Способ автоматического срыва буксовки приводного колеса транспортного средства (ТС) и усиления рулевого механизма при маневрировании в режиме "Ручного управления", обеспечивающий разворот (ТС), на ограниченной территории, имеющего электропривод системы "Электрический дифференциал переменного тока", и устройство для его реализации Российский патент 2020 года по МПК H02P1/30 H02P25/18 B60L15/10 

Электрический дифференциал переменного тока с импульсно-частотным регулированием для срыва режима «буксования» приводного колеса и усиления механизма руля.

На Рис. 1 обозначено:

V_f - источник напряжения изменяемой частоты;

А, В, С - фазы источника напряжения V_f;

D11, D12, D13 - фазные обмотки левого двигателя;

D21, D22, D23 - фазные обмотки правого двигателя;

1с, 2с, 3с,4с - симисторные ключи;

СТ1, СТ2, СТ3, СТ4 - тормозные сопротивления в силовой цепи симисторов;

К1, К2, К3, К4 - входы управления симисторов;

Р1, Р2 - реле времени (катушки и н_io_i контакты);

к, н - конец и начало фазных обмоток электродвигателей;

Р01, Р02 - резисторы отсечки по напряжению;

ПО - питание отсечки по напряжению;

ПУ - пульт управления;

Бу - блок двоичного кода «импульс-пауза»;

БЧ- блок контроля частоты Vf;

БК - блок контактной аппаратуры;

КВл - н.о. и н.з. контакты конечного выключателя рулевого механизма левого поворота;

КВп - н.о. и н.з. контакты конечного выключателя рулевого механизма правого поворота.

В приведенной схеме статорные обмотки D11, D12, D13 левого приводного двигателя и D21, D22, D23 правого двигателя соединены пофазно последовательно в общий треугольник, подключенный к фазам А, В, С, источника напряжения Vf, причем к каждой из 2-х обмоток обоих двигателей к клеммам «начало», «конец» через тормозные сопротивления СТ1-СТ4 подключены симисторные ключи 1с-4с, управляющие входы которых К1-К4 через н.о. контакты реле времени Р1.Р2 с выдержкой времени на отключение соединяют с блоком Бу пульта управления ПУ, причем длительность цикла импульс - пауза напряжения Бу в обратно пропорциональной зависимости определяется другим блоком пульта - БЧ. На вход «ПО» пульта ПУ подключены резисторы РО1, РО2. Электросхема работает следующим образом; при возникновении режима «буксовки» приводного колеса ТС (левого или правого), когда нарушается связь его с поверхностью движения, в ЭД также как и в механическом дифференциале (МД), исчезает силовой контур саморегулирования частоты вращения колес в функции нагрузочных моментов, при этом буксующий двигатель в ЭД забирает большую часть напряжения источника питания, а обмотки другого двигателя превращаются в предвключенные индуктивные сопротивления в цепи последовательно соединенных статорных обмоток двигателей ЭД. Предлагаемый способ решает обратную задачу - гашения названного напряжения и с помощью симисторных ключей замыкают каждую из 2-х статорных обмоток двигателя, буксующего колеса, а для устранения токов короткого замыкания последовательно с симистором включают тормозное сопротивление, причем за счет импульсно - частотного режима растягивают процесс, а реле времени с выдержкой времени на отключение позволяет избежать режима «дребезжания». Когда напряжение на обмотке двигателя «буксующего» колеса, выпрямленное диодным мостом, преодолевает порог отсечки на резисторе Ро реле РВ н.о. контактом в цепи входа «к» включает симистор. После торможения приводного колеса, лишенного движущего момента, срабатывает отсечка питания РВ по напряжению, но режим торможения некоторое время сохраняется. Обе схемы (правого и левого) двигателей работают в автоматическом режиме в системе ЭД только при прямолинейном движении ТС, т.к. при маневрировании в режиме «ручного управления» с помощью конечных выключателей, усиливающих механизм руля, растущее напряжение на обмотке двигателя, находящегося в приводе внешнего колеса, вызовет автоматическое включение реле его электросхемы, - аналогичное режиму срыва буксовки колеса, и будет препятствовать повороту ТС. Для устранения такого режима используют блокировку с помощью н.з. контактов КВл и КВп в блоке БК. В цепи н.о. контакта Р1 левой электросхемы устанавливают н.з. контакт КВп правого поворота, а в цепи н.о. Р2 правой схемы - н.з. контакт КВл левого поворота. С помощью н.о. контактов КВл и КВп блока БК включают симисторы левой или правой электросхем приводных двигателей для гашения движущих моментов последних при нахождении левого или соответственно правого колеса ТС на внутренней стороне поворота, что резко усиливает действие нагрузочного момента в контуре саморегулирования дифференциального привода, перераспределяющего частоты вращения приводных колес, - в пределе: внутреннего - до нуля, а внешнего - до 2-х кратной величины, равной сумме частоты вращения обоих колес для прямолинейного движения ТС, соответствующего уровню частоты источника питания. Элементы оборудования электросхемы, обозначенные на Рис. 1 пунктиром, находятся в одной конструкции с блоком БК и размещены в механизме руля. При возникновении «буксования» приводного колеса на повороте ТС возврат руля в нейтральное положение позволит включить автоматический режим срыва буксовки. Возможность резко изменять движущий момент приводных электродвигателей в схеме ЭД путем замыкания через тормозные сопротивления их обмоток статора значительно повышает маневренность ТС в условиях ограниченного пространства, а при переднем приводном мосте осуществлять разворот на месте.

Источники информации:

1. Патент РФ №2574380. Способ импульсно-частотного регулирования электропривода переменного тока с источником изменяемой частоты и устройство для его осуществления.

2. Патент РФ №2585202. Импульсный способ регулирования и устройство для его реализации в электрическом дифференциале переменного тока.

Изобретение относится к области транспорта, в частности, к электрическим дифференциалам переменного тока с импульсно-частотным регулированием. Техническим результатом является создание электрического дифференциала переменного тока с импульсно-частотным регулированием для срыва режима «буксования» приводного колеса и усиления механизма руля. В трансмиссии транспортного средства (ТС) с механическим дифференциалом приводного моста для срыва буксования колес устанавливают сложные механические блокировочные устройства. Для срыва такого режима в системе «Электрический дифференциал» предлагается способ и устройство для его реализации без использования названных средств - путем уменьшения движущего момента в двигателе привода буксующего колеса за счет закорачивания 2-х фазных статорных обмоток в импульсно-частотном режиме через тормозные сопротивления симистирными ключами, управляемыми как в «ручном режиме» - конечными выключателями, установленными в механизме руля, так и автоматическом - с помощью реле времени, катушка которого через резистор отсечки по напряжению включена на выход выпрямительного моста, диагональ которого соединена с коммутируемой фазной обмоткой приводного двигателя. Электропривод содержит два одинаковых комплекта оборудования левого и правого приводных колес, причем электросхема позволяет, кроме срыва «буксовки», еще и усиливать механизм руля в «ручном режиме» управления при маневрировании ТС, в том числе при развороте на месте. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ автоматического срыва «буксовки» приводного колеса транспортного средства (ТС) и усиления рулевого механизме при маневрировании в режиме «ручного управления», обеспечивающий разворот ТС на ограниченной территории, имеющего электропривод системы «Электрический дифференциал переменного тока» (~ЭД) с источником напряжения изменяемой частоты (V_f) и импульсно-частотным регулированием движущего момента 2-х приводных асинхронных двигателей, статорные обмотки которых соединены последовательно пофазно в общий треугольник, а двигатели имеют электросхемы, - «левую» и «правую» с одинаковым составом одинаково соединенных элементов оборудования, управляемые с общего пульта (ПУ), содержащего: блок импульсно - частотного питания (БУ), блок отслеживания частоты (БЧ) напряжения V_f, источник питания (ПО), заключающийся в том, что к каждой из 2-х фазных статорных обмоток обоих двигателей подключают через тормозное сопротивление симисторный ключ, управляемый в автоматическом режиме реле времени (РВ), а в механизме руля устанавливают конечные выключатели «левого» (КВл) и «правого» (КВп) поворотов с н.з. и н.о. контактами, причем РВ через резистор отсечки по напряжению, запитанное от одной из коммутируемых фазных обмоток «своего» двигателя в период превышения порога отсечки включает симисторы, сохраняя этот режим на время выдержки времени РВ «на отключение, а при маневрировании ТС используют выключатели КВл и КВп, причем для исключения совместной работы РВ и «ручного управления» с помощью н.з. контактов названных выключателей в «левой» и «правой» электросхемах двигателей вводят взаимопротивоположную блокировку.

2. Устройство автоматического срыва «буксовки» приводного колеса транспортного средства (ТС) и усиления рулевого механизме при маневрировании в режиме «ручного управления», обеспечивающее разворот ТС на ограниченной территории, имеющее электропривод системы «Электрический дифференциал переменного тока» (~ЭД) с источником напряжения изменяемой частоты (V_f) и импульсно-частотным регулированием движущего момента 2-х приводных асинхронных двигателей, статорные обмотки которых соединены последовательно пофазно в общий треугольник, а асинхронные двигатели имеют электросхемы, - «левую» и «правую» с одинаковым составом одинаково соединенных элементов оборудования, управляемые с общего пульта (ПУ), содержащего: блок импульсно -частотного питания (БУ), блок отслеживания частоты (БЧ) напряжения V_f, источник питания (ПО), отличающееся тем, что в каждой из 2-х статорных обмоток обоих двигателей к клеммам «начало», «конец» подключен через тормозное сопротивление симисторный ключ, управляющий вход которого через н.о. контакт реле времени (РВ) с выдержкой времени на отключение соединен с блоком БУ пульта ПУ, а катушка названного реле через резистор отсечки (РО), запитанного от источника ПО пульта ПУ, включена на выход диодного выпрямительного моста, диагональ которого соединена с клеммами «начало», «конец» одной из коммутируемых обмоток двигателя, а в механизме руля устанавливают конечные выключатели левой (КВл) и правой (КВп) электросхем, причем их н.о. и н.з. контакты объединяют с н.о. контактами РВ в контактный блок (БК), в котором н.з. контакты конечных выключателей КВл, КВп устанавливают: «правого» поворота в цепи н.о. контакта Р1 «левой» электросхемы, а «левого» поворота в цепи н.о. контакта Р2 «правой» электросхемы, а н.о. контакты конечных выключателей соединяют управляющие входы симисторов обеих схем с блоком БУ пульта ПУ напрямую, причем конструктивно блок БК, резисторы отсечки РО, реле РВ, диодный мост совместно с конечными выключателями КВл, КВп размещают в механизме руля.