Двухпоточная электромеханическая трансмиссия переменного тока

 

Изобретение относится к гяговым электрическим приводам, точнее к электромеханическим многопоточным трансмиссиям тяговых н траснпортных машин. Цель изобретения - повышение КПД в режиме работы передвижной электростанцией на внешнюю электрическую нагрузку и упрощение конструкции. Электрическая асинхронная машина 8 выполнена . фазным ротором н снабжена тиристорным регулятором 16 и снетемои антоматического регулирования тока асинхронной машины и переключения выключите пен 9 и 10 машины 8 и нагрузки. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (53) 5 В 60 К 17/ 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АSTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ ССОР (21) 4480568/11 (22) 05.09.88 (46) 30.01.91. Бюл ° 11 4 (71) Научно-производственное объединение по тракторостроения НАТИ (. 2) I . В. Новиков (53) 629.1 13 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССP

В 1533897, кл. В 60 К 17/12, 1987. (54) ДВУХПОТОЧНАЯ ЭЛЕКТРОМВХАН1ЛЕСКАЯ

ТРАНСМИССИЯ IlFÐÅÈI;HÍÎI Î ТОКА (57) Изобретение относитс H к тяговым электрическим приводам, ткачиi е к

„.SU„„1623890 А 1

2 электромеханическим многопоточным трансмиссиям тяговых и траснпортных машин. Цель изобретения — повышение

КПД в режиме работы передвижной электрос танпией на внешнюю элек т рическ ую нагрузку и упрощение конструкции. электрическая асинхронная машина 8 выполнена . фазным ротором и снабжена тиристорным регулятором 16 и системой авт.)Mëòè÷åñкого регулирования тока асинхронной машины и переключения вык.жчателей 9 и 10 машины 8 и нагрузки. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1623890

Изобретение относится к тяговым электроприводам, в частности к многопоточным трансмиссиям тяговых и транспортных машин.

Цель изобретения - повышение КПД трансмиссии в режиме работы на внешнюю электрическую нагрузку и упрощение конструкции.

Иа фиг.! изображена принципиальная схема трансмиссии; на фиг.2 принципиальная схема тиристорного регулятора; на фиг ° 3 — то же, пример исполнения; на фиг.4 — график зависимости тока асинхронной машины от час- !5 тоты ее вращения; на фиг.5 - то же, для схемы по фиг.2 и 3; на фиг,6график зависимости тока генераторов от тока нагрузки.

Двухпоточная электромеханическая трансмиссия . переменного тока включает трехзненный планетарный дифференциальный механизм 2, связывающий первичный двигатель 3 с движителями

4 ° с одним входным звеном 5 которого связана синхронная машина 6, а с другим входным звеном 7 - асинхронная машина 8 с фаэным ротором, связанные между собой в режиме работы электростанции выключателем 9 и с внешней нагрузкой выключателем 10 °

Катушки 11 и 12 управления выключателей 9 и !0 связаны с логическим блоком 13 переключения, с входами которого соединены блоки 14 и 15 сравне5 ния. С ротором машины 8 соединен тиристорньц1 регулятор !6 система 17 управления которого связана с блоком 18 суммирования. Первые входы блоков 14, 15 и 18 связаны с датчиком 19 тока, установленным в цепи якоря машины 6 и выполненным имеющим три выхода, вторые - с эадатчиком 20, а третий выход блока 18 — с датчиком 21 тока, установленным в якорной цепи машины 8.

Тиристорный регулятор 16 согласно схеме по фиг.2 включает фазные резисторы 22, соединенные в звезду, каждый из которых соединен с соответствующей фазой ротора машины 8 поередством встречно-параллельно соединенных управляемых вентилей 23, Регулятор 16, схема которого пока. зана на фиг.3, включает выпрямительный мост 24, управляемый ключ 25, резистор 26 и дроссель 27.

Блок 13 переключения при появлении

Сигнала на первом входе, связанном с блоком 14, имеющим на втором входе больший сигнал задатчика 20, выдает сигнал на включение выключателя 9, а если он уже включен, то на выключение выключателя 10. При появлении сигнала на втором выходе, связанном с блоком 15, имеющим на втором входе меньший сигнал эадатчика 20, блок 13 переключения выдает сигнал на выключение выключателя 9. Сигнал на включение выключателя 10 подается водителем.

Передаточные числа кинематических связей машин 6 и 8 с двигателем 3 подбирают такими, что при неподвижном водиле 28 механизма 2 частота вращения машины 8 выше частоты синхронной и ее электрическое скольжение выше номинального.

Блоки 14 и 15 сравнения соединены с блоком 13 посредством диодов 29 и 30.

Трансмиссия 1 работает в режиме электростанции следующим образом.

По сигналу водителя первичный двигатель 3 раз гоняется и приводит во вращение со строго взаимно связанными частотами вращения электрические машины 6 и 8, Система автоматического регулирования (не показана), воздействуя на возбуждение генератора (машина 6) и подачу топлива двигателя 3, обеспечивает поддержание на клеммах машины 6 величин напряжения и частоты тока, соответствующих сетевым значениям или иным значениям, необходимьм для питания нагрузки.

Затем по сигналу водителя включается выключатель 10, подсоединяя внешнюю нагрузку к генератору, В нагрузку от генератора начинает i:îñòóïàòb ток, величина которого зависит от величины сопротивления. нагрузки. Ток измеряется датчиком 19 и сравнивается в блоках 14 и 15 с сигналами задатчика 20. Иэ них первый пропорционален току I! (фиг.5 и 6), равному или близкому к номинальному току генератора, а второй — току I, равному или близкому к половине номинального тока, Когда ток генератора превышает сигнал с блока 14 поступает на первый вход логического блока 13 переключения и последний выдает сигнал на включение выключателя 9. Выключатель

9 подключает асинхронную машину 8 к синхронной машине 6 параллельно, в результате чего машина 8 оказывается в режиме асинхронного генератора, 5

3С

4С

5 162 получаюшего реактивный ток возбуждения от синхронной машины 6 и отдающего активный ток в нагрузку, поскольку его скорость Я вьше синхронной скорости Я, а скольжение имеет генераторный характер и величину выше номинальной (фиг. 5). Ток машины 8 фиксируется датчиком 21 и сравнивается в блоке 18 с током машины 6 °

Величина тока машины 8 определяется величиной суммарного сопротивления роторных обмоток и добавочных резисторов тиристорного регулятора

1Ь, подключенных к обмоткам. Последняя зависит от фазового угла управления тиристорами регулятора 16, если он выполнен по схеме на фиг.2, и от скважности управляющего импульса, если регулятор 16 выполнен по схеме на фиг.3. В отсутствие сигнала от блока 18 система 17 управления выдает на регулятор 16 сигнал фазового угла или сква>кности, при котором сопротивление резистора 22 или 26 максимально и равно их физическому сопротивлению. При этом ток машины 8 имеет минимальную величину, меньшую

Если ток нагрузки до переключения был больше Т, то после включения выключателя 9 ток машины 8 оказывается меньше тока машины 6 и на выходе блока 18 появляется сигнал, пропорциональный их разности. Поступив на вход системы 17 управления, он вызывает изменение сигнала управления на входе регулятора 16, которое вызывает изменение добавочного сопротивления (снижение его величины) и увеличение таким образом тока якоря машины

8 до выравнивания его с током машины 6.

При дальнейшем увеличении тока нагрузки токи обеих машин 6 и 8 вследствие действия описанного механизма регулирования меняются пропорционально току нагрузки, оставаясь одинаковыми по величине.

Если ток машины 6 вновь превысит величину Т 1, то блок 14 вновь выдает сигнал на блок 13 и последний ь..адает сигнал на отключение выключателя 10, защищая трансмиссию 1 от сверхтока.

Если по ходу работы ток нагрузки начинает снижаться, То начинают снижаться токи машин 6 и 8, и когда ток машины 6 снизится ниже значения I блок 15 выдает сигнал на второй вход

3890 6 блока 13 и госледннй отключает выключатель 9. Машина 8 отключается от машины 6, ток нагрузки полностью переходит на машину 6, а ток возбуждения исчезает.

Таким образом, при малых токах нагрузки КПД трансмиссии возрастает за счет исключения реактивного, тока возбуждения и обусловленных им потерь мощности.-Пропорциональное регулирование током машины позволяет повысить

К!1Д трансмиссии в зоне больших токов нагрузки, а возможность регулирования тока асинхронной машины позволяет упростить подбор передаточных чисел и изготовление кинематических связей машин с валом первичного двигателя.

Тиристорный регулятор 16 может быть выполнен по другим схемам, отличным от схем по фиг.2 и 3, а также с использованием другого принципа регулирования — в виде преобразователя частоты, например, В последнем случае структура системы регулирования сохраняется, но изменяются характеристики эависимости тока машины 8 от частоты ее вращения (фиг ° 4). Систему

17 управления в этом случае выполняют такцм образом, что я отсутствие сигнала на входе она обеспечивает величину частоты тока машины 8, при которой синхронная частота ее вращения оказывается близкой к физической.

Применение трансмиссии позволяет достичь таких же энергетических характеристик, как в трансмиссии с добавочным двигателем, свя >àííûì с промежуточным звеном планетарного механизма, но при более простой конструкции.

Ф о р и у л а и з о 6 р е т е н и я

1. Двухпоточная электромеханическая трансмиссия переменного тока, содержащая связанный с тепловым двигателем и движителями планетарный дифференциальный механизм, с двумя вход-, ными звеньями которого связаны соответственно синхронная асинхронная электрические машины, о т я н ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения КПД трансмиссии в режиме работы на внешнюю электрическую нагрузку и упрощения конструкции, она снабжена двумя датчикали тока, задатчиком, двумя блоками сравнения, блоком суммирования и логическим блоком переключения, причем датчики тока уста)623890 новлены в якорных цепях каждой электрической машины, а один иэ них выполнен имеющим три выхода, синхронная и асинхронная электрические машины связаны между собой посредством первого выключателя и с клеммами для подключения нагрузки посредством второго, асинхронная машина выполнена с фаэным ротором и снабжена соеди- 1О ненным с обмоткой ротора тиристорным регулятором, система управления которым связана с блоком суммирования, соединенным входами с двумя датчиками тока, а катушки управления выключателями связаны с блоком переключения, с двумя входами которого посредством диодов соединены два блока сравнения, первые входы которых соединены с двумя выходами датчика тока, установленного в цепи синхронного генератора, а вторые подключены к двум выходам задатчика, 2. Трансмиссия по п.l о т л и— ч а ю щ а я с я тем что тиристорный регулятор выполнен в виде группы встречно-параллельно соединенных управляемых вентилей, связанных с фазными обмотками машины и соединенных между собой резисторами.

3. Трансмиссия по п.l, о т л и " ч а ю.щ а я с я тем, что тиристорный регулятор выполнен в виде выпрямительного моста, фазные выводы которого связаны с выводами фазных обмоток машины, а к анодной и катодной точкам подключены резистор и связанный с нии ключевой элемент, 4. Трансмиссия по и.l о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что тиристорный регулятор выполнен в виде преобразователя частоты.!

623890

Фиг. 4

Составитель С.Белоусько

Редактор А.Огар Техред Л.Олийнык

Корректор С.Черни

Заказ 162 Тиран Поднис ное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям лри ГКИГ СССР

113035, Иосква, N-35, Рауаская наб., д. 0/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101