Тяговый электропривод автономного транспортного средства Советский патент 1990 года по МПК B60L11/12 

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для дизель-электрического привода переменно-переменного тока, в частности, большегрузных автосамосвалов

Цель изобретения - повышение надежности,,

На фиг.I представлена структурная схема тягового электропривода автономного транспортного средства; на фиг о 2 - схема включения статорных обмоток тяговых асинхронных двигателей; на фиГоЗ структурная схема блока управления преобразователем частоты

Тяговый электропривод автономного транспортного средства содержит механически связанные между собой тепловой двигатель (фиг), синхроиньм генератор 2 и машину 3 двойного питания, к статорной обмотке которой подключены тяговые асинхронные двигатели 4 и через контакт 5 тормозного контактора - тормозной резистор 6, а к обмотке ротора - выход преобразователя 7 частоты, соединенного силовым входом со статорной обмоткой синхронного генератора 2, а управляющим входом с одним из выходов блока 8 управления преобразователем 1 частоты. К другому выходу блока 8 управления подюдачена обмотка возбуждения синхронного генераторао Входы блока 8 управления (фиг«3) соединены с выходам датчика 9 напряжения и измерительных катушек 10 и 11, расположенных на статорах тяговых асинхронных двигателей, обмотки которых соединены пофазно последовательно (фиг,2).

00 D1 00

СД

Блок 8 управления состоит из интегра- ;торов 12 и 13 (фигсЗ), подключенных I выходами к одним иг: входов блока 14 вычисления, выходы которого соединены с информационныг-ш входами регуляторов 15 напряжения и 16 частоты Входы интеграторов 12 и 13 и блока 14 вычисления, управляющий.вход регулятора 15 напряжения и выходы регуляторов 15 и 16 являются соответственно одни- : ми и другими входами и выходами блока : 8 управления

: Тяговый привод автономного транс- портного средства )работает следующим

: образомо

: t

: Из выражения для электромагнитного момента

- П1 2Ке S,

V,,

)СИ

Sm

(1)

где m L

s

Uc

число фаз j

число пар полюсов;

си с частота напряжения тяго вых асинхронных питателейПараметры всех электрических ма- сопротивление обмотки стато- 25 шин устройства выбрйны таким обра35

ра;

- проекция вектора напряжения на ось, перпендикулярную вектору потокос.цепления (за,цает- ся генератором)

ш ы - часюта и амплитуда вектора

Ulc SW

потокосдЕ .пления статора двигателя ,

следует, что величина и знак электромагнитного момента определяются соотношением между и5:) и ijL t ig Измеряя эти величины и управляя величиной напряжения синхронного генератора 2 можно задавать величину электромагнитного момента для двигательных и тор- .„ мозных режимов работы привода Если величина Ug определяется сицхрон- ным генератором 2, то величина uji. определяется приложенным напряжением и частотой вращения двигателей, что определяет скорость движения транспортного средства Для перевода системы привода в режим торможения машина 3 переводится в режим синхронного компенсатора Для этой цели подвод механической энергии со стороны вала к машине 3 от дизеля прекращается, и управление режимом осуществляется по цепи возбуждения, а параллельно тяговым асинхронным двигателям подключаются тормозные резисторы 6, При этом тяговые асинхронные двигатели 4 работают в режиме асинхронных генераторов. Необходимая реакзом, что для характерной скорости движения преобразователь 7 частоты работает с частотой ,0, -Уровен напряжения на двигателях обеспечива ется заданием возбуждения синхронно го генератора 2, Так как преобразов тель 7 частоты вынесен из силовой.ц пи двигателей, а в качестве тяговог генератора выбрана машина 3 двойног питания, уровни напряжений двигател

и преобразователя 7 частоты выбираются независимо. Это позволяет пост вить эти элементы устройства в наиб лее благоприя.тные условия р

Для реализации свойств механичес кого дифференциала, что необходимо для маневрирования привода, а также упрощения силовой схемы привода обмотки статора тяговых двигателей 5 45 включены пофазно последовательно (с фиГо2)с,.При повороте двигатели внут реннего и наружного бортов вращаютс с разными скоростями, в соответстви с этими скоростями на обмотках двигателей перераспределяются напряжен так как эквивалентные сопротивления двигателей зависят от скольжения дв гателей:

50

L - г + i5-0-I5- -Ii +

14.(Г 1-J 1 + ГТ 1

т (х

i + Crp

, +

.где г .,

I 1

i + CT)

+ X Wr

f/ активные сопротивления

88584

тивная мощность вырабатывается машиной Зо

На входы регуляторов 15 напряже- t ния и 16 частоты подаются задающие сигналы, fо и сОр , синхронный генератор 2 возбуждается, и напряжение через преобразователь 7 частоты подается на ротор машины 3, возбуждая Q ее, что обеспечивает требуемые напряжения и частоту на тяговых асин- . хронных двигателях 4, которые определяются уровнем напряжения, подаваемого на возбуждение синхронного гене- t5 ратора 2, и соотношением

Wu5 ПЧ ()

где Шд - угловая скорость дизеля; частота преобразователя 20частоты;

си с частота напряжения тяговых асинхронных питателейПараметры всех электрических ма

5

„

зом, что для характерной скорости движения преобразователь 7 частоты работает с частотой ,0, -Уровень напряжения на двигателях обеспечивается заданием возбуждения синхронного генератора 2, Так как преобразователь 7 частоты вынесен из силовой.цепи двигателей, а в качестве тягового генератора выбрана машина 3 двойного питания, уровни напряжений двигателей

и преобразователя 7 частоты выбираются независимо. Это позволяет поставить эти элементы устройства в наиболее благоприя.тные условия р

Для реализации свойств механического дифференциала, что необходимо для маневрирования привода, а также упрощения силовой схемы привода обмотки статора тяговых двигателей 5 5 включены пофазно последовательно (см,, фиГо2)с,.При повороте двигатели внут-, реннего и наружного бортов вращаются с разными скоростями, в соответствии с этими скоростями на обмотках двигателей перераспределяются напряжения, так как эквивалентные сопротивления двигателей зависят от скольжения двигателей:

0

г + i5-0-I5- -Ii +

14.(Г 1-J 1 + ГТ 1

т (х

i + Crp

+

г .,

I 1

i + CT)

+ X Wr

f/ активные сопротивления

X

статора и ротора; сопротивление намагничивающего контура; реактивные сопротивления рассеяния статора и ротора;

скольжениео Разные напряжения устанавливаютя в этой схеме автоматически в соF

SS рыми работают двигатели при прохождении поворотов транспортным средствомо

С помощью измерительных катушек 10 и П, расположенных на статоре тяговых двигателей, и интеграторов 12. и 13 определяют потокосцепления по осям: ,

е 5 dt; е s/jdt,

о - ЭДС, индуктируемые в

измерительных катушках.

частоту вектора потоко- тора:

:

So/

А-s/iV o/

Vs,.

vL

V5o V3%

в соответствии с уравнением (1) отрабатывается такой ток возбуждения синхронного генератора, чтобы поддерживался заданный момент.

Для выполнения операций вычисления Vgrn, uj,g и (f c-,служит блок 14, и затем сигнал , сравнивается в регуляторе с напряжением на двигателе, получаемым от датчика 9, и -в соответствии с заданием по моменту вырабатывается задание на напряжение двигателей.

Блок 8 управления также вырабатывает, задание на частоты в соответствии с алгоритмом (Z)

Для выработки задания на частоту напряжения в блоке 8 управления сигнал частоты вектора потокосцепления сравнивается с заданием в регуляторе 16

Благодаря тому, что сравниваются между собой напряжение и ЭДС тягового двигателя, имеется возможность остаточно точно задавать величину и

я

5885846

знак момента (Тое определять режим работы привода) при фиксированной частоте, а предлагаемая реализация измерения потокосцеплений и сравнительно простые вычисления обеспечивают высокую точность о Формула из обретения

10

20

25

30

1 о Тяговый электропривод автономного транспортного средства, содержащий тепловой двигатель, с которым механически связаны электромашинный регулятор напряжения и тяговый син- 15 хронный генератор, к статорной обмотке которого подключены тяговые асинхронные двигатели, преобразователь часто.ты, соединенный входом с выходом электромащинного регулятора напряжения, и блок управления преобразователем частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, электромашинный регулятор напряжения связан механически с тяговым генератором, который выполнен в виде машины двойного питания, причем статорные обмотки тяговых асинхронных двигателей соединены пофазно последовательно, а обмотка ротора машины двойного питания подключена к выходу преобразователя частоты, управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, к другому выходу которого подключен 5 управляющий вход электромашинного регулятора напрял ения, при этом управляющие входы блока управления связа- ны со статорными обмотками асинхронных двигателей

0 2о Электропривод, по По1, отличающийся тем, что на статорах асинхронных двигателей установлены измерительные катушки, к которым подключен один из управляющих входов бло- 5 ка управления, который включает в себя регуляторы напряжения и частоты, интеграторы и блок вычислений, одни из входов которого соединены с выходами интеграторов, а выходь - с ин- 0 формационным входами регуляторов напряжения и частоты, причем входы интеграторов и другие входы блока вычислений, управляюш 1й вход регулятора напряжения, выходы регуляторов на- 5 пряжения и частоты являются соответственно одним и другим управляющими входами и выходами блока управления,

От блока дпрабления

i

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для создания регулируемого тягового дизельэлектрического привода переменно-переменного тока для автономных транспортных средств, в частности, автосамосвалов и тепловозов. Цель изобретения - повышение надежности. Электропривод содержит механически связанные между собой тепловой двигатель 1, синхронный генератор 2 и машину 3 двойного питания, к статорной обмотке которой подключены тяговые асинхронные двигатели 4, а обмотка ротора соединена с выходом преобразователя 7 частоты, подключенного входом к выходу генератора 2. Входы блока 8 управления преобразователем частоты соединены с выходами датчика напряжения и измерительных катушек. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг, 1

ГМ2TAAi

Л.TAA,ZТАА1

иг.г

... JSm ,. S

-L i t / / .J.. т/.

в

CPU J

Составитель Л.Резникова

едактор ЛоВеселовская Техред М.Дидык

Заказ 2507Тираж 386Подписное

ВНИИПИ Госуда|)ствеяного комит:ета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-355 Раушская наб., д, 4/5

Корректор ЭоЛончакова