ТОКОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к железнодорожным транспортным средствам, а именно, к токоприемным устройствам железнодорожного состава.
Известно токоприемное устройство, содержащее поворотную штангу, снабженную на конце токоприемным башмаком, контактный провод, силовую цепь, датчик тока, привод включения, пружину, электропневматический регулятор давления, источник сжатого воздуха, формирователь сигнала управления.
Тяговый ток через контактный провод, токоприемный башмак и силовую цепь протекает по цепям тяговых двигателей железнодорожного транспортного средства. Надежность контакта токоприемного башмака с контактным проводом обеспечивает поворотная штанга, нажатие которой управляется приводом включения.
Величина тягового тока, потребляемого тяговыми двигателями, измеряется датчиком тока, выход которого подключен к входу формирователя сигнала управления. Формирователь сигнала управления в зависимости от величины тягового тока и от наличия высокочастотных составляющих тягового тока вырабатывает управляющий сигнал, который поступает на вход привода токоприемника (когда величина тягового тока возрастает или присутствуют высокочастотные составляющие тягового тока - давление привода токоприемника увеличивается, когда величина тягового тока снижается или высокочастотные составляющие тягового тока отсутствуют, давление привода токоприемника уменьшается). [Авторское свидетельство СССР №1801808 БИ №10,1993 г.]
Недостатком данного устройства является отсутствие автоматического регулирования давления токоприемного башмака на контактный провод непосредственно по интенсивности дугового разряда в контакте «токоприемный башмак - контактный провод». Дуговой разряд непосредственно характеризует качество токоприема, поскольку протекающий силовой ток косвенно характеризует процесс токоприема - ток может быть значительным при соответствующем и качественном контакте «токоприемный башмак - контактный провод» (нет дугооразования) и нагрузочный ток может иметь минимальное значение при неудовлетворительном контакте «токоприемный башмак - контактный провод» (интенсивное дугообразование).
Интенсивность дугового разряда в контакте «токоприемный башмак -контактный провод» влияет на надежность работы токоприемного устройства. Кроме этого, интенсивный дуговой разряд может вызвать пережег контактного провода, что в свою очередь приведет к снижению пропускной способности участка железной дороги.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом токоприемного устройства является повышение качества токоприема за счет автоматического регулирования давления токоприемного башмака на контактный провод в зависимости от интенсивности дугообразования в контакте «токоприемный башмак - контактный провод».
Технический результат достигается тем, что в токоприемное устройство, содержащее поворотную штангу, шарнирно закрепленную на основании, снабженную на конце токоприемным башмаком, контактный провод, привод включения, содержащий пневматический цилиндр, поршень, шток поршня, который посредством пружины сочленен с поворотной штангой, источник сжатого воздуха, электропневматический регулятор давления, размещенный между пневматическим цилиндром и источником сжатого воздуха, формирователь сигнала управления, дополнительно введена цифровая видеокамера, а
формирователь сигнала управления содержит цифроаналоговый преобразователь, генератор тактовых импульсов, усилитель мощности, выход которого соединен с входом электропневматического регулятора давления и одновременно посредством R-C цепи со своим входом, который подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, первый вход которого связан с выходом цифровой видеокамеры, вход которой подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен со вторым входом цифроаналогового преобразователя.
На фиг.1 представлена схема токоприемного устройства. Схема содержит следующие элементы: поворотная штанга 1, основание 2, токоприемный башмак 3, контактный провод 4, привод включения 5, состоящий из пневматического цилиндра 6, поршня 7, штока поршня 8, пружины 9, электропневматического регулятора давления 10, источника сжатого воздуха 11, цифровая видеокамера 12, формирователь сигнала управления 13, состоящий из генератора тактовых импульсов 14, цифроаналогового преобразователя 15, усилителя мощности 16 и R-C цепочки, состоящей из резистора 17 и емкости 18.
Токоприемное устройство работает следующим образом. Цифровая видеокамера 12, установленная на крыше локомотивного вагона, непрерывно ведет наблюдение за качеством токоприема посредством фиксации интенсивности дугообразования в зоне контакта токоприемного башмака 3 и контактного провода 4. Информация об интенсивности дугообразования, поступающая в цифровом виде от видеокамеры 12 в цифроаналоговый преобразователь 15, преобразуется в аналоговый сигнал. Синхронная работа цифровой видеокамеры 12 и цифроаналогового преобразователя 15 обеспечивается посредством тактовых импульсов, которые вырабатывает генератор тактовых импульсов 14. При интенсивной дуге в контакте токоприемный башмак 3 - контактный провод 4 сигнал с выхода цифроаналогового преобразователя 15 усиливается усилителем мощности 16 и с выхода формирователя сигнала
управления 13 через электропневматический регулятор давления 10 увеличивает давление токоприемного башмака 3 на контактный провод 4 и тем самым уменьшает интенсивность дугообразования за счет воздействия на ход поршня 7 пневматического цилиндра 6, который через шток поршня 8 сжимает пружину 9, закрепленную на поворотной штанге 1, которая шарнирно закреплена на основании 2 и снабжена на конце токоприемным башмаком 3.
Регулирование давления токоприемного башмака 3 на контактный провод 4 осуществляется относительно заданного значения, которое устанавливается входным каскадом усилителя мощности 16 и R-C цепочки, состоящей из резистора 17 и емкости 18. Так, при увеличении интенсивности дугообразования, уровень сигнала на входе усилителя мощности 16 будет больше заданного значения. В результате чего на выходе усилителя мощности 16 появляется управляющий сигнал. Электропневматический регулятор 10, отрабатывая это изменение, будет увеличивать в цилиндре 6 давление воздуха за счет воздуха в источнике сжатого воздуха 11. Это приводит к усилению давления токоприемного башмака 3 на контактный провод 4, что в свою очередь уменьшает интенсивность дугообразования. При уменьшении дугообразования до номинального уровня, нажатие токоприемного башмака 3 на контактный провод 4 уменьшается.
Регулирование давления токоприемного башмака токоприемника на контактный провод непосредственно по величине интенсивности дугообразования в зоне контакта между токоприемным башмаком и контактным проводом позволяет повысить надежность работы токоприемника, ресурс безотказной работы и экономические показатели за счет повышения точности и качественных показателей управления давления токоприемного башмака на контактный привод.