Стрелочный электропривод для метрополитена

Полезная модель относится к изменению и контролю положения остряков стрелок железнодорожных путей метрополитена и может быть применена в отрасли железнодорожного транспорта.
В качестве прототипа выбран стрелочный электропривод для метрополитена, содержащий корпус, внутри которого установлены электродвигатель постоянного тока мощностью 250 Вт, содержащий щеточно-коллекторный узел, узел регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и узел перемещения стрелки, соединенный с узлом регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем [http://www.termotron.ru/catalog/oborudovanie-dlya-zheleznykh-dorog/strelochnye-elektroprivody-sp/sp-6m.html, дата публикации: 31.12.2017 г.]
Недостатком прототипа является высокий риск выхода из строя электродвигателя постоянного тока из-за использования в его конструкции щеточно-коллекторного узла, вследствие чего возможен быстрый износ скользящих контактов электродвигателя покрытие продуктами износа внутренней полости корпуса, создания на ее поверхности токопроводящего слоя и ухудшения изоляции токопроводящих цепей, что повышает риск выхода обмотки ротора или статора электродвигателя или иных компонентов стрелочного привода из строя, существенным образом снижая надежность стрелочного электропривода для метрополитена.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности стрелочного электропривода для метрополитена.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска выхода из строя электродвигателя и компонентов стрелочного электропривода для метрополитена.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Стрелочный электропривод для метрополитена содержит корпус, внутри которого установлены электродвигатель мощностью 250 Вт, узел регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и узел перемещения стрелки, соединенный с узлом регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем. В отличие от прототипа электродвигатель представлен асинхронным бесколлекторным электродвигателем.
Асинхронный бесколлекторный электродвигатель мощностью 250 Вт обеспечивает возможность преобразования переменного электрического тока во вращательное движение и приведения таким образом в действие узла перемещения стрелки. Применение в конструкции электропривода асинхронного бесколлекторного электродвигателя снижает риск его выхода из строя, а также риск выхода из строя других компонентов электропривода. Мощность в 250 Вт обусловлена отсутствием в метрополитене внешних факторов, затрудняющих перемещение острякового рельса внутри рамного рельса, и возможностью применения за счет этого маломощных электродвигателей, а также необходимостью ограничения прижимного воздействия острякового рельса на рамный рельс. В случае, если мощность электродвигателя будет превышать 250 Вт, то снижается точность позиционирования положения и увеличивается усилие прижатия острякового рельса к рамному рельсу, вследствие чего возможно смещение рамного рельса на стрелочном переводе метрополитена. Также при этом возможен выход из строя самого электродвигателя и увеличение его энергопотребления. В случае, если мощность электродвигателя будет меньше 250 Вт, то создаваемый электродвигателем крутящий момент может быть недостаточен для преодоления сил фрикционного взаимодействия между остряковым рельсом и элементами стрелочного перевода, что может привести к выходу из строя электродвигателя переменного тока. В наиболее предпочтительном варианте, при котором снижается риск выхода из строя электродвигателя, он может быть выполнен трехфазным.
Узел контроля перемещения стрелки может дополнительно содержать контрольную линейку, обеспечивающую возможность фиксирования достижения стрелкой крайних положений. Контрольная линейка может быть представлена стержнем, штоком или рейкой. Контрольная линейка может быть соединена с магнитным ротором датчика положения стрелки посредством кинематической группы, а для обеспечения возможности фиксирования достижения стрелкой крайних положений она может иметь пазы, углубления или выступы на поверхности.
Узел регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, обеспечивает возможность изменения частоты и крутящего момента электродвигателя. Узел регулирования характеристик вращательного движения может быть представлен редуктором или мультипликатором, которые для ограничения величин характеристик вращательного движения могут содержать регулируемую фрикционную муфту.
Узел перемещения стрелки обеспечивает возможность преобразования вращательного движения узла регулирования характеристик вращательного движения в поступательное движение стрелки. Узел перемещения стрелки для этого может содержать приводной вал и зубчатую рейку (шибер). Зубчатая обеспечивает возможность передачи поступательного движения стрелке, и рейка может быть закреплена в корпусе стрелочного электропривода за счет направляющих. При этом зубчатая рейка на одном конце может содержать элемент для закрепления стрелки, представленный отверстием, проушиной или петлей.
Электродвигатель, узел регулирования характеристик вращательного движения и узел перемещения стрелки соединены с возможностью передачи вращательного движения. Для этого вал электродвигателя и валы узлов могут быть соединены без применения дополнительных элементов, либо посредством применения муфт, шестеренчатых пар, ременной или цепной передачи и др.
Корпус обеспечивает несущие и защитные функции стрелочного электропривода. Корпус может иметь любую форму и размер, обеспечивающие возможность размещения в его внутренней полости узлов устройства и электродвигателя. Корпус для этого может содержать кронштейны, площадки, пазы, углубления и резьбовые отверстия. Корпус может содержать крышку. Корпус может содержать средства электрического соединения стрелочного электропривода с электрической цепью управления, представленные разъемами, штекерами, клеммами. Корпус может быть выполнен из любого материала, обладающего требуемыми прочностными и жесткостными характеристиками: композитов, металлов, сплавов металлов и т.д.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающаяся тем, что электродвигатель представлен асинхронным бесколлекторным электродвигателем мощностью 250 Вт, что при условии соблюдения нормы усилия прижатия острякового рельса к рамному рельсу стрелочного перевода метрополитена (не выше 100 Н) исключает покрытие внутренней полости корпуса токопроводящим слоем, способствующим ухудшению изоляции токопроводящих цепей, тем самым снижая риск выхода из строя обмотки ротора или статора и иных электронных компонентов стрелочного привода.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска выхода из строя электродвигателя и компонентов стрелочного электропривода для метрополитена, тем самым повышается надежность стрелочного электропривода для метрополитена.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - Стрелочный электропривод для метрополитена, вид сверху.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Стрелочный электропривод для метрополитена содержит корпус 1, внутри которого установлен асинхронный бесколлекторный электродвигатель 2 переменного тока мощностью 250 Вт, узел 3 регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, содержащий редуктор с фрикционной муфтой, узел 4 перемещения стрелки, соединенный с узлом 3 регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и содержащий шибер и приводной вал с шиберным колесом, и узел 5 контроля перемещения стрелки, соединенный через кинематическую группу с узлом 4 перемещения стрелки и содержащий трансформаторные датчики положения шибера.
Полезная модель работает следующим образом.
В процессе эксплуатации стрелочного электропривода для метрополитена на асинхронный электродвигатель 2 подается управляющий сигнал для его активации. Крутящий момент от электродвигателя 2 через узел 3 передается на узел 4, за счет чего осуществляется перемещение шибера и остряка стрелочного перевода, к которому присоединен шибер. При этом за счет того, что мощность электродвигателя 2 составляет 250 Вт, обеспечивается усилие прижатия острякового рельса к рамному рельсу, не превышающее 100 Н, что исключает возможность его линейного смещения. Также за счет бесколлекторной конструкции асинхронного электродвигателя 2 исключается риск покрытия продуктами износа внутренней полости корпуса 1 и образования токопроводящего слоя, появление которого приводит к ухудшению изоляции токопроводящих цепей, вследствие чего снижается риск выхода компонентов электродвигателя 2, трансформаторных датчиков или иных компонентов стрелочного привода из строя.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в снижении риска выхода из строя электродвигателя и компонентов стрелочного электропривода для метрополитена, тем самым повышается надежность стрелочного электропривода для метрополитена.