УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА САМОХОДНОЙ МАШИНЫ Советский патент 1968 года по МПК B60L15/28 

Данное изобретение относится к области электропривода самоходных строительных и дорожных машин с мотор-колесами.

На самоходных строительных и дорожных машинах с мотор-колесами, выпускаемых в СССР и за рубежом, применяют различные схемы тягового электропривода, основными элементами которого являются генератор постоянного тока и тяговые электродвигатели постоянного тока, встроенные внутрь колес машины.

К тяговому электроприводу самоходной машины с мотор-колесами предъявляется следующее основное требование: привод должен обеспечить реализацию полной мощности дизеля во всем диапазоне изменения скоростей машины.

Скорость вращения электродвигателей и, следовательно, скорость движения машины регулируют в основном изменением подводимого к якорям двигателей напряжения, что достигается регулированием напряжения тягового генератора, а также изменением схемы включения якорей тяговых электродвигателей на зажимы генератора.

В известных устройствах для регулирования скорости тягового электропривода постоянного тока самоходной машины с мотор-колесами основными схемами соединения тяговых электродвигателей являются однорежимные и многорежимные.

В первом случае имеет место жесткое параллельное соединение (включение) якорей электродвигателей с якорем тягового генератора постоянного тока. Для обеспечения высоких скоростей движения машины используются обычно одна или несколько ступеней ослабления потоков возбуждения электродвигателей.

Во втором случае схема соединения якорей электродвигателей изменяется в зависимости от величины сопротивления движению и требуемой технологической скорости движения. Переключение осуществляется в основном с помощью силовых контакторов или специальных переключателей при отсутствии напряжения на зажимах генератора, что связано со временной потерей тягового усилия машины.

В многорежимных схемах используются следующие группировки или схемы включения якорей электродвигателей:

а) последовательное соединение (машина движется с минимальной скоростью);

б) последовательно-параллельное соединение (машина движется со средней скоростью);

в) параллельное соединение (машина движется с наибольшей скоростью).

Перечисленные схемы имеют существенные недостатки. Для однорежимных схем требуются электрические генераторы значительных габаритных мощностей и веса; многорежимные схемы очень сложны и мало надежны из-за наличия большого количества коммутационных аппаратов в главной цепи.

Предлагаемое устройство для регулирования скорости тягового электропривода повышает надежность устройства из-за отсутствия большого количества коммутационной аппаратуры и упрощает его за счет того, что скорость регулируется раздельным управлением потоками возбуждения электродвигателей каждой мотор-оси или группы мотор-осей, отключением возбуждения одного из двух или более последовательно включенных в одну параллельную цепь электродвигателей при соответственном увеличении напряжения на зажимах электродвигателей со включенными обмотками возбуждения. Последнее увеличивает скорость их вращения, а, следовательно, и скорость движения машины. Отключение одной или нескольких групп обмоток возбуждения осуществляется с помощью, например, электромагнитных контакторов.

Это достигается тем, что включенные параллельно обмотки независимого возбуждения электродвигателей каждой оси подключены к источнику питания цепей возбуждения через контакты самостоятельного контактора, с отключением которого снимается возбуждение группы двигателей одного борта машины.

На чертеже представлена принципиальная схема тягового электропривода строительно-дорожной машины с четырьмя мотор-колесами (схемы для машин имеющих число мотор-колес более четырех, могут быть построены аналогично).

Генератор постоянного тока 1 имеет обмотку независимого возбуждения 2 и приводится дизелем 3. На зажимы генератора жестко включены две параллельные группы по два последовательно включенных в одну группу двигателя (электродвигатели 4, 5, 6 и 7). Двигатели имеют обмотки независимого возбуждения 8, 9, 10 и 11, питающиеся выпрямленным током от синхронного генератора 12 через управляемые кремниевые вентили-тиристоры 13, 14, 15 и 16. Обмотка возбуждения генератора постоянного тока получает питание от синхронного генератора 12 через тиристор 17.

Тиристоры 13-16 управляются с помощью магнитных усилителей 18-21.

Цепи обмоток независимого возбуждения электродвигателей включаются на напряжение синхронного генератора контакторами 22 и 23.

Контактором 22 включаются цепи возбуждения электродвигателей передних мотор-колес, а контактором 23 - цепи возбуждения двигателей 6 и 7 задних мотор-колес.

Управление включением и отключением контакторов осуществляется с помощью ручных кнопок, переключателей или других аппаратов.

Таким образом, схема электропривода может работать в следующих режимах:

1) контакторы 22 и 23 включены, все электродвигатели имеют полные потоки возбуждения, все колеса машины ведущие, скорость движения машины изменяется путем регулирования напряжения генератора 1 от минимальной до средней;

2) контакторы 22 и 23 включены, потоки возбуждения всех электродвигателей ослаблены в результате регулировки тока возбуждения тиристорами, управляемыми магнитными усилителями; машина движется с повышенной скоростью;

3) контактор 22 включен, контактор 23 отключен, потоки возбуждения двигателей 6 и 7 практически равны нулю.

Двигатели 4 и 5 имеют полное возбуждение и к якорю каждого из них приложено почти полное напряжение генератора 1 (при работе схемы в режимах 1, 2). К каждому электродвигателю приложена половина напряжения на зажимах генератора; машина движется с повышенной скоростью. Такой режим соответствует, как правило, малому сопротивлению движения, и потому электродвигатели 4 и 5 обеспечивают реализацию полной мощности дизеля. Для дальнейшего повышения скорости потоки возбуждения двигателей 4 и 5 могут быть ослаблены.

В качестве ведущих колес машины могут быть использованы и задние мотор-колеса, если, например, контактор 22 отключен, а контактор 23 включен. При этом двигатели 6 и 7 имеют полное возбуждение, а с двигателей 4 и 5 возбуждение снято.

Предлагаемая схема тягового электропривода может быть использована в строительно-дорожных и транспортных машинах с любым количеством ведущих мотор-колес.

Вследствие того, что якори электродвигателей, с которых снято возбуждение, обтекаются током, имеют место дополнительные потери мощности, но они составляют не более 1-2% от установленной мощности генератора, так как омическое сопротивление якорей весьма невелико.

Устройство для регулирования скорости тягового электропривода постоянного тока самоходной машины с мотор-колесами, содержащее источник питания тяговых электродвигателей, например дизель-генератор постоянного тока, тяговые электродвигатели с обмотками независимого возбуждения, соединенные последовательно, источник питания цепей возбуждения и коммутирующую аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и его упрощения, параллельно включенные обмотки независимого возбуждения тяговых электродвигателей каждой оси подключены к указанному источнику питания цепей возбуждения через контакты самостоятельного контактора.