Электропривод электромобиля Советский патент 1976 года по МПК B60L11/12 

электрических батарей должно быть электри чески включено достаточно сложное устрой ство, например тиристорный нрерыватель. Тиристорный нрерыватель весьма сложен достаточно дорог и, кроме того, ненадежен в работе. Если в указанной известной конструкции электромобиля с комбинированным питанием возникает необходимость регулирования в широких нределах скорости двигателя неременного тока, то между этим двигателем и груниой электрических батарей быть включено сложное устройство, нанример автономный инвертор. В рассматриваемом случае автономный инвертор, вынолненный на нолунроводниковых управляемых вентилях, становится весьма сложным, ненадежным в работе и дорогостоящим, так как его применение сопровождается возникновением различных трудностей, связанных с коммутацией. Основной целью данного изобретения является создание электрической системы управления для нривода электромобиля, в которой тяговый электродвигатель получает электронитание одновременно от группы электрических батарей и от генератора неременного тока, приводимого во вращение нервичным двигателем, и в которой скорость электродвигателя может беспрепятственно регулироваться в широких пределах, с высокой надежностью и без снижения эффективности действия или экономичности электропривода электромобиля. Другие цели изобретения станут очевидными из онисання изобретения. Достигается это тем, что преобразователь, выполненный на унравляемых электрических вентилях, соединен на стороне ностоянного тока с .тяговыми электродвигателями н группой электрических батарей последовательно. Электропривод электромобиля снабжен трансформатором, включенным между электрическим генератором переменного тока и другим преобразователем. Электропривод снабжен дополнительными инверторами но числу тяговых электродвигателей, и эти тяговые электродвигатели вынолнены в виде индукционных двигателей с фазными роторами, нодключенными к стороне неременного тока указанных донолнительных инверторов, сторона постоянного тока которых включена в носледовательную цепь преобразователя и группы электрических батарей. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема электропривода электромобиля с одним тяговым электродвигателем ностоянного тока; на фиг. 2 - то же, с двумя тяговыми электродвигателями ностоянного тока; на фиг. 3 схема электропривода с тяговыми электродвигателями неременного тока. Электропривод электромобиля содержит взаимодействующие между собой движущее колесо 1, генератор 2 неременного тока с выходными клеммами 3, первичный двигатель 4, приводящий во вращение генератор 2, тяговый электродвигатель 5 с входными клеммами 6, ириводящий во вращение колесо 1 электромобиля, группу 7 электрических батарей с выходными клеммами 8, электрически соединенными с входными клеммами 6 тягового электродвигателя 5 и выходными клеммами 3 электрического генератора 2, нреобразователь 9, выполненный на управляемых вентилях, клеммы iO которого на стороне переменного тока электрически соединены с выходнымн клеммами 3 генератора 2 неременного тока, а клеммы 11 на стороне постоянного тока электрически соединены с входными клеммами 6 ТЯГ01ЮГО электродвигателя 5 и с выходнымн клеммами 8 грунны 7 электрических батарей, и другой нреобразователь 12, клеммы которого на стороне переменного тока электрически соединены с выходными клеммами генератора 2 нсременного тока, а клеммы на стороне ностоянного тока электрически соедипены с выходными клеммами 8 грунны 7 электрических батарей. Выходные клеммы 11 на стороне ностоянного тока нреобразователя 9, вынолненного на управляемых вентилях, э.чектрически соединеHha с сбразу;ощими последовательную цень клеммами 6 тягового электродвигателя 5 и группой / электрических батарей таким образом, что на клеммы 6 тягового э.тектродвигателя 5 может быть подана сумма нанряжения группы 7 электрических батарей и напряжения на выходных клеммах 11 стороны ностоянного тока нреобразователя 9, в результате чего тяговый электродвигателе 5 нолучает питание от группы 7 электрических батарей и от генератора 2 неременного тока, вращаемого нервичиым двигателем 4. Изображенный на фиг. 1 тяговый электродвигатель 5 представляет собой двигатель ностоянного тока, имеющий последовательную обмотку 13 возбуждения. В качестве нервичного двигателя генератора 2 можно иснользовать бензнновый или дизельный двигатели, газовую турбину, двнгатель стирлинга, наровой двигатель и т. д. Колесо 1 электромобиля приводится во вращение тяговыми электродвигателем 5 ностоянного тока через передачу 14. Клеммы 3 генератора 2 неременного тока электрически соединены с клеммами 8 грунны электрическнх батарей 7 через трансформатор 15 и нреобразователь 2. Напряжение на клеммах генератора 2 переменного тока можно регулировать, однако дианазон регулирования не ак широк. Грунна электрических батарей 7 ожет заряжаться электрическим током от геератора 2 через трансформатор -15 и преобазователь 12. Напряжение на клеммах 11 реобразователя 9 регулируется г осредством егулятора 16. Преобразователь 9 может раотать в режиме вынрямителя и в режиме инертора. Когда нреобразователь 9 работает ыпрямителем, то генератор неременного тока работает в генераторном режиме. Если нребразователь 9 работает как инвертор, то нребразователь, включенный в цень 17 неременого тока может быть подключен к выходным клеммам 8 группы 7 электрических батарей через трансформатор 15 и преобразователь 12 Таким образом, тяговый электродвигатель 5 может легко работать в широком диапазоне скоростей посредством регулирования системы управления преобразователя 9 от диапазона в котором он работает выпрямителем, до диапазона, в котором он работает инвертором. При пуске электродвигателя 5 постоянного тока регулятор 16 обеспечивает работу преобразователя 9 в качестве инвертора. Например, если напряжение на клеммах группы 7 электрических батарей составляет в. а напряжение на клеммах стороны постоянного тока преобразователя 9 равно -150 в, то напряжение, подаваемое на клеммы тягового электродвигателя 5 постоянного тока, составляет 50 в. После пуска тягового электродвигателя 5 постоянного тока регулятор 16 обеспечивает постепенное снижение напряжения на клеммах стороны постоянного тока преобразователя 9, например, до -150 в, -130 в, -100 в, -70 в и т. д. Когда напряжение на клеммах стороны постоянного тока преобразователя, работающего в качестве инвертора, становится равным нулю, то напряжение, подаваемое на клеммы тягового электродвигателя 5 постоянного тока, достигает 200 в, что равно напряжению на клеммах группы 7 электрических батарей. После того как напряжение на клеммах стороны постоянного тока преобразователя 9 становится равным нулю, регулятор 16 обеспечивает переход преобразователя 9 на режим работы в качестве выпрямителя, и напряжение на клеммах стороны постоянного тока преобразователя может постепенно повышаться. Если напряжение на клеммах стороны постоянного тока преобразователя 9 становится равным в, то напряжение, подаваемое к а тяговпй электродвигатель постоянного тока, становится равным 400 в, что равно сумме напряжения на клеммах группы 7 электрических батарей и напряжения на клеммах стороны постоянного тока преобразователя 9. Таким образом, возможно регулирование скорости тягового электродвигателя 5 постоянного тока в широких пределах. В предложенной системе преобразователь 9 может быть выполнен автономным инвертором или зависимым инвертором. Как правило, зависимый инвертор отличается простотой, экономичностью и надежностью в работе. Вследствие этого электропривод в целом может быть достаточно простым, экономичным и надежным в работе. Генератор 2 может представлять собой синхронный генератор переменного тока. На фиг. 2 показан другой тяговый электродвигатель 18 постоянного тока, который имеет последовательную обмотку возбуждения 19 и может приводить в действие другое колесо 20 электромобиля, причем клеммы 21 этого тягового электродвигателя электрически соединены последовательно с преобразователем 9 и с выходными клеммами 8 группы электрических батарей 7. На фиг. 3 показан тяговый электродвигатель 5, представляюш.ий собой двигатель переменного тока, клеммы 6 которого последовательно соединены с инвертором 22, преобразователем 9, описанным на фиг. 2, и выходными зажимами группы электрических батарей 7. Электрический генератор 2 представляет собой синхронный генератор переменного тока. Преобразователь 9 содержит управляемые электрические вентили и может работать инвертором, причем его клеммы 10 переменного тока эле1стрически соединены с выходными клеммами 3 синхронного генератора 2, а клеммы 11 постоянного тока соединены последовательно с клеммами 6 тягового электродвигателя 5 через инвертор 22 и клеммами 8 группы электрических батарей, а клеммы 3 генератора 2 электрически соединены с клеммами 8 группы электрических батарей 7 через трансформатор 15 и другой преобразователь 12, выполненный на электрических вентилях. Электродвигатель 5, применяемый для привода колеса 1 электромобиля, представляет собой индукционный двигатель с фазовым ротором, первичная обмотка 23 которого электрически соединена с выходными клеммами 3 генератора переменного тока 2 и каждая фаза вторичной обмотки соответственно электрически соединена через свои клеммы 6 с клеммами 24 переменного тока инвертора 22, причем клеммы 25 постоянного тока инвертора 22 последовательно соединены с преобразователел 9 и выходными клеммами 8 группы электрических батарей 7. На фиг. 3 также показан другой индукционный двигатель 18 с фазным ротором 21. который может приводить во вращение другое колесо 20 электромобиля п первичная обмотка 26 которого также электрически соединена е выходными клеммами 3 генератора 2 переменного тока, причем каждая фаза вторичной обмотки соответственно соединена через свои) выходные клеммы с клеммами 27 переменного тока инвертора 28, боковые зажимы 29 постоянного тока которого последовательно соединены с преобразователем 9 и выходными клеммами 8 группы электрических батарей 7. В данном изобретении тяговый электродвигатель 5 может получать питапие одновременно от группы электрических батарей и от генератора переменного тока, вращаемого первичным двигателем. При пуске электродвигателя 5 электрический ток подается, в основном, от группы электрических батарей 7, а при сравнительно низкой нагрузке ток к тяговому электродвигателю 5 подается главным образом от генератора переменного тока 2. Таким образом можно уменьшить объем и вес группы электрических батарей, необходимых для установки в электромобиле.

7 Формула изобретения

1. Электропривод электромобиля, содержащий тяговые электродвигатели, электрический генератор переменного тока, вращаемый первичным двигателем, группу электрических батарей, соединенную с тяговыми электродвигателями и электрическим генератором, преобразователь, выполненный на управляемых электрических вентилях, на стороне переменного тока соединенный с электрическим генератором, и другой преобразователь, на стороне переменного тока соединенный с электрическим генератором и на стороне постоянного тока с группой электрических батарей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работы в щироком диапазоне скоростей без снижения к. п. д., первый из указанных преобразователей соединен на стороне постоянного

8

тока с тяговыми электродвигателями и группой электрических батарей последовательно.

2.Электропривод по п. 1, отличающийс я тем, что он снабжен трансформатором, включенным между указанным электрическим генератором и другим преобразователем.

3.Электропривод по пп. 1, 2, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными инверторами по числу тяговых электродвигателей и указанные тяговые электродвигатели выполнены индукционными с фазными роторами, подключенными к стороне переменного тока указанных дополнительных инверторов, сторона постоянного тока которых включена в последовательную цепь преобразователя и группы электрических батарей.

Конвенционный приоритет поп. 3 от 02.07.71, заявка № 486401/71, Япония.

h-Hli

ff Фиг. i