Способ перевода в режим электростанции транспортного средства с двухпоточной электромеханической трансмиссией переменного тока Советский патент 1989 года по МПК B60K17/12 

1

Изобретение относится к тяговым, транспортным и сельскохозяйственным самоходным машинам с электромеханическими трансмиссиями многопоточного тина, главным образом двухпоточного, с э.лектрнческими машинами переменного тока, способным работать в режиме передвижной электростанции.

Целью изобретения является новышение энергоотдачи путем полного использования установленной мощности генератора и электродвигателя.

На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемого устройства.

Трактор с двухпоточной электромеханической трансмиссией 1 переменного тока соединяет тепловой двигатель 2 -с двигателями 3.

Электромеханическая трансмиссия 1 включает в себя трехзвенный м.папетарпый дифференциальный механизм 4, первое входное звено которого с солнечной шестерне , связано с валом 6 теплового дв11гате.;я и посредством зубчатой передачи 7 - с валом синхронного )ч нератора 8. Второе входное звено с коронной HiecTepHeii 9 связано по- сред.-твом зубчатой передачи К) с валом асинхронного электродвигателя II. Выходное звено трехзвенного планетарного диг))- ференпиального механизма 1 с в) 2 II сателлитам;,- 13 связано с .iBiu-ателями 3.

Переда7оч К1с OIHO IU HHC if, от Ba. ia тен. ю- вого ,1ни|-ателя к lia. iy -; :,. --|р1|ческого двигатели : I, определяемое cooi nonieiMieM чисе.ч зубьев колес 5. 13, 9 и зубчатой :1е едачн 10,

ГО

ю

со

00

и передаточное отношение ir от вала теплового двигателя 2 к валу электрического генератора 8, определяемое соотношением чисел зубьев зубчатой передачи 7, находятся в отношении

sIr

(l+Sv),

где 5, - величина электрического скольжения асинхронного электрического двигателя в номинальном режиме его работы; РГ - число пар полюсов генератора; РЯ - число пар полюсов асинхронного двигателя.

Электродвигатель 11 соединяется с генератором 6 посредством статического вентильного преобразователя 14 частоты, к которому он присоединяется контактами 15 переключателя. Контакты 16 этого переключателя соединяют преобразователь 14 с выходными клеммами генератора 8, с которыми контакты 17 переключателя соединяют двигатель 11 при работе трактора в режиме электростанции. Переключатели взаимно блокированы так, что контакты 16 и 17 не могут быть включены одновременно.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала осуществляют запуск теплового двигателя 2 и разгоняют его до номинальной угловой скорости, после чего подают возбуждение на связанный с ним синхронный генератор 8 и подключают к нему внешнюю нагрузку, но предварительно затормаживают выходное звено (водило 12) планетарного механизма 14 и асинхронный двигатель 11 подключают непосредственно к выходным клеммам синхронного генератора 8.

откуда видно, что после подключения асин- 30 хронного двигателя 11 к выходным клеммам синхронного генератора 8, двигатель будет работать с постоянным по величине скольжением, величина и знак которого будут зависеть от подбора величин параметров, входящих в (5), а именно - чисел пар люсов машин и передаточных отношений,

В режиме тяги трактор работает следую- 35 r6vnvT отделяться отношением произвещим образом. Тепловой двигатель 2 приводит во вращение электрический генератор 8 посредством зубчатой передачи 7. Связанный с ним посредством статического вентильного преобразователя 14 частоты асинхронный двигатель 11 посредством зубчатой передачи 10 приводит во вращение второе входное звено трехзвенного планетарного дифференциального механизма 4 с коронной шестерней 9. Первое входное звено - солнечную шестерню 5 приводит во вращение посредством вала 6 тепловой двигатель 2. Вращение передается на выходное звено с водилом 12 и сателлитами 13, а с него - на двигатели 3. При изменении статическим преобразователем частоты тока меняется скорость двигателя 11 и соответственно скорость водила 12 механизма 4 и двигателей 3.

Для работы в режиме электростанции трактор прибывает на место нахождения энергоприемника, и к его электрической силовой цепи, к клеммам синхронного генератора 8 присоединяется электрическая сеть энергоприемника. Двигатель трактора разгоняется и приводит во вращение посредством

и будут определяться отношением произведений числа пар полюсов на передаточное число каждой машины. При наличии условия (1) скольжение двигателя 11 оказывается отрицательным, т. е. двигатель 11 40 в этом режиме будет работать генератором с постоянной и независящей от нагрузки величиной скольжения.

При этом двигатель 11 будет потреблять реактивную мощность возбуждения от гене- ратора 8 и отдавать в нагрузку активную мощность.

Способ распространяется на любые эл.ект- ромеханические двухпоточные трансмиссии

50 и трансмиссии с большим количеством потоков мощности, т. е. в общем случае на многопоточные электромеханические трансмиссии, имеющие механический и электрический потоки мощности. При этом электрическая ветвь трансмиссии может быть вы полнена с использованием электрических мащин переменного тока любого типа: ко- роткозамкнутых, фазных, асинхронизиро- ванных, двойного вращения и т. д., а в меха

зубчатой передачи 7 синхронный генератор 8. Водило 12 планетарного механизма 4 затормаживается и во вращение приводится асинхронный электрический двигатель 11 посред5 ством солнечной передачи 5, сателлитов 13, коронной щестерни 9 планетарного механизма 4 и зубчатой передачи 10. Вследствие неподвижности водила 12 угловая скорость сОд электрического двигателя 11 строго соответствует угловой скорости сор генератора 8,

поскольку угловые скорости обоих определяются угловой скоростью с. двигателя 1

(, V; )rft-lf (2)

откуда видно, что

(3)

15

О).

.

Поскольку известно, что синхронная частота враш.,ения асинхронного двигателя, питающегося током синхронного генератора, равна

),

а электрическое скольжение его равно

(4)

5

S

Шве -СОд

1-,

то отсюда с учетом (3) и (4) получим Р, -i

(5)

откуда видно, что после подключения асин- 30 хронного двигателя 11 к выходным клеммам синхронного генератора 8, двигатель будет работать с постоянным по величине скольжением, величина и знак которого будут зависеть от подбора величин параметров, входящих в (5), а именно - чисел пар потс люсов машин и передаточных отношений,

5 r6vnvT отделяться отношением произвеи будут определяться отношением произведений числа пар полюсов на передаточное число каждой машины. При наличии условия (1) скольжение двигателя 11 оказывается отрицательным, т. е. двигатель 11 0 в этом режиме будет работать генератором с постоянной и независящей от нагрузки величиной скольжения.

При этом двигатель 11 будет потреблять реактивную мощность возбуждения от гене- ратора 8 и отдавать в нагрузку активную мощность.

Способ распространяется на любые эл.ект- ромеханические двухпоточные трансмиссии

50 и трансмиссии с большим количеством потоков мощности, т. е. в общем случае на многопоточные электромеханические трансмиссии, имеющие механический и электрический потоки мощности. При этом электрическая ветвь трансмиссии может быть вы полнена с использованием электрических мащин переменного тока любого типа: ко- роткозамкнутых, фазных, асинхронизиро- ванных, двойного вращения и т. д., а в механической ветви трансмиссии может быть использован любой суммирующий механизм. Таким образом, предлагаемый способ управления в режиме электростанций тракором с двухпоточной электромеханической рансмиссией переменного тока позволяет вдвое повысить отдаваемую им в нагрузку в этом режиме электрическую мощность и использовать полную установленную мощность электрических мащин трансмиссии для производства электроэнергии, а при равной мощности существенно повысить КПД системы за счет распределения нагрузки между двумя мащинами, снизив тем самым расход жидкого топлива.

Формула изобретения

Способ перевода в режим электростанции транспортного средства с двухпоточной электромеханической трансмиссией переменного тока, заключающийся в разгоне тепловым двигателем генератора с подачей возбуждения и подключением к нему внешней нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повыщения энергоотдачи путем полного использования установленной мощности генератора и электродвигателя, затормаживают выходной вал суммирующего механизма, а электродвигатель подключают непосредственно к выходным клеммам генератора.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к сельскохозяйственным и промышленным тракторам, самоходным шасси, машинно-тракторным агрегатам и другим самоходным колесным и гусеничным машинам, имеющим электромеханическую трансмиссию с электрическими машинами переменного тока. Цель - повышение энергоотдачи путем полного использования установленной мощности генератора и электродвигателя. Для перевода в режим электростанции затормаживают выходное звено трехзвенного планетарного дифференциального механизма и асинхронный двигатель подключают непосредственно к клеммам синхронного генератора. 1 ил.

GM 1

оо

о