Тяговый электропривод автономного транспортного средства Советский патент 1991 года по МПК B60L11/08 

ты Блок 12 и коммутатор 11 определяют необходимый сдвиг и чередование фаз и частоту тока обмотки возбуждения 7 генератора для блоков 10 управления преобразователями. Уменьшая максимальную частоту

тока возбуждения по отношению к частоте вращения теплового двигателя, можно значительно снизить массогабаритные показатели преобразователей 8 и возбудителя 9. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым электроприводам автоОС Юр 1 №jr- ЗТ L-vv J| .p-w u Фиг.1 номных транспортных средств и позволяет снизить массогабаритные показатели и повысить надежность электродвигателя. Тепловой двигатель 1 приводит во вращение генератор 2, якорная обмотка 3 которого через реверс 4 соединена с многофазной якорной обмоткой 5 тягового электродвигателя 6. Многофазная обмотка 7 возбуждения генератора 2 питается от управляемого возбудителя 9 через преобразователи 8 частоты, управляемые блоками 10 управления. Сигнал заданной частоты вращения двигателя 6 поступает на блок 13 управления реверсором и на блок 12 задания часто1 Ё -Г1 Ui О ел v4 ю

Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым электроприводам автономных транспортных средств.

Цель изобретения - снижение массога- баритных показателей и повышение надежности,

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого электропривода; на фиг.2 - функциональная схема коммутатора.

Электропривод содержит сочлененный с тепловым двигателем 1 генератор 2, многофазная якорная обмотка 3 которого через реверсор 4 сообщена с многофазной якорной обмоткой 5 электродвигателя 6. Многофазная обмотка 7 возбуждения генератора 2 подключена к выходам преобразователей 8 частоты, соединенных силовыми входами с возбудителем 9. а управляющими входами-с выходами блоков 10 управления преобразователями. Входы блоков 10 подключены к выходам коммутатора 11, входы которого подключены к выходам блока 12 задания частоты. Блок 13 управления реверсором подключ ен выходом к управляющим входам реверсора 4 и возбудителя 9, а вход объединен с входом блока 12.

Коммутатор (фиг.2) выполнен на сумматоре 14, выходы которого подключены к входам одного дешифратора 15, а входы - к выходам другого дешифратора 16 и к выходам счетчика 17. Входы счетчика 17 и дешифратора 16 являются входами коммутатора, а выходы дешифратора 15 - выходами коммутатора. Дешифраторы могут быть выполнены на программируемых запоминающих устройствах (ПЗУ).

Электропривод работает следующим образом.

На вход блока 12 задания частоты поступают сигнал одз задания частоты вращения магнитного поля двигателя 6 и сигнал УПД, пропорциональный частоте вращения теплового двигателя 1. Блок 12 формирует сигналы, задающие частоту тока преобразователя (mbfb). направление вращения магнитного поля, создаваемого обмоткой возбуждения генератора f и сдвиг токов соседних фаз преобразователя 8 частоты.

Коммутатор 11 обеспечивает создание mb последовательностей импульсов с частотой fi, сдвинутых относительно друг друга на угол оь. а также обеспечивает

необходимое чередование фаз работы преобразователя частоты, т.е. заданное направление вращения поля обмотки 7 возбуждения генератора 2. Частота вращения магнитного поля двигателя 6 определяется выражением

Швы. Кр (Wng + ftJb) ,

(1)

где (Оь - частота вращения магнитного по- ля, создаваемого обмоткой возбуждения генератора относительно индуктора;

Кр - отношение чисел полюсов генератора 2Рг и двигателя 2Рд и определяется по формуле

v -2Рг

Частота вращения магнитного поля, со- здаваемого обмоткой 7 возбуждения генератора 2, определяется выражением

30

-

где согласованным изменением знака и величины шь, а также Ц, обеспечивается непрерывное изменение частот:, вращения Расширение частотного диапазона достигается за счет переключения реверса 4. Если принять момент двигателя 1 постоянным, то максимальная мощность возбудителя 9 и преобразователя 8 частоты равна

Рьмакс Рпмакс Mgb ОЛшакс

т.е. зависит от которую можно слелать существенно меньшей, чем (Упд.тем

:самым уменьшить мощность возбудителя

и преобразователя частоты.

В случае размещения якорных обмоток

3 и 5 генератора 2 и двигателя 6 на проме- жуточном роторе с магнитопроводами, а

обмотки 7 возбуждения генератора 2 на

неподвижном индукторе частота вращения магнитного поля определяется выражением (с точностью до скольжения)

Швых +a Kp (ftMg + Wb) ,

где а в ± 1 - коэффициент, учитывающий направление вращения магнитного поля электродвигателя относительно промежуточного ротора (при переключении реверсора происходит изменение знака).

Также, как и при обычной конструкции генератора 2 и двигателя 6, в этом случае достигается существенное расширение диапазона выходной частоты вращения при незначительном частотном диапазоне преобразователя 8 частоты, что позволяет существенно снизить мощность и массо габаритные показатели возбудителя 9. В этом случае асинхронный электродвигатель 6 является машиной двойного вращения.

Блок 13 при заданном значении частоты задания вращения (т.е. частоты вращения вала асинхронного электродвигатепч 6 обеспечивает переключение реверсора 4 путем изменения чередования фаз якорных обмоток генератора относительно якорных обмоток двигателя, тем самым изменяя направление вращения поля электродвигателя 6 и обеспечивая оасширечие диапазона регулирования тягового электропривода.

Блок 13 также снижает возбуждение с генератора 2 в момент изменения чередования фаз для того, чтобы обеспечить бестоко- вую коммутацию реверса 4. Блок 13 имеет на входе релейный элемент, установка которого определяет момент переключения реверсора. Выходной сигнал блока 13 управляет ключевым элементом цепи возбуждения возбудителя 9 и приводом (электромагнитным или гидравлическим) реверсора 4.

На вход коммутатора 11 о- блока 12 поступают сигналы ть. с , я , причем комбинации а и е определяют адреса ячеек памяти ПЗУ дешифратора 16, в которых записаны адреса областей памяти ПЗУ дешифратора 15 для прямого или обратного чередования фаз. На сумматоре 14 код ПЗУ складывается с выходным кодом циклического счетчика 17. Суммарный код указывает адрес ячейки памяти ПЗУ дешифратора 15, содержимое которой определяет необходимый сдвиг и чередование фаз. Разность счетчика должна удовлетворять условию

2n 2mb или n Iog2 2mb где п целое число.

Разрядность адресной части (число входов) ПЗУ определяется следующим образом: I разряд, соответствующий двухуровневому сигналу плюс число разрядов (практически 2 или 3), соответствующее двоичному коду числа яЬмакс, равного уменьшенному на единицу (если используется

комбинация типа 000) количеству чисел полюсов генератора 7.

Разрядность р ячейки ПЗУ (число вы- ходоп) связана с числом фаз обмотки возбуждении генератора 2 соотношением

+ log mb («h.

О

Разрядность сумматора адресной части ПЗУ дешифратора iF так.е равна р , число 20 разрядов ячейки памяти ПЗУ (число выходов) равно mb.

Формула изобретения

коммутатором, подключенным входами к выходам блока задания частоты, а выходами - к входам блоков управления преобразователей частоты, при этом блок управления реверсором подключен выходом к управляющим входам возбудителя и реверса, а выходом соединен с входом блока задания частоты.

сумматоре, счетчике и двух дешифраторах, выходы одного из которых являются выходами коммутатора, а входы подключены к выходам сумматора, подключенного входами к выходам счетчика и другого дешифратора, входы которых являются входами коммутатора.

Фиг. I