PL190082B1 - Wózek podwieszony napędowy zasilany bateryjnie - Google Patents

Abstract

1. Wózek podwieszony napedowy za- silany bateryjnie dla kolejki jednoszynowej, z co najmniej jednym zasilanym przez mo- dul akumulatora, modulem napedu, zna- mienny tym, ze modul napedu (2, 7) za- wiera co najmniej jedna jednostke silniko- wa (20, 21) polaczona rozlacznie z modu- lem napedu (2, 7), która zbudowana jest co najmniej z przekladni (23), silnika induk- cyjnego trójfazowego (22) i kola napedo- wego (24), które jest polaczone polacze- niem czynnym z szyna (11) kolejki jedno- szynowej . Fig. 4 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wózek podwieszony napędowy zasilany bateryjnie dla kolejki jednoszynowej. Tego rodzaju wózki podwieszone napędowe zasilane bateryjnie są stosowane pod ziemią, w celu transportowania w nich ciężkich ładunków lub osob. W tym celu tworzone są większe grupy z wielu wózków podwieszonych nośnych, przy tym, na czele takiej grupy usytuowany jest napęd. Aby móc eksploatować wózek podwieszony napędowy w obu kierunkach, na obu końcach usytuowane są kabiny jazdy.

Znane zasilane bateryjnie wózki podwieszone napędowe mają napęd, który jest wyposażony w silnik szeregowy. Ten silnik napędza poprzez przekładnię różnicową dwa koła cierne działające na szynę z przeciwnych stron. Zasilanie modułu napędu następuje przy tym przez akumulator, który z reguły jest wykonany jako niezaleznie od napędu zawieszany na szynie moduł.

190 082

Zaleta wózków podwieszonych napędowych zasilanych bateryjnie polega na tym, że wymagają one mniej konserwacji i prowadzą do mniejszego obciążenia otoczenia niz to jest z wózkami podwieszonymi transportowymi napędzanymi paliwem, o porównywalnej obciążalności. Niekorzystne okazuje się jednak w praktyce to, ze wózki podwieszone napędowe w przypadku uszkodzenia mogą być naprawione tylko z użyciem dużych nakładów. Poza tym, znane wózki podwieszone napędowe mogą być dopasowywane do nowych warunków pracy tylko z równie znacznymi nakładami.

Zadanie wynalazku polega na tym, aby stworzyć prostymi środkami wózek podwieszony napędowy zasilany bateryjnie o polepszonej obciążalności, który może być w łatwy sposób dozorowany i mniejszymi nakładami dopasowany do warunków eksploatacji.

Zadanie to zostało rozwiązane zgodnie z wynalazkiem poprzez wózek podwieszony napędowy zasilany bateryjnie dla kolejki jednoszynowej, z co najmniej jednym zasilanym poprzez moduł akumulatora modułem napędu, który charakteryzuje się tym, ze moduł napędu zawiera co najmniej jedną jednostkę silnikową połączoną rozłącznie z modułem napędu, która zbudowana jest co najmniej z przekładni, silnika indukcyjnego trójfazowego i koła napędowego, które jest połączone z szyną połączeniem czynnym.

Szczególnie korzystne ukształtowanie wynalazku charakteryzuje się przy tym, ze moduł napędu zawiera co najmniej jedną parę jednostek silnikowych, a każda jednostka silnikowa tej pary jest usytuowana po jednej stronie szyny i ze jednostki silnikowe niezależnie od siebie są połączone rozłącznie z modułem napędu.

Korzystnie, przekładnia, silnik indukcyjny trójfazowy i koło napędowe każdej jednostki silnikowej są usytuowane wzajemnie współosiowo, co daje oszczędzający przestrzeń układ elementów.

Ten układ jest korzystny zwłaszcza wtedy, kiedy jednostki silnikowe są usytuowane w zasadzie pionowo.

W ten sposób, biorąc pod uwagę z reguły wiszący układ pojedynczych modułów wózka podwieszonego napędowego według wynalazku, miejsce będące do dyspozycji dla zamocowania jednostek silnikowych w module napędu zostało wykorzystane optymalnie.

Korzystnie, każda jednostka silnikowa zawiera przetwornicę i urządzenie sterujące.

Korzystnie dalej, wózek podwieszony ma urządzenie nadzorujące, do nadzorowania danych eksploatacyjnych jednostek silnikowych.

Wózek podwieszony według wynalazku ma urządzenia do przekształcania energii nadmiarowej, oddawanej z jednostek silnikowych.

Kola napędowe są kolami ciernymi.

Zgodnie z wynalazkiem, wózek podwieszony napędowy ma urządzenie sterujące, do nadzorowania poślizgu pomiędzy kołem napędowym i szyną każdej jednostki silnikowej oraz ma elementy dociskowe do dociskania koła napędowego do szyny.

Korzystnie, moduły są ze sobą połączone przewodami łączącymi wtykowymi.

Wózek podwieszony napędowy jest wyposażony w światłowody do przekazywania danych z urządzeń nadzorujących i sterujących i, korzystnie, ma display tekstu niezaszyfrowanego, do wskazywania danych eksploatacyjnych jednostek silnikowych.

W ten sposób można połączyć z jednostką silnikową wszystkie, przyporządkowane każdej jednostce silnikowej, urządzenia zasilające w energię i sterujące. Dzięki temu konserwacja i wymiana tak zbudowanych jednostek jest dodatkowo uproszczona.

Zaletą wynalazku jest to, ze, wózek podwieszony napędowy wyposażony jest w moduł napędu, który posiada co najmniej jeden silnik indukcyjny trójfazowy. Taki silnik indukcyjny trójfazowy może dostarczyć, zwłaszcza w punkcie czasowym rozruchu zgodnego z wynalazkiem wózka podwieszonego napędowego, momentu znacznie większego niz silnik prądu stałego o porównywalnej mocy.

Połączenie przekładni, silnika indukcyjnego trójfazowego i koła napędowego w jedną jednostkę silnikową umożliwia, w przypadku uszkodzenia lub konieczności konserwacji, zastąpienie jednostki silnikowej jako całości, nową, przy użyciu prostych uchwytów i małym nakładem czasu. W ten sposób jest znacznie podwyższona dyspozycyjność wózka podwieszonego napędowego według wynalazku.

190 082

Przez to, ze moduł napędu sam tworzy samodzielnąjednostkę, jest oprócz tego możliwe zawieszenie kilku modułów napędu jeden za drugim, kiedy wymagają tego warunki eksploatacji. W ten sposób można szybko zestawić w trudnych warunkach eksploatacji, na przykład przy ekstremalnej jeździe pod górę, wózki podwieszone napędowe o wystarczającej obciążalności do transportu cięższych ładunków. Tak samo jest możliwe w najkrótszym czasie, zastąpienie istniejących jednostek silnikowych modułu napędu jednostkami o większej mocy.

Wózek podwieszony ma urządzenie sterujące do dostrajania liczby obrotów jednostek silnikowych. To urządzenie sterujące może być zbudowane jako tak zwany „wałek elektroniczny”. Zapewnia ono, ze koła napędowe mogą być napędzane w sposób optymalny dla każdego przypadku zastosowania i stanu pracy. W ten sposób można optymalizować wytrzymałość na zużycie kół napędowych i zagwarantować obok zmniejszenia zużycia, stały, eliminujący poślizg napęd. Obowiązuje to zwłaszcza wtedy, kiedy dostrojenie następuje przy jeździe po krzywej w zależności od jej zakrzywienia.

Urządzenie nadzorujące do nadzorowania danych eksploatacyjnych jednostek silnikowych daje informacje o chwilowym stanie jednostek silnikowych, tak, że w przypadku uszkodzenia możliwe jest w prosty sposób ustalenie jego przyczyny.

Zasięg zastosowanego w wózku podwieszonym napędowym modułu akumulatora można zwiększyć przez to, ze za pomocą jednostek silnikowych można w module akumulatora magazynować energię elektryczną. Przy tym ukształtowaniu wynalazku silnik każdej jednostki silnikowej jest w stanie, pracować jako generator i oddawać energię elektryczną do akumulatora. Jest to możliwe zawsze wtedy, kiedy wózek podwieszony napędowy pracuje w trybie przesuwu bezwładnego, w którym nie jest potrzebna żadna moc do napędu wózka podwieszonego napędowego, jak to jest na przykład przy zjeździe z góry.

Alternatywnie albo uzupełniająco do ukształtowania opisanego powyżej, wózek podwieszony napędowy według wynalazku może być wyposażony również w urządzenia do przekształcania nadmiarowej energii elektrycznej, oddanej przez jednostki silnikowe. Te urządzenia mają sens w połączeniu z pracą generatorową silników wtedy, kiedy istnieje możliwość przeładowania akumulatora.

Przewody łączące, które są przewodami wtykowymi umożliwiają, z jednej strony dalsze skrócenie czasu koniecznego do wymiany jednostek silnikowych. Z drugiej strony, dzięki połączeniom wtykowym, możliwe jest szybkie dołączenie do grupy wózka podwieszonego napędowego dodatkowych modułów napędu lub akumulatora lub odłączenie ich od niego.

Światłowody poprawiają pewność przesyłania danych o sygnałach, o nadzorowaniu i sterowaniu. Ten sposób przesyłania danych działa niezależnie od wpływów pól elektromagnetycznych często występujących pod ziemią w obszarze cięższych maszyn.

Display tekstu niezaszyfrowanego, umożliwia danie mniej wyszkolonemu personelowi, na przykład w przypadku zakłócenia, łatwo zrozumiałej wskazówki o rodzaju zakłócenia i środkach zaradczych, jakie można przedsięwziąć.

Dla umożliwienia pewnej, możliwie efektywnej i wolnej od zakłóceń pracy, praca w trybie jazdy powinna następować co najmniej czasowo automatycznie. Ważne jest to zwłaszcza dla fazy rozruchu, w której automatyczne sterowanie może wspomóc kierowcę wózka podwieszonego napędowego, w tym, aby wózek podwieszony napędowy uruchomić przy uniknięciu nadmiernego poślizgu i przeciążenia silników.

Wynalazek w przykładzie wykonania został objaśniony na podstawie rysunku, na którym schematycznie przedstawiono na fig. la jedną połowę wózka podwieszonego w widoku z boku, na fig. Ib - drugą połowę wózka podwieszonego w widoku z boku, na fig. 2 - moduł napędu w widoku z boku, na fig. 3 - moduł napędu według fig. 2 w widoku z góry, na fig. 4 2/4/.1 ΤΓΙ w π lUUWU Zj piZ-UUUj w-* r\ /411 J o m* o /4 n -Ρ» ru

I11UUU1 WUUlUt, lig,

J. 8 W w

C6yoviu W ym W jl W CA111VAXA.

Wózek podwieszony napędowy T zestawiony jest z wielu modułów 1 - 8, z których w przykładzie wykonania moduł pierwszy jest kabiną jazdy 1, moduł drugi - pierwszym modułem napędu 2, moduł trzeci - mechanicznym modułem hamowania 3, moduł czwarty - modułem wyposażenia 4, moduł piąty - modułem akumulatora 5, moduł szósty - drugim modułem napędu 7 i moduł siódmy - drugą kabiną jazdy 8. Pomiędzy modułem akumulatora 5 i drugim modułem napędu 7 usytuowane są ponadto liczne dalsze moduły wykonane jako moduły nośne 6.

190 082

Kabiny jazdy 1, 8 tworzą każdorazowo końcową głowicę wózka podwieszonego T i mają przeciwne kierunki jazdy FI, F2. Układ pozostałych modułów 2 do 7 jest w przeciwieństwie do tego nieustalony, może być zmieniany odpowiednio do każdorazowych wymagań i warunków eksploatacji. Korzystnie jednak jest, jeśli, jak to przedstawiono, kazdorazowo każdej kabinie jazdy 1 jest bezpośrednio przyporządkowany moduł napędu 2.

Moduły 1 - 8 wózka podwieszonego T są podwieszone do szyny 11 dalej nie pokazanej kolejki jednoszynowej poprzez wózki podwieszone 10 zaopatrzone w rolki 9. Jednocześnie, pojedyncze moduły 1 - 8 są wzajemnie połączone przegubowo w grupę poprzez człony sprzęgające 12. Moduły 1 - 8 są połączone pomiędzy sobą poprzez me pokazane przewody danych/sygnałowe, które są wykonane jako światłowody. Dane i sygnały są poprzez te światłowody przekazywane jako informacja cyfrowa, tak, ze wykluczone są wpływy zakłócające od dużych pól magnetycznych i tym podobnych.

Ponadto, co najmniej kabiny jazdy 1, 8 i moduły napędowe 2, 7 i moduł wyposażenia 4 są poprzez, również nie pokazane, przewody elektryczne połączone z modułem akumulatora 5 w celu zasilania. Wszystkie przyłącza przewodów pojedynczych modułów 1-8 są przy tym wykonane jako połączenia szybkorozłączne, aby umożliwić łatwe rozłączenie przewodów w przypadku, gdy jeden z modułów 1 - 8 jest wymieniany, włączany lub usuwany.

Kabiny jazdy 1, 8 usytuowane na końcach wózka podwieszonego napędowego T są w zasadzie jednakowe konstrukcyjnie. Każda zawiera fotel kierowcy i wszystkie elementy konieczne do nadzorowania i sterowania funkcjami wózka podwieszonego T i jego modułów 1-8, takie jak dźwignia jazdy, wyłącznik awaryjny, wyłącznik kodowy i inne. Poza tym, w kabinach jazdy jest usytuowany, tu nie przedstawiony, display tekstu niezaszyfrowanego utworzony przez panel LCD.

Na tym displa/u pokazane są kierowcy wózka podwieszonego napędowego informacje, na przykład o stanie pracy, możliwych źródłach błędów i wskazówki do usunięcia tych błędów.

Moduł hamowania 3 obejmuje wyzwalany mechanicznie, włączający się w przypadku przekroczenia najwyzszej prędkości, hamulec awaryjny i przytrzymujący, poprzez który zagwarantowane jest zatrzymanie wózka podwieszonego napędowego T również przy braku dostarczanej z modułu akumulatora 5 energii elektrycznej.

W module wyposażenia 4 zawarte są urządzenia wymagane do nadzorowania, rejestrowania i wskazywania danych eksploatacyjnych wózka podwieszonego napędowego T.

W module wyposażenia 4 mogą być usytuowane: uruchamiany mechanicznie hamulec awaryjny i przytrzymujący, urządzenia do wytwarzania energii, urządzenia nadzorujące i sterujące i podobne. Te agregaty są potrzebne do umożliwienia dokonywania napraw na miejscu lub do zasilania maszyn prowadzonych razem z wózkiem podwieszonym napędowym.

Moduł akumulatora 5 odpowiada w swojej konstrukcji dotychczasowym zespołom baterii, które były stosowane w połączeniu z zasilanymi prądem stałym bateryjnymi wózkami podwieszonymi napędowymi.

Również moduły nośne 6 odpowiadają konstrukcyjnie dotychczasowym wózkom podwieszonym nośnym i są na przykład wykonane jako konstrukcje z belką podnoszącą dla dużych obciążeń. Moduły nośne 6 mogą również podtrzymywać kabiny do transportu osób.

Każdy moduł napędu 2, 7 ma parę jednostek silnikowych 20, 21, które są usytuowane jedna obok drugiej symetrycznie względem szyny 11. Jednostki silnikowe 20, 21 są wykonane konstrukcyjnie jednakowo i każda zawiera silnik indukcyjny trójfazowy 22, przekładnię 23 i koło napędowe 24 wykonane jako koło cierne. Silnik indukcyjny trójfazowy 22, przekładnia 23 i koło napędowe 24 są w zasadzie usytuowane współosiowo względem osi obrotu X silnika indukcyjnego trójfazowego 22. Każdy silnik indukcyjny trójfazowy 22 jednostek silnikowych 20, 21 jest w sianie, podczas pracy w [rybie przesuwu bezwładnego, podczas którego me jesr potrzebna żadna moc do napędzania wózka podwieszonego napędowego T, jako generator, oddawać energię elektryczną do modułu akumulatora 5.

Każda jednostka silnikowa 20, 21 podtrzymuje poza tym, usytuowaną na jej powierzchni obwodowej skrzynkę przyłączeniową 25, w której znajduje się potrzebna dla wytworzenia przepływu prądu stałego dostarczonego z modułu akumulatora 5, przetwornica, i przełączniki elektryczne do nadzorowania i sterowania każdej jednostki silnikowej 20, 21.

190 082

Urządzenia sterujące jednostek silnikowych 20, 21 są do siebie nawzajem przyłączone przez połączenia wtykowe i obejmują tak zwany „wałek elektroniczny”, poprzez który liczba obrotów silników indukcyjnych trójfazowych 22 obu jednostek silnikowych 20, 21 jest nawzajem dostrajana. W ten sposób odbywa się dostrojenie liczby obrotów na przykład przy jeździe po krzywej, tak, ze przy jeździe po krzywej zawsze lezące wewnątrz koło napędowe 24 jest napędzane przez przyporządkowany mu silnik indukcyjny trójfazowy 20, 21 wolmej niz koło lezące na zewnątrz. Również za pomocą urządzenia sterującego są wychwytywane średnice różniące się od siebie w wyniku zuzycia i poślizg kół napędowych 24 na szynie 11 i wyrównywane poprzez odpowiednie sterowanie silników indukcyjnych trójfazowych 22.

Dalsza funkcja urządzeń sterujących polega na tym, aby w przypadku pracy w trybie przesuwu bezwładnego, na przykład przy zjeździe z góry, przekazywać energię elektryczną dostarczoną przez silniki indukcyjne trójfazowe 22 dalej do modułu akumulatora 5.

Jednostki silnikowe 20, 21 są tak zawieszone na bocznych ścianach 26, 27 zespołu nośnego 28 wózka podwieszonego nośnego 10 modułów napędu 2, 7, że są one ukierunkowane w zasadzie pionowo. Do tego celu jednostki silnikowe 20, 21 w obszarze przekładni 23 są połączone przegubowo ze ścianami bocznymi 26, 21 w przegubie 29 usytuowanym z boku każdej jednostki silnikowej 20, 21, którego oś wychylania jest usytuowana osiowo równolegle do osi obrotu X. Na stronie przeciwnej względem każdego przegubu 29 jednostek silnikowych 20, 21, pomiędzy każdą obudową silnika i przyporządkowaną jej ścianą boczną 26, 27, jest usytuowany cylinder dociskowy 30. Ten cylinder dociskowy 30 jest połączony z urządzeniem sterującym każdej jednostki silnikowej 20, 21 i dociska jednostkę silnikową 20, 21 w zalezności od warunków eksploatacji, stwierdzonego poślizgu i stanu zużycia kół napędowych 24, do zebra szyny.

Oprócz jednostek silnikowych 20, 21 zespół nośny 28 modułów napędu 2, 7 podtrzymuje parę hydraulicznie napowietrzanych hamulców awaryjnych i przytrzymujących 31, 32, która przy braku energii elektrycznej lub przy stanie awarii hamuje wózek podwieszony napędowy T razem z mechanicznym modułem hamowania 3.

W końcu, na zespole nośnym 28 zamocowane są rozłącznie oporniki 33, poprzez które energia elektryczna, dostarczona przez silniki indukcyjne trójfazowe 22 pracujące jako generatory podczas przesuwu bezwładnego, która juz nie może być przyjęta przez moduł akumulatora 5, zamieniana jest na energię cieplną. Dzięki ich zamocowaniu rozłącznemu na zespole nośnym 28, w przypadku uszkodzenia, można bez dużych nakładów, wymienić również oporniki 33.

W oparciu o konstrukcję modułową i konstrukcyjną samodzielność każdego pojedynczego modułu 1 - 8, można zmontować wózek podwieszony napędowy T w krótszym czasie, odpowiednio do każdorazowych wymagań. Jeśli, na przykład, mają być transportowane duze ładunki na trudnych wznoszących się odcinkach, można w ciągu krótszego czasu umieścić dodatkowe moduły napędowe 2, 7 w grupie modułów wózka podwieszonego napędowego T. Również jest bez problemów możliwe dodanie do wózka podwieszonego napędowego T dodatkowych modułów akumulatorów 5, jeśli mają być przebywane dalekie odcinki.

Ponieważ również moduły napędowe 2, 7 same są skonstruowane modułowo, należące do nich pojedyncze elementy, w przypadku na przykład uszkodzenia, mogą być łatwo wymienione niezależnie jeden od drugiego. Jeśli, na przykład, jedna z jednostek silnikowych 20, 21 ma uszkodzenie, po rozłączeniu wszystkich elektrycznych połączeń wtykowych, można ją przez rozłączenie jej połączenia z cylindrem dociskowym 30 wychylić z zespołu nośnego 28 i przez następujące dalej usunięcie kołka przegubowego przegubu 29 oddzielić od zespołu nośnego 28. Odpowiednio proste jest mocowanie nowej jednostki silnikowej 20, 21.

190 082

190 082

190 082

Fig. 4

190 082

F1 <,Τ

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wózek podwieszony napędowy zasilany bateryjnie dla kolejki jedno szynowej, z co najmniej jednym zasilanym przez moduł akumulatora, modułem napędu, znamienny tym, ze moduł napędu (2, 7) zawiera co najmniej jedną jednostkę silnikową (20, 21) połączoną rozłącznie z modułem napędu (2, 7), która zbudowana jest co najmniej z przekładni (23), silnika indukcyjnego trójfazowego (22) i koła napędowego (24), które jest połączone połączeniem czynnym z szyną (11) kolejki j ednoszynowej.
2. 2. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że moduł napędu (2, 7) zawiera co najmniej jedną parę jednostek silnikowych (20, 21), że każda jednostka silnikowa (20, 21) tej pary jest usytuowana po jednej stronie szyny (11) i ze jednostki silnikowe (20,21) niezależnie od siebie są połączone rozłącznie z modułem napędu (2, 7).
3. 3. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze przekładnia (23), silnik indukcyjny trójfazowy (22) i koło napędowe (24) każdej jednostki silnikowej (20, 21) usytuowane są wzajemnie współosiowo.
4. 4. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 3, znamienny tym, że jednostki silnikowe (20, 21) są usytuowane w zasadzie pionowo.
5. 5. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że każda jednostka silnikowa (20, 21) zawiera przetwornicę i urządzenie sterujące.
6. 6. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, ze ma urządzenie nadzorujące, do nadzorowania danych eksploatacyjnych jednostek silnikowych (20, 21).
7. 7. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, ze ma urządzenia (33) do przekształcania energii nadmiarowej, oddawanej z jednostek silnikowych (20,21).
8. 8. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że koła napędowe (24) są kołami ciernymi.
9. 9. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 8, znamienny tym, że ma urządzenie sterujące, do nadzorowania poślizgu pomiędzy kołem napędowym (24) i szyną (11) każdej jednostki silnikowej (20, 21) oraz ma elementy dociskowe do dociskania koła napędowego (24) do szyny (11).
10. 10. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, ze moduły są ze sobą połączone przewodami łączącymi wtykowymi.
11. 11. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 5 albo 6 albo 9, znamienny tym, ze jest wyposażony w światłowody do przekazywania danych z urządzeń nadzorujących i sterujących.
12. 12. Wózek podwieszony napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, ze ma display tekstu niezaszyfrowanego, do wskazywania danych eksploatacyjnych jednostek silnikowych (20, 21).