ТОКОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к железнодорожным транспортным средствам, а именно, к токоприемным устройствам электроподвижного состава.
Известно токоприемное устройство, содержащее контактный провод, полоз токоприемника, токоприемник, привод токоприемника, силовую цепь, датчик тока, формирователь сигнала управления.
Тяговый ток через контактный провод, полоз токоприемника и силовую цепь протекает по якорной цепи тяговых двигателей железнодорожного транспортного средства. Надежность контакта полоза токоприемника с контактным проводом обеспечивает токоприемник, нажатие которого управляется приводом токоприемника.
Величина тягового тока, потребляемого тяговыми двигателями, измеряется датчиком тока, выход которого подключен ко 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 полоза токоприемника на контактный провод в
зависимости от величины переходного сопротивления контакта между полозом токоприемника и контактным проводом
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа. Техническим результатом устройства является повышение качества токосъема за счет автоматического регулирования давления полоза токоприемника на контактный провод в зависимости от величины переходного сопротивления контакта между полозом токоприемника и контактным проводом.
Технический результат достигается тем, что в токоприемное устройство, содержащее контактный провод, первый полоз токоприемника, токоприемник, привод токоприемника, силовую цепь, датчик тока, формирователь сигнала управления, причем первый полоз токоприемника подсоединен первым входом к первому выходу контактного провода, вторым входом - к первому выходу токоприемника, а выходом - ко входу силовой цепи, выход которой подключен ко входу датчика тока, вход токоприемника подсоединен к выходу привода токоприемника, вход которого соединен с выходом формирователя сигнала управления дополнительно введены второй полоз токоприемника, датчик падения напряжения в цепи переходного сопротивления контакта между полозом токоприемника и контактным проводом, блок вычисления переходного сопротивления контакта между полозом токоприемника и контактным проводом, блок сравнения и блок эталонного сопротивления, причем второй полоз токоприемника подключен первым входом ко второму выходу контактного провода, вторым входом - ко второму выходу токоприемника, а выходом - к первому входу датчика падения напряжения в цепи переходного сопротивления контакта между полозом токоприемника и контактным проводом, который вторым входом подключен к выходу силовой цепи, а выходом - ко второму входу блока вычисления переходного сопротивления контакта между полозом
токоприемника и контактным проводом, первый вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход - к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока эталонного сопротивления, а выход - ко входу формирователя сигнала управления.
На фиг.1 представлена функциональная схема токоприемного устройства.
На фиг.2 представлена измерительная схема, обозначения на которой соответствуют рис. 1.
Токоприемное устройство содержит токоприемник 1, первый полоз 2 токоприемника, второй полоз 3 токоприемника, контактный провод 4, силовую цепь 5, датчик тока 6, датчик падения напряжения 7 на сопротивлении контакта между полозом 2 и контактным проводом 4, блок вычисления переходного сопротивления 8 между полозом 2 и контактным проводом 4, блок сравнения 9, блок эталонного сопротивления 10, формирователь сигнала управления 11 и привод токоприемника 12.
Токоприемное устройство работает следующим образом.
Токоприемник 1 нажимает одновременно на первый полоз 2 и на второй полоз 3. Через первый полоз 2 из контактного провода 4 в силовую цепь 5 протекает тяговый ток. Величину тягового тока измеряет датчик тока 6. Посредством второго полоза 3 датчик падения напряжения 7 измеряет величину падения напряжения на переходном сопротивлении контакта между полозом 2 и контактным проводом 4. Блок вычисления переходного сопротивления 8 вычисляет величину переходного сопротивления Zпс контакта между первым полозом 2 токоприемника 1 и контактным проводом 4 по формуле
где ΔUпс - величина падения напряжения на переходном сопротивлении контакта между первым полозом 2 токоприемника 1 и контактным проводом 4,
Iтт - величина тягового тока в силовой цепи 5.
Величины Iтт и ΔUпс поступают на первый и второй входы блока вычисления переходного сопротивления 8 с выходов датчиков 6 и 7 соответственно. В блоке вычисления переходного сопротивления 8 происходит вычисление величины Zпс. В блоке сравнения 9, на первый вход которого поступает вычисленная величина Znc в процессе скольжения первого полоза 2 по контактному проводу 4, производится сравнение Zпс с величиной эталонного сопротивления Zэ, задаваемого в блоке эталонного сопротивления 10. Величина Zэ выбирается в зависимости от типа железнодорожного транспортного средства, вида контактного провода и полоза токоприемника и т.д. Блок сравнения 9 формирует алгебраическую сумму величин Zпс и Zэ - величину ошибки сопротивления ΔZ, которая с помощью формирователя сигнала управления 11, воздействует на вход привода токоприемника 12. Привод токоприемника 12, в свою очередь, изменяет давление токоприемника 1 на первый полоз 2 до тех пор, пока величина Zпс не станет равной величине Zэ.
Принцип измерения величина падения напряжения на переходном сопротивлении контакта между первым полозом 2 токоприемника 1 и контактным проводом 4 состоит в следующем.
Датчик падения напряжения 7 имеет высокое входное сопротивление (на 3-4 порядка выше переходного сопротивления между полозами 2 или 3 и контактным проводом 4). Поэтому величина тока протекающего в цепи датчика 7 ничтожно мала по сравнению с величиной тока в силовой цепи. Учитывая это, падение напряжения на переходном сопротивлении контакта
между вторым полозом 3 токоприемника 1 и контактным проводом 4 также ничтожно мало по сравнению с падением напряжения на переходном сопротивлении контакта между первым полозом 2 токоприемника 1 и контактным проводом 4. Поэтому датчик 7 измеряет практически только падение напряжения от тягового тока в силовой цепи 5 на сопротивлении контакта между первым полозом 2 и контактным проводом 4. Расстояние между первым полозом 2 и вторым полозом 3 не влияет на точность измерения величины Zпс.
Регулирование давления полоза токоприемника на контактный провод непосредственно по величине переходного сопротивления контакта между полозом токоприемника и контактным проводом, позволяет повысить надежность работы токоприемника, ресурс безотказной работы и экономические показатели.