ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА Российский патент 1994 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного и переменного тока.

Известны электроприводы постоянного тока, содержащие несколько электродвигателей, подключенных к соответствующим выходам блока преобразователей [1]. Такие приводы имеют низкую надежность и ухудшенные массогабаритные показатели, так как мощность, потребляемая электродвигателями, вырабатывается одним источником, который должен иметь большой запас по мощности и ресурсу.

Известны также электроприводы постоянного тока, содержащие m электродвигателей, подключенных к соответствующим выходам блока преобразователей, и n источников электроэнергии, соединенных с соответствующими входами блока преобразователей [2] . Однако известные приводы имеют пониженные КПД и надежность, так как источники электроэнергии, включающие n первичных тепловых двигателей, должны иметь завышенную установленную мощность, обеспечивающую форсированные режимы работы.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности, улучшение массогабаритных показателей.

Цель достигается тем, что в электропривод, содержащий m электродвигателей, n источников электроэнергии и блок преобразователей, введены l блоков накопителей энергии, соединенных с дополнительными входами блока преобразователей, который снабжен n-входными преобразователями энергии, m-выходными преобразователями энергии и l-промежуточными преобразователями энергии.

На фиг.1 показан электропривод постоянного тока.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатели 1, 2, соединенные с выходами блока 3 преобразователей, источники 4, 5 электроэнергии, соединенные с входами блока 3 преобразователей, накопители энергии в виде емкостных накопителей 6, 7 и аккумуляторной батареи 8. Источник 4 электроэнергии может включать тепловой двигатель 9 и генератор 10 с регулятором 11 возбуждения. Источник 5 может быть выполнен в виде турбогенераторной установки, турбина 12 которой установлена в потоке выхлопных газов теплового двигателя 9. Генератор 13 снабжен регулятором 14 возбуждения. Блок 3 преобразователей содержит входные преобразователи 15, 16, выходные преобразователи 17, 18 и промежуточные преобразователи 19-21.

Электропривод может быть размещен на транспортном средстве, колеса которого и электродвигатели объединены в конструктивно законченные модули - мотор - колеса и снабжены электромагнитными тормозами - генераторами 22 и 23, выходы которых соединены с дополнительными входами блока 3 преобразователей.

Система 24 управления своими выходами соединена с входами блоков преобразователей и регуляторов возбуждения электрических машин, а входами связана с органами 25 управления.

На фиг.2 приведен вариант принципиальной схемы электропривода, в которой входной преобразователь 15 выполнен в виде управляемого выпрямителя, выводы переменного тока которого подключены к выводам синхронного генератора 10. Выходной и промежуточный преобразователи 17 и 19 выполнены в виде встречно-параллельно включенных полностью или не полностью управляемых ключей (например, тиристоров) 26-29. Независимые обмотки электродвигателей 1, 2 получают питание от регуляторов 30, 31 возбуждения, которые могут быть выполнены в виде управляемых выпрямителей и включены в состав блока 3, с подключением, аналогичным подключению выпрямителя 15.

Электропривод работает следующим образом.

В тяговом режиме, когда не требуется форсирования мощности, электропривод работает по обычной схеме. Тяговые электродвигатели получают питание через преобразователь 15 и тиристор 17. В режиме торможения энергия от электродвигателей 1, 2 через полупроводниковые элементы 27, 29 (тиристоры) запасается в накопителях 6, 8.

В режимах разгона, маневра и движения на подъем тяговые электродвигатели 1, 2 получают питание одновременно от двигатель-электрических установок и блоков-накопителей.

Таким образом, основные элементы электрооборудования электропривода могут быть установлены с минимальными массогабаритными показателями, так как мощность, длительно ими реализуемая, невелика, а режимы форсирования мощности обеспечиваются блоками накопителей. Кроме того, предложенная схема электропривода обеспечивает работу тепловых двигателей в оптимальной по КПД и экологичности точке.

Предлагаемый электропривод может быть выполнен на модульном принципе с автономным использованием функционально законченных блоков. Такое выполнение существенно облегчает производство узлов электропривода, причем сборка изделия может быть осуществлена в условиях малых неспециализированных производств. Предлагаемый электропривод может быть применен в электротрансмиссиях автономных транспортных средств: автомобилях, промышленных и сельскохозяйственных тракторах, многофункциональных сельскохозяйственных машинах. Промышленная применимость предлагаемого электропривода обусловлена также возможностью многофункционального использования отдельных блоков, например, двигатель- генераторных установок в качестве электростанций - систем автономного электроснабжения.

Использование: может быть использовано в транспортных средствах, в сельском хозяйстве. Сущность: в электропривод введены l блоков накопителей энергии, а блок преобразователей снабжен дополнительными входами, соединенными с соответствующими выходами блоков накопителей. Основные элементы электрооборудования могут быть установлены с минимальными массогабаритными показателями, поскольку режимы форсирования мощности обеспечиваются блоками накопителей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий m электродвигателей, якорные обмотки которых подключены к соответствующим выходам блока преобразователей, и n источников электроэнергии, соединенных с соответствующими входами блока преобразователей, l блоков накопителей энергии, а блок преобразователей, включающий входные и выходные преобразователи, снабжен дополнительными входами, соединенными с соответствующими выходами блоков накопителей, отличающийся тем, что блок преобразователей снабжен l промежуточными преобразователями энергии, входы которых являются дополнительными входами блока преобразователей, причем выходы входных и промежуточных преобразователей и входы выходных преобразователей энергии объединены в сеть постоянного тока, один блок накопителей выполнен в виде аккумуляторной батареи, а l-1 блоков накопителей энергии выполнены в виде емкостных накопителей энергии. 2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что входные преобразователи блока преобразователей выполнены в виде управляемых выпрямителей, выводы переменного тока которых образуют входы блока преобразователей, а выходной и промежуточный преобразователи выполнены в виде встречно параллельно включенных тиристоров. 3. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что первые n/2 источников электроэнергии выполнены в виде двигатель-генераторных установок, а другие n/2 источников электроэнергии - в виде турбогенераторных установок, турбины которых установлены в потоке выхлопных газов первых n/2 источников электроэнергии.