JPH03235601A - Trains and train contact current collectors - Google Patents
Trains and train contact current collectorsInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高速走行する列車システムの車上電力を供給
するための集電装置にかかわる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a current collector for supplying on-board power to a train system running at high speed.
高速走行する列車、たとえば、磁気浮上列車の車上電力
は、冷凍機用、乗客照明用、制御用等に必要で、−両光
たり60kwと、在来線電力に比べれば数分の一少ない
が、それでも相当の大電流を必要とする。この電流の集
電は、磁気浮上列車の走行速度が500 k m /
hに達するため、在来線のようなパンタグラフ集電は、
アークによるパンタグラフ摩耗がひどく不可能であると
考えられている。そこで、現行では、内熱機関を積み込
んだ電源車を連絡する方式と、車上及び地上側にコイル
を設置して、電磁誘導により非接触で集電する方式が考
案されている。Onboard electric power for high-speed trains, such as magnetic levitation trains, is required for refrigerators, passenger lighting, control, etc. - 60 kW per train, which is a fraction of the electric power required for conventional lines. However, it still requires a considerable amount of current. This current is collected when the traveling speed of the magnetic levitation train is 500 km /
In order to reach h, pantograph current collection like conventional lines,
It is believed that pantograph wear due to arcing is seriously impossible. Therefore, two methods are currently being devised: one is to connect a power supply vehicle loaded with an internal heat engine, and the other is to install coils on the vehicle and on the ground side to collect electricity without contact using electromagnetic induction.
しかしながら、前者の電源車方式は、その分の乗車定員
を下げる必要が生じ、採算性を下げる。However, in the former power supply vehicle system, it becomes necessary to reduce the passenger capacity by that amount, which lowers profitability.
後者の非接触集電方式は、集電可能電力が走行速度に比
例するために、低速走行時や停車時には集電できなくな
り、そのために予備用蓄電池を積む必要が生ずる。特に
、事故時等で駅でないところに非常停止した時の長時間
集電が不可能となるので、システム全体の信頼性に問題
があった。In the latter non-contact current collection method, the power that can be collected is proportional to the driving speed, so current cannot be collected when the vehicle is running at low speed or when the vehicle is stopped, which makes it necessary to have a backup storage battery. In particular, when an emergency stop occurs outside of a station due to an accident, it becomes impossible to collect current for a long period of time, which poses a problem with the reliability of the entire system.
そこで本発明の目的は、停車時・低速走行時にても集電
電力低下しない集電装置を有する列車を提供することに
ある。また、本発明の他の目的は、かつ乗車定員にも下
げないような集電装置を有する列車を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a train having a current collector that does not reduce the collected power even when the train is stopped or running at low speed. Another object of the present invention is to provide a train having a current collector that does not reduce the passenger capacity.
上記目的を達成するために本発明では、在来技術の接触
集電装置を再検討することにした。現行の新幹線は25
0km/hで走行し、パンタグラフによるアーク集電で
電力をとり入れているが、この速度がパンタグラフ集電
の寿命から決るほぼ上限値である。磁気浮上列車は50
0 k m / hで走行するために、パンタグラフ集
電は不可能と予想されるが、本発明では摺動の相対速度
を低減する手段を設ける。In order to achieve the above object, the present invention decided to reconsider the conventional contact current collector. The current Shinkansen is 25
It travels at 0 km/h and takes in electricity through arc current collection using a pantograph, but this speed is almost the upper limit determined by the lifespan of the pantograph current collection. Magnetic levitation train is 50
Although pantograph current collection is expected to be impossible due to traveling at 0 km/h, the present invention provides means to reduce the relative speed of sliding.
相対速度を下げる方策として、例えば地上側導体と、車
上側集電子との間に中間回転体を設け、その回転体は地
上導体に対し滑りなしに転がるようにし、その一方で回
転体と集電子間については回転体の周速が、その直径に
よってかわることを利用して、相対速度を下げる。ある
いは、中間回転体がその周速が列車走行速度の半分にな
るように回転し、その結果架線と回転体及び回転体と集
電子の間の相対滑り速度が250km/h以下になり、
集電が肩部になる。As a measure to reduce the relative speed, for example, an intermediate rotating body is installed between the ground conductor and the onboard collector, so that the rotating body rolls without slipping against the ground conductor, while the rotating body and the collector In between, the relative speed is lowered by taking advantage of the fact that the circumferential speed of the rotating body changes depending on its diameter. Alternatively, the intermediate rotating body rotates so that its circumferential speed is half of the train running speed, and as a result, the relative sliding speed between the overhead wire and the rotating body and between the rotating body and the collector becomes 250 km/h or less,
The current collector is on the shoulder.
以下、本発明の実施例、磁気浮上列車の場合について説
明する。第1図は本発明の接触集電子の一例を示す図で
ある。第1図は正面図(a)と側面図(b)に分かれる
。また、第2図は磁気浮上列車断面図上における本集電
子1の取り付は位置を示している。第2図において、集
電子1は、列車の台車構造内2に設置され、地上側軌道
構造物3上に設置された二本の集電レール4と接してい
る。Hereinafter, an embodiment of the present invention, a case of a magnetically levitated train, will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of a contact current collector of the present invention. FIG. 1 is divided into a front view (a) and a side view (b). Further, FIG. 2 shows the mounting position of the main collector 1 on the cross-sectional view of the magnetically levitated train. In FIG. 2, a collector 1 is installed inside a bogie structure 2 of a train, and is in contact with two current collector rails 4 installed on a track structure 3 on the ground side.
第1図に戻り、まず側面図(b)において、集電子は2
個の回転ドラム5、それを支持する台車わく6を、列車
本体にくっつけかつ、集電レール4に集電子を押えつけ
る空気バネ7より成り立っている。空気バネ7は、列車
本体と、集電子を電気的にMIlkする目的も有してお
り、合成樹脂あるいは合成ゴムなどの材質で形成される
。集電レール4の方も、地上と電気絶縁するためにガイ
シ8を介して設置されている。回転ドラム5を前後2本
設け、その中央を空気バネ7で支えたことにより、集電
レール4の据付公差に起因するドラムの振動及び、振動
に起因してドラムとレールが離れることによる断線状態
の頻度を低減できるようにしている。Returning to Figure 1, first in the side view (b), the current collector is 2
The rotating drum 5 and the bogie frame 6 that supports it are attached to the train body, and are made up of air springs 7 that press the current collector against the current collector rail 4. The air spring 7 also has the purpose of electrically connecting the train body and the current collector, and is made of a material such as synthetic resin or synthetic rubber. The current collecting rail 4 is also installed via an insulator 8 for electrical insulation from the ground. By providing two rotating drums 5 at the front and the rear, and supporting the center with an air spring 7, vibration of the drum due to the installation tolerance of the current collection rail 4 and disconnection due to separation of the drum and the rail due to the vibration are avoided. This makes it possible to reduce the frequency of
第1図の正面図(a)に移って、回転ドラム5は、絶縁
スペーサ9を介して左右に電気絶縁されている。スペー
サは強度をもたせるために例えばポリイミド系樹脂を用
いる。回転ドラム5から左右につき出している副軸は、
ベアリング軸受け10によって台車わく6に固定され、
更にその外側に集電シュー11が設置されている。集電
シュー11においては、ブラシ12がスプリング13に
よって、軸方向に押えつけられる構造となっている。Shifting to the front view (a) of FIG. 1, the rotating drum 5 is electrically insulated from side to side with an insulating spacer 9 interposed therebetween. For example, polyimide resin is used for the spacer in order to provide strength. The subshafts protruding left and right from the rotating drum 5 are
It is fixed to the truck frame 6 by a bearing bearing 10,
Furthermore, a current collector shoe 11 is installed on the outside thereof. The current collector shoe 11 has a structure in which the brush 12 is pressed down in the axial direction by a spring 13.
なお集電シュー11を設けずに、ベアリング部10から
直接電力をとるようにする設計も考えられるが、ボール
ベアリングの焼きつき、あるいは潤滑油の変質が予想さ
れる。It should be noted that a design in which power is taken directly from the bearing portion 10 without providing the current collector shoe 11 can be considered, but this may cause seizing of the ball bearing or deterioration of the lubricating oil.
集電レール4は、回転ドラム5表面上をくまなくスイー
プするように、ジグザグ状に設置するようにする。The current collecting rail 4 is installed in a zigzag pattern so as to sweep all over the surface of the rotating drum 5.
回転ドラム5は空気バネ7によって押えつけるが、その
力の大きさはレールの据付高さの公差によって、ドラム
がレールから浮いてしまわない程度でよい。ドラム及び
台車わくはできるだけ軽い材料例えばアルミ合金を用い
ることにし、レール高さの公差が数mmであれば、押さ
え力は集電子−組あたり、0.5を程度でよいと考えら
れる。The rotating drum 5 is pressed down by the air spring 7, but the force may be such that the drum does not float off the rail depending on the tolerance of the installation height of the rail. The drum and truck frame are made of as light a material as possible, such as an aluminum alloy, and if the rail height tolerance is a few mm, it is thought that the pressing force should be about 0.5 per collector set.
車両全体の自重が約30tなので、全体の浮上刃バラン
スに影響を与えることはない。Since the weight of the entire vehicle is approximately 30 tons, it does not affect the overall floating blade balance.
この押えつけ力によって、回転ドラム5はレール上を滑
りなしに転がることになり、集電は摺動なしに行われる
。回転ドラム5の直径と、集電シュー11の実効直径と
の比を、5〜10分の1の設計にすることにすれば、集
電ブラシ12における摺動の相対速度は、列車が500
km/h定格で走っているときで50〜1100k/h
であり、充分に摺動集電可能な範囲内にある。This pressing force causes the rotating drum 5 to roll on the rail without slipping, and current collection is performed without sliding. If the ratio of the diameter of the rotating drum 5 to the effective diameter of the current collecting shoe 11 is designed to be 1/5 to 1/10, the relative sliding speed of the current collecting brush 12 will be 500 m
50-1100k/h when running at km/h rating
This is within the range that allows sufficient sliding current collection.
列車が16両編成で走るとし、車青当たり60kwの電
流を消費するとすれば、全所要電力は960kwである
。集電電圧を在来線と同じ1500V直流にし、集電子
を、先頭車と最後車に一台づつ、計2台設置することに
すれば、集電ドラム−本当たり通過電流は160Aとな
る。これらの諸数値は現行の送電及び集電技術で充分実
現可能な値である。Assuming that a train runs with 16 cars and each car consumes 60 kW of current, the total power requirement is 960 kW. If the current collection voltage is set to 1500V DC, which is the same as the conventional line, and two collectors are installed, one in the first car and one in the last car, the current passing through each current collection drum will be 160A. These numerical values are fully achievable with current power transmission and collection technologies.
本発明は、地上に集電レールを設置する方式について第
1図、第2図で説明したが、第3図に示すような、側壁
に設置する方式も、同様の考えで可能である。この場合
、列車本体が、走行速度及びカーブによって、ガイドウ
ェー14に対して上下左右、数cmのオーダーで変動す
るので、それに追従するような機構を設ける。Although the present invention has been described with reference to FIGS. 1 and 2 regarding the method of installing the current collection rail on the ground, a method of installing it on the side wall as shown in FIG. 3 is also possible based on the same idea. In this case, since the train body fluctuates on the order of several centimeters vertically and horizontally with respect to the guideway 14 depending on the running speed and the curve, a mechanism is provided to follow this.
第4図は、本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
本実施例では、モータを内蔵し自転が可能なようにした
回転ドラム5A、5Bを2個連結している。In this embodiment, two rotary drums 5A and 5B each having a built-in motor and capable of rotating are connected.
回転ドラム5Aは、地上集電レール4に接しており、ド
ラムの周速が、列車走行速度Vの2/3になるようにモ
ーターを制御する。回転ドラム5Bは、ドラム5Aと集
電シュー11に接し、V/3の周速で回転させる。従っ
て、レール4とドラム5A、ドラム5A−B間、ドラム
5Bと集電シュー11のいずれも相対速度がV/3で滑
っていることになる。例えばV = 500 k m
/ hとすると、各部の滑り速度は166km/hに下
げられることになり接触集電が可能な速度となる。第4
図において、地上レールへの追従性をよくするために、
スプリング15を有するアーム機構となっている。The rotating drum 5A is in contact with the ground current collection rail 4, and the motor is controlled so that the circumferential speed of the drum becomes 2/3 of the train running speed V. The rotating drum 5B is in contact with the drum 5A and the current collector shoe 11, and is rotated at a circumferential speed of V/3. Therefore, the rail 4 and the drum 5A, the drums 5A-B, and the drum 5B and the current collector shoe 11 are all sliding at a relative speed of V/3. For example, V = 500 km
/h, the sliding speed of each part is lowered to 166 km/h, which is a speed that allows contact current collection. Fourth
In the figure, in order to improve followability to the ground rail,
It is an arm mechanism having a spring 15.
また、回転ドラム5Bをドラム5Aに押付けるためのス
プリング機構16や、集電シュー11をドラム5Bに押
付けるためのスプリング機構17を有している。また、
これらの部材を列車本体に取付けるための絶縁ガイシ1
8を有している。It also includes a spring mechanism 16 for pressing the rotating drum 5B against the drum 5A, and a spring mechanism 17 for pressing the current collector shoe 11 against the drum 5B. Also,
Insulating insulator 1 for attaching these parts to the train body
It has 8.
回転ドラム5A−Bに回転を与えるためのモータの構造
は、例えば第5図に示すような、インダクションモータ
方式をとる。すなわち、外側回転導体をかご型ローター
18とし、内部を励磁コイル19を有するステータとす
る。供電用の三相交流導線2oは内軸よりとり出し、絶
a1−ランス21を介し車上型[22につながっている
。車上電源においては、インバータ等を用い、三相交流
周波数を制御できるようになっており、回転ドラム周速
を、列車走行速度にあわせてかえられるようになってい
る。The structure of the motor for imparting rotation to the rotating drums 5A-B is, for example, an induction motor as shown in FIG. That is, the outer rotating conductor is a squirrel cage rotor 18, and the inside is a stator having an excitation coil 19. A three-phase AC conductor 2o for power supply is taken out from the inner shaft and connected to the on-board mold [22] via a lance 21. In the on-board power supply, the three-phase AC frequency can be controlled using an inverter, etc., and the circumferential speed of the rotating drum can be changed in accordance with the train running speed.
以上述べたように本発明によれば、電源車のように乗車
定員の低下を招くことない列車を提供できる。また非接
触集電方式における非常停車時の電源喪失という信頼性
低下を招くこともなく、安定に電力を供給する列車を提
供できる。さらに。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a train that does not cause a reduction in passenger capacity unlike a power-supply vehicle. Furthermore, it is possible to provide a train that stably supplies power without causing a decrease in reliability due to loss of power during an emergency stop in the non-contact current collection system. moreover.
供給可能電力容量も容易に上昇できるので、超電導コイ
ル用の冷凍機容量の節約も緩和され、システム設計が容
易となる。Since the suppliable power capacity can be easily increased, saving on the capacity of the refrigerator for superconducting coils can be eased, and system design can be facilitated.
第1図は、本発明の構成を示す図、第2図は本発明の集
電子の取り付は構造を示す図、第3図は本発明の他の実
施例を示す図、第4図は本発明の他のもう一つの実施例
を示す図、第5図は実施例の詳細を示す図である。
1・・・集電子、
2・・・台車、
4・・・集電レール、
5・・・回
転ドラム、
6・・・台車わく、
7・・・空気バネ。
8・・・ガ
イシ。
9・・・スペーサ、
11・・・集電シュー
第2図
第3図
第1
図
第4図
第5図
AIBFIG. 1 is a diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the mounting structure of the current collector of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing details of the embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Current collector, 2... Dolly, 4... Current collecting rail, 5... Rotating drum, 6... Dolly frame, 7... Air spring. 8... Insulator. 9... Spacer, 11... Current collector shoe Figure 2 Figure 3 Figure 1 Figure 4 Figure 5 AIB
Claims (1)
ら列車に搭載された接触式集電装置を介して電力を供給
される列車において、 前記接触式集電装置に前記給電ラインとの相対速度を低
減する手段を設けたことを特徴とする列車。 2、列車の走行ルートに沿って敷設された給電ラインか
ら列車に搭載された接触式集電装置を介して電力を供給
される列車において、 前記接触式集電装置に前記給電ラインと接触する回転体
と前記回転体の外周の移動量を減速して列車側の集電子
に伝える手段と設けたことを特徴とする列車。 3、列車の走行ルートに沿って敷設された給電ラインか
ら電力を列車に供給する接触式集電装置において、 前記給電ラインとの相対速度を低減する手段を設けたこ
とを特徴とする接触式集電装置。4、列車の走行ルート
に沿って敷設された給電ラインから電力を列車に供給す
る接触式集電装置において、 前記給電ラインと接触する回転体と前記回転体の外周の
移動量を減速して列車側の集電子に伝える手段と設けた
ことを特徴とする接触式集電装置。[Scope of Claims] 1. In a train that is supplied with electric power from a power supply line laid along a running route of the train via a contact type current collector mounted on the train, the contact type current collector is provided with the A train characterized by being provided with means for reducing relative speed to a power supply line. 2. In a train that is supplied with electric power from a power supply line laid along the train's running route via a contact type current collector mounted on the train, the rotating contact type current collector comes into contact with the power supply line. A train, characterized in that it is provided with means for decelerating the amount of movement of the body and the outer periphery of the rotating body and transmitting the same to a collector on the train side. 3. A contact type current collector for supplying electric power to a train from a power supply line laid along a running route of a train, characterized in that a means for reducing the relative speed with respect to the power supply line is provided. Electrical equipment. 4. In a contact type current collector that supplies power to a train from a power supply line laid along a train running route, the rotating body that comes into contact with the power supply line and the amount of movement of the outer periphery of the rotary body are decelerated to reduce the speed of the train. A contact type current collector characterized by being provided with a means for transmitting information to a side collector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2829690A JPH03235601A (en) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Trains and train contact current collectors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2829690A JPH03235601A (en) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Trains and train contact current collectors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03235601A true JPH03235601A (en) | 1991-10-21 |
Family
ID=12244659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2829690A Pending JPH03235601A (en) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Trains and train contact current collectors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03235601A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008534346A (en) * | 2005-03-23 | 2008-08-28 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Transmission rail carrier |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2829690A patent/JPH03235601A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008534346A (en) * | 2005-03-23 | 2008-08-28 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Transmission rail carrier |
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