Тяговый электрический привод Советский патент 1977 года по МПК B60L11/18 H02P9/42 

(54) ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

статором электродвигателя и другим вращающимся узлом генератора.

Привод может быть снабжен дополнительным инвертором, а электродвигатель представляет собой асишфонный двигатель с фазным ротором, подключенным к аккумуляторной батарее через дополнительный инвертор, и якорем, подключенным к выходу генератора переменного тока.

На фиг. 1 изображен предлагаемьш тяговьй 1ФИВОД; на фиг. 2 - то же, с асинхронным двигателем с фазным ротором; на фнг.З - то же, с двухроторным генератором; на фиг. 4 - генератор; на фиг. 5 - тягойый привод с генератором постоянного тока.

Тяговый электрический привод содержит приводной механизм 1, вращающий , электрический генератор 2. Первичным двигателем приводного механизма 1 могут быть бензиновый, дизельньш, паровой, поршневой двигатели, двигатель:Стирлинга, роторный двигатель, а также газовая паровая, воздушная или азотные турбины. Якорная обмотка генератора 2 соединена с выпрямителем 3, выполненным из электрических вентилей. Индуктивноемкостный фильтр содержит конденсатор 4 и катушку индуктивности 5, зашунтированную электрическим вентилем 6, анод которого соединен с положительным полюсом аккумуляторной батареи 7, а катод - со входом импульсного прерьшателя тока 8.

Тяговый электродвигатель 9 подключен между выходом импульсного прерьшателя тока 8 .и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи 7. Ротор тягового электродвигателя 9 вращает колесо 10 транспортного средства. Конденсатор 4 подключен к выходу электрического генератора таким образом, что он может заряжаться от электрического генератора 2 или от электродвигателя 9.

На фиг. 2 электродвигатель 9 для привода колеса транспортного средства выполнен асинхронным двигателем с фазным ротором и имеет первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка питается переменным электрическим током от генератора 2 переменного тока, а вторичная обмотка питается переменным электрическим током от источника постояршого тока, состоящего из аккумуляторной батареи 7, подключенной параллельно выпрямителю 3 электрического генератора 2 через прерьшатель 8 и инвертор 11, состоящий из управляемых электрических вентилей. Асинхронный двигатель с фазным ротором регулируется в широком диапазоне скоростей в том числе и при скольжении большем единицы.

На фиг. 3 электрический генератор 2 выполнен с двумя роторами 12 и 13, вращающимися относиtenbHO друг друга и один из которых снабжен якорной обмоткой, а с другой - обмоткой возбуждения. На роторе 12 имеется два контактных кольца 14, а на роторе 13 - три контактных колыш 15. Ротор 13 генератора 2 механически объединен с ротором электродвигателя 9, а ротор 14 приводится

во вращение приводным механизмом. По существу генератор 2 является электромагнитной муфтой между приводным механизмом 1 и электродвигателем 9.

дНа фиг. 3 электродвигатель 9 постоянного тока

снабжен обмоткой независимого возбуждения 16 и обмоткой возбуждения 17 и связан с колесом 10 через зубчатую передачу 18, например коробку передач. Электродвигатель постоянного тока снабжен 10 токосъемными щетками 19 и коллектором 20.

Potop 12 генератора 2 снабжен обмоткой возбуждения, которая питается током возбуждения от электрического источника 21 через управляемые

J5 электрические вешили 22 и контактные кольца 14. Ротор 13 генератора 2 снабжен якорной обмоткой, которая соединена с выпрямителем 3, составленным из электрических вентилей, через контактные кольца 15. Скорость вращения колеса 10 регулируется как совместным, так и раздельным управлением реостатом 23 обмотки независимого возбуждения 16 или устройством управления 24 прерьшателя 8. Эти управляющие устройства могут управляться педалью 25.

25На фиг. 3 часть выхода приводного механизма 1

может быть передана на нагрузку непосредственно или механически через генератор 2, вьщолняющий функции электромагнитной муфты. Другая часть выходной энергии приводного механизма 1 может

30 быть преобразована в электрическую энергию с помощью генератора 2.

Ротор 12 генератора 2 может приводить во вращение колесо 10, а ротор 13 может приводиться во вращение приводным механизмом 1.

5Ротор 13, имеющий цилиндрическую внутреннюю поверхность 26, снабженную магнитопроводом 27, образующим магнитную цепь генератора 2, и внешнюю цилиндрическую поверхность 28, снабжегшую магнитшроводом 29, образующим магнитную цепь электродвигателя 9, и ротор электродвигателя объединены в единый ротор, который вращается в пространстве между статором 30 электродвигателя 9 и другим ротором 12 генератора 2. На фиг. 4 электродвигатель 9 является двига5 телем постоянного тока.

Магнитопровод 31, образующий магнитную цепь внутреннего ротора 12 генератора 2, и магнитопровод 32, образующий магнитную цепь статора 30 электродвигателя 9, установлены в сече0 НИИ А-А, перпендикулярном валу внутреннего ротора 12 генератора 2. Якорная обмотка 33 электрического двигателя соединена с коллектором 20.

Электрический генератор 2 может служить генератором постоянного тока (фиг. 5), выходные 5 клеммы 34 которого соединетг с полюсами аккумуляторной батареи 7 через электрический вентиль 6, подсоединенный параллельно катушке индуктивности 5.

упрнвлеготи ирсрлшателем 8 электродвигате;гя 9, вращающего колссо 10. в nenif прерывателя возникают импульсы напряжения высокой частоты. Электрическая энергия этих илшульсов напряжения поглощается конденсатором 4 и не проходит через катушку индуктивности 5. Так как электрический веигаль 6 не пропускает зарядный ток батареи 7, то на аккумуляторную батарею 7 не поступает электрическая энергия импульсов напряжения высокой частоты, производимых прерывателем 8. Через катушку индуктивности 5 проходит только постоянный ток или электрический ток низкой частоты, Аккумуляторная батарея 7 заряжается постоянным электрическим током через катушку индуктивности 5 от электрического генератора 2 и разряжается через электрический вентиль 6. Электрическая энергия, поглощенная конденсатором Л, может быть использована для питания электродвигателя 9. Следовательно, аккумуляторная батарея 7 предохраняется от нежелательного заряда и разряда. Таким образом, не возникает нежелательный нагрев аккумуляторной батареи. Формула изобретения 1. Тяговый электрический привод, содержащий вращаемый приводным механизмом электрический генератор, соединенный с ним через тиристорный прерыватель тока, электродвигатель и аккумуля«торную батарею, подключенную параллельно электрическому генератору через индуктивно- емкостный фильтр, отличающийся тем, что, с целью овышения КПД, он сгабжен допошштельным лектрическим вентилем, подключенным паралельно катушке индуктивности фильтра по направению протекания тока от батареи к электродвигаелю. 2.Привод по пп. 1-3, отличающийся ем, тао электрический генератор представляет собой генератор переменного тока с выпрямителем в якорной цепи. 3.Привод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что генератор переменного тока выполнен с взаимно вращающимися якорем и индуктором, один из которых механически связан с ротором етектродвигателя. 4.Привод по пп. 1-3, отличающийся тем, что один из вращающихся узлов указанного генератора вьшолнен с цилиндрическими внутренней и внешней поверхностями, снабженными магнитопроводами, образующими магнитные цепи соответственно генератора и электродвигателя, причем этот узел генератора и ротор электродвигателя объединены в единый ротор,вращающийся в пространстве между статором электродвигателя и другим вращающимся узлом генератора. 5. Привод попп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным инвертором, а электродвигатель представляет собой асинхронный двигатель с фазным ротором, подключенным к аккумуляторной батарее через дополните лъный инвертор, и якорем, подключенным к выходу генератора переме1шого тока.

---TT,zj-i

U2.1