Электромеханическая двухпоточная передача переменного тока

 

Изобретение относится к тяговому электроприводу, точнее к тяговым передачам мощности транспортных и тяговых подвижных средств, тракторов, бульдозеров и т.п. машин. Цель изобретения - повышение КПД и расширение диапазона нагрузок в режиме работы передачи электростанцией. Для этого электродвигатель 9 выполнен с фазным ротором, снабжен контактно-резисторным регулятором 21 тока и системой автоматического управления переключениями 14 и 15, включающий датчик 19 и задатчик 20 тока, блоки 17 и 18 сравнения и блок 16 управления. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И).

Р1) В 60 К 17/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

П РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИД -"ТЕЛЬСТВУ (21) 4480573/11 (22) 05.09 ° 88 (46) 07 04 91, Бюл, Ф 13. (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению (72) Г.В.Новиков (53) 629.113 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1533897, кл, В 60 К 17/! 2, 23.03.87. (54 ) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ДВУХПОТОЧНАЯ ПЕРЕДАЧА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА . (57) Изобретение относится к тяговому электроприводу, точнее к тяговым передачам мощности транспортных и тяговых подвижных средств, тракторов, бульдозеров и т.п. малин. Цель изобретения — повышение КПД и расширение диапазона нагрузок в режиме работы передачи электростанцией. Для этого . электродвигатель 9 выполнен с фазным ротором, снабже н контактно-резисторным регулятором 21 тока и системой автоматического управления переключениями 14 и 15, включающий датчик !9 и задатчик 20 тока, блоки 17 и 18 сравнения и блок 16 управления. 5 ил, 1639995

Из обретение . от носится к тяговому эл ектр о приводу, точнее к тя говым передачам мощности транспортных и тяговых подвижных средств, тракторов, бульдозеров и т.п. машин.

Цель изобретения — повышение КПД и расширение диапазона нагрузок в режиме работы передачи электростанцией.

На фиг. 1 показана принципиальная схема электромеханической двухпоточной передачи переменного тока на фиг. 2 - схема контактно-резисторного

pe rysIHTop а тока р на фиг 3 график зависимости тока асинхронного генератора от частоты его вращения; на фиг. 4 — график зависимости тока синхронного генератора от тока нагрузки; на фиг. 5 - график зависимости тока асинхронного генератора от тока нагрузки.

Двухпоточная передача 1 содержит трехзвенный планетарный дифференциальный механизм 2, связывающий первичный двигатель 3 с движителями 4, с первым входным звеном 5 механизма 2 посредством передачи 6 соединен синхронный генератор 7, а с вторым входным звеном 8 — асинхронный электродвигатель 9 посредством передачи 10, При работе транспортного средства с передачей 1 в режиме электростанции

Ъ машины 7 и 9 связаны между собой выключателем 11, а с клеммами 12 для

35 подключения внешней нагрузки — выключателем 13. Их катушки 14 и 15 управления связаны с блоком 16 управления, входы которого соединены с блоками 17 и 18 сравнения, первые входы которых связаны с датчиком 19 тока, установленным в якорной цепи генератора 7, а вторые- сдвумя выходами задатчика 20 тока. Третий вход блока

16 связан с пультом водителя (не по- 45 казан).

Аси нхр онный эл ектр одви г ат ел ь 9 выполнен с фазным ротором, обмотки которого соединены с контактно-резистивным регулятором 21, связанным также с блоком 16, Регулятор 21 (фиг.2), в частности, может включать соединен» ные между собой и с тремя фазами обмотки электродвигателя 9 резисторы 2224, с отпайками, соединенные между

55 собой выключателями 25-30, катушки управления которых (не показаны) связаны с блоком 16. Блоки 17 и 18 связаны с блоком 16 диодами 31 и 32.

Передаточные отношения передач от вала двигателя 3 к валам машин 7 и 9 подобраны так, что частота вращения

Q электродвигателя 9 удовлетворяет выражению

Ы) Я (1+Бн), где Я вЂ” синхронная частота враще- . ния электродвигателя 9;

S„ee электрического скольжения.

Блок 16 управления построен таким обр аз ом„что при появлении сигналов на в .оде, связанном с блоком 17, в зависимости от положения выключателей

11, 25, 26, 27, 28 и 13 выдается сигнал на, включение выключателя 11 при выключенных остальных, кроме 13, на включение 25 и 26 при включенном 11> на включение 27 и 28 при включенных

11, 25 и 26, и на выключение 13 при . включенных остальных. При появлении сигнала на входе, связанном с блоком

18, при включенных выключателях 11, 25, 26, 27, 28 и 13 выдается сигнал на выключение выключателей 27 и 28, при включенных 27 и 28 — на выключение 25 и 26, при выключенных 25 и

26 - на выключение выключателя 11, Сигнал на третий вход блока 16 подается водителем, и по нему блок 16 дает сигнал на включение выключателя

13 при выключенных остальных выключателях или на выключение выключателей

13 и 11 и включение 2.9 и 30 при включенных 27 и 28.

Конструктивно указанный блок управления может быть осуще.ствлен посредством блок-контактов выключателей, а при использовании микропроцессорного управления передачей — посредством указанного заложенного в процессор алгоритма переключения.

Электромеханическая передача 1 в режиме электростанции работает следующим образом.

Пер вич н ый дви г ат ел ь 3 р аз z о ня ет ся и приводит во вращение через передачу 6 синхронный генератор 7 и через элементы механизма 2 и передачу 10асинхронный электродвигатель 9. Частоты вращения обих машин 7 и 9 жестко связаны с частотой вращения двигателя 3 и, таким образом, жестко связаны одна с другой, следовательно, при любых изменениях как частоты вращения двигателя 3, так и тока нагрузки разница между ними постоянна, IIoc10

Формула

5

1639 ле разгона двигателя 3 на генератор

7 подается возбуждение (не показ ано), и напряжение и частота его тока выравниваются с номинальными сетевыми значениями. После этого по сигналу водителя блок 16 подает си гнал включения на катушку 15, и выключатель 13 подключает к генер атору 7 внешнюю нагрузку, подключенную к клеммам 12, Ток генератора 7, а в этот момент он является током нагрузки, измеряется датчиком 19 и сравнивается в блоках

17 и 18 с двумя сигналами задатчика

20. Первый из них пропорционален значению тока I

Е сли ток ген ер атор а 7 пр евыш ает

I сигнал с блока 17 проходит на блок 16, и последний выдает сигнал на включение выключателя 1!, который подключает асинхронный электродвиraтель 9 к генератору 7, Электродвигатель 9 оказывается при этом в режиме асинхронного генер атора, потр ебля ющего ток возбуждения от синхронного генератора 7 и отдающего активный ток в нагрузку, и имеющего скольжение больше номинального по величине, не з ависящее от нагрузки машин, Гок I. (фиг. 3 и 5) электродви гателя 9 определяется сопротивлением его ротора, в которое включено полное сопротивление резисторов 22-24, . Если и после этого ток генератора

7 превышает I <, сигнал с блока 17 вновь поступает на блок 16, и последний выдает сигнал на включение выключателей 25 и 26, в результате включения которых часть резисторов 22-24 закорачивается, сопротивление ротора машины 9 снижается, и ток ее увеличивается до величины

Если ток генер атор а 7, р авный р аэности общего тока нагрузки и тока электродвигателя 9, все еще выше I 1 сигнал с блока 7 з аставляет блок 16 выдать сигнал на включение выключателей 27 и 28, в результате включения которых сопротивление ротора снижается еще больше, и ток электродвигателя 9 достигает значения I< близкого к номинальному значению, Если ток генератора 7 и после этого .превышает по величине значений что означает, что ток нагрузки превышает максимальный суммарный ток машин

995 6

7 и 9 передачи 1, сигнал с блока 17 вновь поступает на вход блока 16 и последний выдает сигнал на выключение

5 выключателя 13 вследствие чего нагруз1 ка отключена от передачи 1, и последняя защищена от сверхтоков, Включение выключателя 13 осуществляется по сигналу водителя °

Если ток нагрузки снижается, то пропорционально ему снижается ток генератора 7 при неизменной величине тока электродвигателя 9, и если ток генератора 7 меньше I, на блок 16 поступает сигнал с блока 18, и блок !6 выдает сигнап на выключение выключателей 27 и 28, в результате чего сопротивление в роторе электродвигателя

9 увеличивается, а ток ее снижается до значения Iп °

При дальнейшем снижении тока нагрузки аналогичным образом выключатся выключатели 25» 26, и ток снижается до значения I а затем — выкЯ,! лючатель 11, и ток электродвигателя

9 падает до нуля, 1

Для перевода передачи в тяговый режим по сигналу вод»теля блок !6 выдает сигнал на выключение выключателей 1, 3 и 29, 30, в результате чего разрывается прямая связь машин 7

9, а электродвигатель 9»ереподится в режим нормального скольжения > акорачиванием добавочнь>х сопрет»плен> и 2224 ротора ° изобретения

Электромеханическая двухпо гочная передача переменного тока, с одержащая Il»à»åòÿðíûé диффе!>ели»аль»ый редуктор, с двумя входнь>м>: зв ньями которого связаны посредством меха»»ческих передач электрический генератор и асинхронный электрический двигатель, отличающаяся тем,что,с целью повышения КПД и расширения диапазона нагрузок в режиме работы передачи электростанцией, она с»абжена блоками сравнения, датчиком -,с а генератора и задатчиком тока, выключателями, включенными соответственно между генератором и асинхронным электродви гателем, блоком управления выключателями и регулятором тока, причем асинхронныи электродвигатель выполнен с фазным ро-ором, который под. >>ючен к регулятору тока, связанному с датчи1б39995

1а2

Составитель С,Белоусько

Техред С.Иигунова

Корректор Н.Король

Ре дак то р О, Гол ов ач

Заказ 989 Тир аж 340 Подпи сн о е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 ком и задатчиком тока посредством блоков сравнения и блока управления, связанного также с катушками управления выключателями.