Способ применения системы "электрический вал" в приводе транспортных средств с автономным источником энергии переменного тока и устройство для его реализации Российский патент 2022 года по МПК B60K17/00 B60K23/04 B60W10/12 

Описание работы схемы электропривода транспортного средства (Т).

После запуска двигателя 1 через механизм 2 ключём панели 30, при выжатом сцеплении 3, через нижний выключатель 24 на педали «газа» пускателем 12 соединяют двигатели 5, 6 через трансформатор 27 и преобразователь 28 с батареей 11, причём, введя в разрядную цепь аккумулятора 11 сопротивление 20, а при срабатывании реле 18, включающее реле 22, отключают им контактор 16, срезают пики токов, превышающие уровень уставки 18. При уменьшении тока в 18, контактор 16 включается, шунтируя сопротивление 20 с выдержкой времени 22 на отпадание. Такая схема препятствует возникновению режима «дребезжания» около точки уставки срабатывания реле 18. Низковольтное трехфазное напряжение на выходе блока 28 повышают через 27 до стандартной сети 380/220 В, допустимом, поскольку используемые двигатели 5, 6 переменного тока не имеют открытых токоведущих поверхностей и могут работать в условиях пыле-, грязе-влагосодержащей среды; а оборудование управления и регулирования помещают в емкости с уплотнениями. Управление блоком 28 преобразователя через блок 9 по способу импульсного регулирования, использующего двоичный код «импульс - пауза», позволяет ввести в движущий момент двигателей (Мд) переменную составляющую и обеспечить пульсирующий «Мд», что дает с одной стороны - снижение нагрузки за счет ослабления молекулярных связей колеса с поверхностью движения и изменение режима смятия набегающего на колесо грунта, при приложении «силы с ускорением» (аналог - перемещение груженой тележки по рыхлому грунту - рывками), с другой - практически не допустить режим «буксовки» в «период импульса» «Мд» работой 9, а «паузы» - отсутствием «Мд». Исключение механических узлов из трансмиссии - коробки скоростей, карданного вала, механического дифференциала, подверженных возникновению резонансных амплитуд вибрации из-за пульсаций «Мд», позволяет «по определению» применять такой способ. При переводе двигателей 5, 6 на рабочие скорости конечным выключателем 25 педали «газа», расположенным вслед за 24, через пускатель 13 двигатели 5, 6 переключают на генератор 4, при этом, Н.З. контактом 25 блокирует первый режим, и через постоянно включенные трансформатор 27 и мост 8 соединяют аккумулятор 11 с генератором 4, которым через схему «подзарядки», аналогичную схеме «разряд», как по составу, так и режиму работы, возвращают в 11 затраченную энергию вплоть до выравнивания напряжения на 11 и 8; в автоматическом режиме. Очевидно, что 1 работает как на 5, 6, так и 11, одновременно. Режим «задний» ход обеспечивают подключением 5,6 через 27 и блок 28 на 11 пускателем 14, переключающим две низковольтные обмотки 27 на блоке 28, ключём 26 на панели 30.

Источники информации

1. А.С. 166948 СССР, МПК Н02р Кл.21 с, 62₆₅. Способ регулирования Двухдвигательного электропривода текстильных машин/ С.В Пастин, А.Е. Панков (СССР). - №790721/24-7; заявл. 09.08.1962; опубл. 12.12.1964. бюл. №24-2 с.

2. Пастин, С.В. Электрический дифференциал в перематывающих механизмах/ С.В. Пастин, Ю.Б. Князев. // Электричество. - 1968. - №8. С 53-56.

3. Пастин, С.В. Электрический дифференциал автомобилей особо большой грузоподъемности/С.В. Пастин // Автомобильный транспорт. - 1985. - №6. С. 49-50.

4. Ананьев, К.А. Электрический дифференциал на асинхронных коротко-замкнутых двигателях для шахтных пневмоколесных машин/К.А. Ананьев, И.И. Марголин, И.М. Столяров // Известия ВУЗов, Горный журнал. - 1971. - №7. - С. 112-115.

На схеме (см. чертеж) обозначено:

1 - двигатель внутреннего сгорания (ДВС);

2 - пусковой привод ДВС;

3 - механизм сцепления;

4 - синхронный генератор:

12, 13, 14 - магнитные пускатели;

7 - преобразователь частоты;

8 - выпрямительный мост преобразователя частоты 7;

9 - блок импульсного регулирования;

15 - пульт управления;

16, 17 - контакторы;

18, 19- реле максимального тока;

20, 21 - омические сопротивления;

22, 23 - реле времени с выдержкой времен на отпадание;

24, 25 - конечные выключатели педали «газа»;

10 - блок релейно - контакторной аппаратуры;

26 - ключ панели управления - «задний» ход транспортного средства;

5, 6 - двигатели «электрического дифференциала»;

11 - аккумуляторная батарея преобразователя частоты;

27 - трансформатор напряжения,

28 - блок преобразователя частоты;

29 - пульт управления;

30 - панель управления;

31 - педаль газа.

Изобретение относится к транспортным средствам. В способе применения системы «электрический вал» в приводе транспортных средств с автономным источником энергии переменного тока, дополненном низковольтной аккумуляторной батареей, преобразователем частоты, повышающим трансформатором напряжения и электрическим дифференциалом, в режиме «трогание с места» и «движение на малых скоростях» приводные двигатели электрического дифференциала запитывают через трансформатор напряжения, а на рабочих скоростях двигатели электрического дифференциала запитывают напрямую от синхронного генератора, сочлененного по валам с двигателем внутреннего сгорания. В обоих режимах образуют цепи разрядного и зарядного токов через катушки реле максимального тока и омические сопротивления в их цепях. Изменяют частоту преобразователя по способу импульсного регулирования, основанному на двоичном коде «импульс - пауза», а на рабочих скоростях обеспечивают автоматическую подзарядку батареи от генератора. Двухканальная система управления источниками энергии позволяет подключать синхронный генератор в первом режиме. Достигается упрощение привода. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ применения системы «электрический вал» в приводе транспортных средств с автономным источником энергии переменного тока, дополненном: низковольтной аккумуляторной батареей, преобразователем частоты, повышающим трансформатором напряжения и электрическим дифференциалом, заключающийся в том, что в первом режиме «трогание с места» и «движение на малых скоростях» приводные двигатели электрического дифференциала запитывают через трансформатор напряжения - блок преобразователя, с аккумуляторной батареей, введенной в звено постоянного тока преобразователя частоты, а на рабочих скоростях транспортного средства асинхронные двигатели электрического дифференциала запитывают напрямую от синхронного генератора, сочлененного по валам с двигателем внутреннего сгорания, отличающийся тем, что в первом и втором режимах образуют цепи соответственно разрядного и зарядного токов через катушки реле максимального тока и омические сопротивления в их цепях, ограничивая токи батареи, по уставкам этих реле, причем изменяют частоту преобразователя по способу импульсного регулирования, основанному на двоичном коде «импульс - пауза», создают в движущем моменте двигателей «пульсирование» его, позволяющее уменьшить момент сопротивления, при отрыве колеса от поверхности движения, смятии набегающего грунта, а в период «паузы» - исключить «пробуксовку» в первом режиме, а на рабочих скоростях, аккумуляторной батарее через выпрямительный мост преобразователя частоты и трансформатор обеспечивают ее автоматическую подзарядку от генератора, двухканальная система управления источниками энергии конечным выключателем педали «газ» позволяет подключать синхронный генератор и в первом режиме.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, позволяющее реализовать способ применения системы «электрический вал» в приводе транспортных средств с автономным источником энергии переменного тока, дополненном: низковольтной аккумуляторной батареей, преобразователем частоты, повышающим трансформатором напряжения, с электрическим дифференциалом, позволяющим исключить полностью в приводе транспортных средств механическую трансмиссию, дополненном блоками релейно-контакторной аппаратуры и импульсного регулирования, отличающееся тем, что в режимах «трогание с места» и «движение транспорта на малых скоростях» асинхронные двигатели электрического дифференциала (ЭД) пофазно через: блок преобразователя частоты (28), контакты магнитного пускателя (12) релейно-контакторного блока (10), трансформатор повышающего напряжения (27) соединены в этом режиме с аккумуляторной батареей (11), а на «рабочих скоростях» (ЭД) контактами пускателя (13) блок (10) переключен на генератор (СГ), при этом (11) клеммой «плюс» постоянно соединена со средней точкой последовательно включенных катушек реле максимального тока (18, 19), которые с одной стороны (19) подключены через омическое сопротивление (21) к клемме «плюс» выпрямительного моста (8) преобразователя частоты, с другой - через второе сопротивление (20) и реле (18) - к клемме «плюс» блока (28), образуя при соединенных напрямую клеммах «минус» (11) – (8) – (28) цепь подзарядки (11), а (11) – (28) - цепь разрядки, причем сопротивления (20), (21) шунтированы н.о. контактами контакторов (16, 17) блока (10), а н.з. контакты реле времени с выдержкой на отпадание (22, 23) включены в цепь питания контакторов (16), (17), н.о. контакты реле (18), (19) включены в цепи питания реле времени (22), (23), для обеспечения режима «задний ход» транспорта, контакты третьего пускателя (14) блока (10), управляемого ключом панели (30), включены в цепь измененного чередования фаз на входе трансформатора (27), в цепи питания пускателя малых скоростей включен первый конечный выключатель педали «газ», за ним - второй с н.о. и н.з. контактами в цепи питания пускателя рабочих скоростей (13).