МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ГРУЗОВОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА С ЭКРАНИРУЮЩИМ ИНДУКТОРОМ

Полезная модель относится к области электромашиностроения, а именно к магнитоэлектрическим генераторам, и может быть использована в качестве источника питания для электронных устройств грузового подвижного состава железнодорожного транспорта.
На грузовом подвижном составе железнодорожного транспорта используются различные электронные устройства, например, такие как электронные пломбы, датчики и сигнализаторы температуры нагрева подшипников. Все они нуждаются в источниках питания.
Применение аккумуляторных источников питания требует периодической их подзарядки и замены, а автономными источниками питания отечественные грузовые вагоны не оборудованы.
Существует множество технических решений использования в качестве источников питания для вагона магнитоэлектрических (МЭ-генераторов) роторного действия.
Наиболее близким техническим решением является устройство, реализующее способ мониторинга состояния букс движущегося поезда (RU, заявка №2006146775, положительное решение от 01.04.2008).
Составной частью данного устройства является генератор электрического напряжения питания, состоящий из подвижных магнитных элементов, установленных на торцевой поверхности оси колесной пары, и неподвижных катушек индуктивности, установленных неподвижно под крышкой буксы. Генерируемый переменный электрический ток поступает на диодные выпрямители, преобразуется в постоянный и заряжает аккумуляторную батарею.
Прототип имеет следующие недостатки:
- во-первых, в условиях стесненных габаритов внутреннего пространства между крышкой и торцом оси (расстояние между крышкой буксы и осью составляет 20-25 мм) необходимо разместить детали статора и ротора генератора и элементы их крепления;
- во-вторых, при ремонте и техническом обслуживании букс вагона и замене подшипников необходимо демонтировать закрепленные на торце оси постоянные магниты и снова установить их при сборке буксы, при этом потребуется внесение соответствующих изменений в технологические карты на обслуживание вагонов;
- в-третьих, крепление каких-либо деталей на торцевой части оси вагона потребует внесения изменений и в конструкцию торцевой части оси, которая является весьма ответственной деталью вагона, основные конструктивные параметры которой вносятся в специальный технический паспорт, составляемый индивидуально для каждой колесной пары;
- в-четвертых, реализация вышеуказанных изменений конструкции оси, а также связанное с этим внесение изменений в технологию технического обслуживания вагона потребует согласования с техническими службами ОАО «РЖД». Учитывая известный технический консерватизм этой системы, продиктованный неуклонной и постоянной заботой о безопасности движения, а также участившиеся в последние годы происшествия на железной дороге, следует предполагать большие трудности и даже полную невозможность получения вышеуказанных согласований.
В соответствии с вышеизложенным, задачей данного изобретения является создание такой конструкции магнитоэлектрического генератора, которая не требует крепления каких-либо элементов на торцевой части оси вагона и связанных с этим изменений конструкции оси вагона и технологии его обслуживания, то есть упрощение конструкции без ухудшения технических характеристик.
Поставленная задача решается следующим образом:
в магнитоэлектрическом генераторе грузового железнодорожного вагона, включающем статор и выпрямительно-стабилизирующее устройство, неподвижно установленные на внутренней стороне крышки буксы, и подвижный ротор, постоянные магниты и катушки совмещены в неподвижном статоре, а ротором служит торцевая часть оси вагона, имеющая выступы.
Классическая схема любого магнитоэлектрического генератора представляет собой конструкцию, в которой перемещаются относительно друг друга постоянные магниты и катушки. При этом магниты могут размещаться в роторе при неподвижных катушках статора или наоборот.
Главной отличительной особенностью предлагаемой полезной модели является то, что постоянные магниты и катушки совмещены и размещаются неподвижно в статоре. Катушки статора оснащены магнитными сердечниками с явно выраженными полюсами N и S на торцах. В качестве ротора использовано экранирующее свойство торцевой части оси вагона, имеющей выступы.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом:
Фиг.1 - конструкция магнитоэлектрического генератора грузового железнодорожного вагона с экранирующим индуктором.
В корпусе буксы 1 под крышкой 4, установленной через прокладку 2 при помощи болтов 3 напротив колесной оси 6 размещены катушки статора с магнитными сердечниками 7 и выпрямительно-стабилизирующее устройство 5.
Работает магнитоэлектрический генератор следующим образом.
При движении вагона ось 6 вращается и выступы концевой части оси, проходя над магнитными сердечниками катушек 7, производят циклическое экранирование магнитного поля сердечников катушек и, соответственно, циклическое изменение магнитного потока, и, вследствие этого, в катушках статора индуцируется переменная э.д.с.
Таким образом, задача разработки конструкции магнитоэлектрического генератора, исключающего крепление постоянных магнитов на торцевой части оси вагона, решена полностью.