Электромеханическая двухпоточная трансмиссия Советский патент 1990 года по МПК B60K17/12 

сл

Изобретение относится к силовым передачам тракторов и других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин с электрическими силовыми элементами тягового привода, допускающих работу в режиме передвижной электростанции и содержащих электрические машины переменного тока. Цель изобретения - повышение КПД. Цель достигается соответствующим автоматическим регулированием регулятора 28 частоты вращения дополнительного двигателя 13 и выключателем 21 асинхронного тягового электродвигателя 9. 3 ил.

Фиь. 1

05

со

1604637

34

Изобретение относится к передачамтой- 14 сцепления (не показано), напримощности тракторов и других тяговых,мер механической блокировкой, так, что

транспортных и сельскохозяйственных ма-включение его допускается только при отшин, в частности к машинам с электри-ключенном состоянии муфты 14 сцепления.

ческим тяговым приводом, включающимЭлектромеханическая двухпоточная транмашины переменного тока, способные рабо-5 смиссия 1 в режиме работы тягового

тать в режиме электростанции.средства передвижной электростанцией раЦель изобретения - повышеие КПД.ботает следующим образом.

На фиг. 1 изображена принципиальнаяТранспортное средство останавливается,

схема трансмиссии; на фиг. 2 - графикмуфта 14 сцепления отсоединяет выходное

изменения тока нагрузки асинхронного ге-ю звено 10 механизма 2 от движителей 15,

нератора в функции частоты вращения;разъединяя валы 17 и 18. Синхронный

на фиг. 3 - то же, в функции токагенератор 6 и асинхронный электродвиганагрузки.тель 9 отсоединяются от преобразователя

Трансмиссия 1 содержит трехзвенный16 частоты контакторами 19 и 20, а регу- планетарный дифференциальный механизм 2,лятор 28 частоты вращения двигателя входное звено 3 которого связано с пер- ° 13 подключается к источнику питания, вичным двигателем 4 и посредством пере-Первичный двигатель 4 разгоняется и дачи 5 - с синхронным генератором 6;приводит во вращение синхронный генера- промежуточное звено 7 планетарного меха-тор 6 через передачу 5 и асинхронный низма 2 связано посредством передачи 8электродвигатель через звенья 3, 7 и 11 пла- с асинхронным элекродвигателем 9; а его вы-20 нетарного механизма 2 и передачу 8. Час- ходное звено 10, водило с сателлитами 11,тота вращения синхронного генератора 6 связано посредством передачи 12 с допол-при этом строго соответствует частоте вра- нительным двигателем 13 и посредствомщения первичного двигателя 4. Электри- муфты 14 сцепления с движителями 15.ческий двигатель 13 также приходит во Генератор 6 соединен с электродвигате-вращение, сообщая вращение валу 17 лем 9 посредством статического преобра-25 и водилу 10 планетарного механизма 2, зователя 16 частоты, а муфта 14 сцепле-в результате чего частота вращения вала ния связывает выходной вал 17 водила 10асинхронного электродвигателя 9 устанавли- планетарного механизма 2 с выходным валомвается в соответствии с выражением 18 трансмиссии 1, связанным с движителями 15. Преобразователь 16 частоты сое- „„ co9 cc6- 7Ы1з--- -,

1 л fff S r

динен с генератором 6 контактором 19 и с

электродвигателем 9 контактором 20, а меж-где сое, шд и со|з частоты вращения электду собой генератор 6 и двигатель 9 соединенрических машин 6, 9 и 13;

выключателем 21, катущка 22 управленияis и ii2 - передаточные числа перекоторого связана с блоком 23 управления,дач 5 и 12;

включающий вход которого связан посредст-К - кинематический параметр механизвом диода 24 с блоком 25 сравнения,ма 2.

а выключающий посредством диода 26 сК клеммам 34 подключается внещняя

блоком 7 сравнения.нагрузка, в которую начинает поступать

Двигатель 13 соединен с регуляторомток от генератора 6.

28 частоты вращения, который связан сЧастота вращения двигателя 13 и, следо- блоком 29 сравнения. Первые входы блоков40 вательно, частота вращения электродвига- 25 и 27 сравнения связаны с датчикомтеля 9 зависят от сигнала на выходе бло- 30 активного тока, установленным в цепика 29 сравнения, на один вход которого нагрузки, а вторые - с задатчиком 31.подается с маштабного блока 33 часть Датчик 32 активного тока, установленныйсигнала датчика 30, измеряющего активный в цепи двигателя 9, связан с первым вхо-ток нагрузки, а на другой - сигнал ус- дом блока 29 сравнения, а второй вход тавки с второго выхода задатчика 31. При блока 29 связан с датчиком 30 посредст-равенстве этих сигналов частота вращения вом масштабного блока 33. Для подключе-элекродвигателя 9 соответствует значению ния нагрузки служат клеммы 34. Сигналсо2 на фиг. 2. При других значениях на первом выходе задатчика 31 пропор-тока нагрузки значение частоты вращения ционален току 1 (фиг. 2, 3), на втором -электродвигателя 9 отличается от оод, но нахо- току Ь, меньшему по величине.дится в пределах

Дополнительный двигатель 13 сблокирован по управлению с муфтой 14 сцеп-ш си о),,, ления таким образом, что он может ра-где синхронная частота вращения элект- ботать только при отключенном состоянииродвигателя 9; муфты 14, и, следовательно, при разъе-gg со - частота вращения, не превосходя- диненных валах 17 и 18 трансмиссии 1.щая частоты вращения, соответст- Для этого он снабжен выключателем (невующей критическому значению показан), устройство переключения которогоэлектрического скольжения в генера- связано с устройством управления муф-торной области.

Если ток нагрузки меньше тока I|, сигнал на выходе блока 26 отрицателен и на вк.пю- чающем входе блока 23 управления тока нет, выключатель 21 выключен и электродвигатель 8 не присоединен к нагрузке.

Если ток нагрузки больше, то сигнал поступает на включающий вход блока 23 и электродвигатель подключается параллельно генератору 6.

После подключения генератора 6 и электший его на 10-15%. Таким образом, переключения выключателя 21 обеспечивают потребление тока 6т генератора 6 при малых значениях тока нагрузки, и от обоих машин при больших его значениях.

Применение предложенной трансмиссии позволит увеличить КПД в режиме работы транспортного средства электростанций за счет согласованного непрерывного регулирования обеих электрических машин трансродвигателя 9 параллельно синхронная час- 10 миссии при больших нагрузках и отключетота вращения асинхронного электродвигателя 9 окажется равной

15

ния одной из них - при малых, при этом синхронный генератор разгружается от реактивного тока возбуждения асинхронного генератора.

где (Об - частага вращения синхронного ге- Формула изобретения

нератора 6;

Р и R - числа пар полюсов генератораЭлектромеханическая двухпоточная транс 6 и электродвигателя 9.миссия, содержащая планетарный диффеАсинхронный электродвигатель 9 начи-ренциальный механизм, входное звено котонает работать в режиме асинхронного ге- 20 POf O связано с первичным двигателем и нератора, получая реактивный ток воз- синхронным генератором, промежуточное -

с асинхронным электродвигателем, а выходное - с дополнитетьным электродвигателем и посредством муфты сцепления - с движителями транспортного средства, причем синхронный генератор связан с асинбуждения от генератора 6 и отдавая активный ток совместно с генератором 6 в нагрузку. Активный ток электродвигатель 9 в режиме генератора измеряется датчиком 32. Сигнал от датчика 30 поступает на блок 33, делится там, в частности делится пополам, и поступает на вход блока 29 сравнения, где сравнивается с сигналом датчика 32. Результат сравнения воздействует

хронным электродвигателем посредством преобразовате тя частоты и выключателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена регулятором частоты

на регулятор 28, вследствие чего частоты „п вращения дополнительного электродвигателя

вращения двигателя 13 и электродвигателя 9, работающего в режиме генератора устанавливаются на таком уровне, при котором отдаваемые в нагрузку активные токи генератора 6 и электродвигателя 9

блоком управления выключателем асинхронного электродвигателя, двумя датчиками и за- датчиком активного тока, тремя блоками сравнения, масштабным блоком, причем один датчик установлен в цепи нагрузки и выбудут одинаковыми. При изменении на- полнен имеющим три выхода, из которых

грузки в процессе работы в любую сторону в ту же сторону меняется ток генератора 6. Меняется сигнал на входе блока 29, частоты вращения генератора 6 и электродвигателя 9 и ток электродвигателя 9 до

два соединены с первыми входами первого и второго блоков сравнения непосредственно, а третий - с первым входом третьего блока сравнения посредством масштабного блока, задатчик выполнен с

выравнивания с током генератора 6. Таким 40 двумя выходами, первый из которых соеобразом, токи генератора 6 и электродвигателя 9 в режиме генератора при изменении тока нагрузки меняются согласованно и поддерживаются одинаковыми.

Если ток нагрузки меньше тока Ь, то на

динен с вторым входом первого блока сравнения, а второй - с вторым входом второго блока сравнения, а с вторым входом третьего блока сравнения соединен другой датчик, установленный в цепи якоря

отключающий вход блока 23 поступает сиг- 45 асинхронного электродвигат&пя, выход третьнал с выхода блока 27 сравнения, выключатель 21 отключает электродвигатель 9 от генератора 6 и весь ток нагрузки начинает потребляться от генератора 6. Задатчик 31 задает два уровня тока нагрузки: Ii, равный номинальному току машины 6 или больший на 5-10%, и Ь, мень50

его блока сравнения связан с регулятором частоты вращения дополнительного электродвигателя, а выходы первого и второго блоков сравнения связаны с включающим и отключающим входами блока управления выключателем асинхронного электродвигателя.

04637

6

ший его на 10-15%. Таким образом, переключения выключателя 21 обеспечивают потребление тока 6т генератора 6 при малых значениях тока нагрузки, и от обоих машин при больших его значениях.

Применение предложенной трансмиссии позволит увеличить КПД в режиме работы транспортного средства электростанций за счет согласованного непрерывного регулирования обеих электрических машин транс10 миссии при больших нагрузках и отключехронным электродвигателем посредством преобразовате тя частоты и выключателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена регулятором частоты

вращения дополнительного электродвигателя

блоком управления выключателем асинхронного электродвигателя, двумя датчиками и за- датчиком активного тока, тремя блоками сравнения, масштабным блоком, причем один датчик установлен в цепи нагрузки и вы полнен имеющим три выхода, из которых

два соединены с первыми входами первого и второго блоков сравнения непосредственно, а третий - с первым входом третьего блока сравнения посредством масштабного блока, задатчик выполнен с

двумя выходами, первый из которых соединен с вторым входом первого блока сравнения, а второй - с вторым входом второго блока сравнения, а с вторым входом третьего блока сравнения соединен другой датчик, установленный в цепи якоря

асинхронного электродвигат&пя, выход треть 45 асинхронного электродвигат&пя, выход треть50

его блока сравнения связан с регулятором частоты вращения дополнительного электродвигателя, а выходы первого и второго блоков сравнения связаны с включающим и отключающим входами блока управления выключателем асинхронного электродвигателя.

la

Ij I,

CO

t

Фиг. 2

la

h 1 Фиг.З