конце и с зубчатым колесом на нижнем конце, причем их зубчатые колеса находятся в зацеплении. Или на крыше троллейбуса имеется кронштейн, на котором подвижно в двух плоскостях закреплена штанга в виде двуплечего рычага. Технический результат заключается в обеспечении надежности токосъема в широком диапазоне вредных нагрузок. 7 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электрооборудованию контактных сетей транспортных средств с электротягой, а конкретно к устройствам для переключения направления движения токосъемников троллейбуса в местах разветвления контактной сети. Устройство содержит основание, адаптированное для закрепления посредством анкерных тросов к опорам контактной троллейбусной сети, расположенное на основании средство переключения направления движения токосъемников троллейбуса, привод, расположенный на основании и связанный со средством переключения, изоляторы, расположенные между элементами устройства. Средство переключения имеет два положения, соответствующие двум направлениям разветвления контактной сети, а основание имеет элемент ограничения перемещения средства переключения. Средство переключения выполнено в виде поворотной платформы, соединенной с приводом, на которой расположены две пары направляющих для токосъемников троллейбуса. Устройство дополнительно имеет ось, расположенную на основании или на поворотной платформе и обеспечивающую угловое перемещение поворотной платформы относительно основания с возможностью одновременного прохождения по ней двух токосъемников троллейбуса. Поворотная платформа выполнена из токонепроводящего материала. Технический результат заключается в повышении надежности устройства для направления движения токосъемников троллейбуса в местах разветвления контактной сети за счет обеспечения плавности переключения. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Предложенное устройство относится к системе электроснабжения транспортных средств колейного типа. Устройство основано на способе индуктивной передачи электроэнергии. Для этого использованы фасонные блоки (304) для размещения и/или фиксации отрезков (310) одной или нескольких электрических линий вдоль пути движения транспортного средства, имеющие несколько выемок (315) и/или выступов, причем кромки каждой выемки (315) и/или выступы ограничивают полость, в которую помещается один из отрезков (310) электрической(-их) линии(-ий) таким образом, что указанный отрезок проходит через полость в ее продольном направлении, а продольные направления полостей, ограниченных кромками выемок (315) и/или выступами, проходят по существу параллельно друг другу в общей плоскости. Фасонные блоки расположены друг за другом вдоль пути транспортного средства. Технический результат заключается в повышении КПД в системе передачи электроэнергии. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области обеспечения пожаровзрывобезопасности транспортных средств, имеющих троллейные системы электропитания и предназначенных для перемещений изделий, которые заправлены горючими и окислительными компонентами ракетных топлив и др. Токосъемное устройство является потенциальным источником возникновения пожара, поскольку при его использовании постоянно образуются электрические разряды между троллеями. Пожаровзрывозащищенность токосъемного устройства троллейной системы обеспечивается следующими конструкционными мерами. Токоподающие троллеи размещены в пазах негорючего или трудновоспламеняющегося в условиях возможного аварийного обогащения окружающей среды парами горючих или окислительных веществ. В условно замкнутое пространство защитного ограждения токосъемной каретки введен трубопровод для подачи в условно замкнутое пространство защитного ограждения инертного газа. Устройство включает в себя блок задержки подачи электроэнергии на токоподающие троллеи на время до создания в защитном ограждении токосъемной каретки перед пуском в движение транспортного средства атмосферы инертного газа. Технический результат заключается в обеспечении защитного заграждения токосъемного устройства в течение всего времени нахождения токоподающих троллей под напряжением. 5 ил.

Изобретение относится к бесконтактному зарядному устройству. Бесконтактное зарядное устройство содержит устройство приема мощности, содержащее катушку; аккумулятор; модуль определения состояния заряда аккумулятора; модуль задания допустимого диапазона для процесса заряда; модуль управления зарядом для управления мощностью процесса заряда для аккумулятора и дисплей для отображения допустимого диапазона для процесса заряда. Модуль задания допустимого диапазона для процесса заряда задает допустимый диапазон для процесса заряда шире по мере того, как состояние заряда выше. Повышается удобство пользования. 5 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к электрифицированному железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для испытаний токоприемников электроподвижного состава в лабораторных условиях. Цель изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Указанная цель достигается тем, что известное устройство для испытаний токоприемников электроподвижного состава дополнено блоком сбора продуктов износа токосъемных элементов, расположенным напротив упомянутого блока имитации ветровой нагрузки и связанным с блоком определения массы продуктов износа токосъемных элементов, при этом размеры раструба блока сбора продуктов износа токосъемных элементов превышают размеры полоза токоприемника. 1 ил.

Предложена система для передачи энергии на транспортное средство, прежде всего колейное транспортное средство (162), например легкорельсовое транспортное средство, содержащая электрическую проводниковую структуру (17), предназначенную для создания электромагнитного поля, принимаемого транспортным средством, для обеспечения передачи энергии на транспортное средство; электрические и/или электронные приборы (1), предназначенные для приведения в действие электрической проводниковой структуры (17), выделяющие при этом тепло и устройство охлаждения системы, содержащее конструкцию (12), имеющую полость (144), в которой расположен по меньшей мере один из подлежащих охлаждению приборов (1), и крышку (25), ограничивающую полость (144) сверху. При этом подлежащий(-ие) охлаждению прибор(-ы) расположен(-ы) на расстоянии от крышки (25), а конструкция (12) встроена в грунт (4) на пути движения транспортного средства таким образом, что крышка (25) образует часть поверхности грунта (4). Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения системы с обеспечением возможности технического обслуживания и ремонта. 3 н. и 15 з.п. ф-лы ,5 ил.
Изобретение относится к изготовлению электроугольных изделий. Готовят порошковую композицию путем смешивания связующего с графитовым наполнителем, проводят горячее прессование полученной порошковой композиции и поэтапную ее термообработку с нагревом и последующей выдержкой при конечной температуре. Графитовый наполнитель используют со средним размером частиц 100÷110 мкм. Прессование начинают в предварительно нагретой до 70÷90°С вместе с порошковой композицией пресс-форме под давлением 45÷50 МПа. Поэтапную термообработку ведут в этой же пресс-форме под давлением прессования, причем сначала проводят быстрый нагрев до 110÷120°С со скоростью 1,9÷2°С/мин, затем медленный нагрев - до температуры 160÷170°С со скоростью 1,4÷1,5°С/мин, после чего ведут нагрев до температуры 180÷200°С со скоростью 1,6÷1,8°С/мин и выдержку при конечной температуре под давлением в течение 1÷2 мин. Обеспечивается увеличение плотности и повышение электропроводности получаемых изделий. 1 пр.
Изобретение относится к производству электротехнических изделий из порошков на основе углерода. Формуют прессовку из порошковой графитопластовой композиции в холодном состоянии бойком при отношении массы бойка к массе прессовки, равном 50÷100, и скорости падения бойка 1÷6 м/с. Обеспечивается увеличение плотности получаемых изделий.

Изобретение относится к управлению крутящим моментом и системе бесконтактной зарядки. Устройство управления крутящим моментом содержит средство обнаружения угла открытия акселератора; средство задания крутящего момента, приводящего в движение транспортное средство; и средство управления крутящим моментом для коррекции крутящего момента. Крутящий момент приведения в движение транспортного средства становится относительно небольшим, когда позиция транспортного средства приближается к позиции парковки. Система бесконтактной зарядки, осуществляющая энергоснабжение бесконтактно посредством магнитного взаимодействия между катушкой приема энергии в транспортном средстве и катушкой передачи энергии в устройстве зарядки на стороне земли, причем устройство зарядки содержит: блок зарядки; средство обнаружения позиции между катушкой передачи энергии и катушкой приема энергии и средство передачи сигнала позиции. Транспортное средство содержит батарею, заряжаемую электроэнергией, принимаемой посредством приемной катушки. Упрощается позиционирование ТС к позиции парковки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх