Схема электрической передачи мощности (варианты)

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к области электрических тяговых систем с машинами переменного тока транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения и может быть использована в электрической трансмиссии тракторов и многодвигательных электрических передачах транспортных средств с реактивными индукторными двигателями. Устройство содержит цепь из двух последовательно включенных конденсаторов, соединенную с положительным и отрицательным зажимом источника питания, мостовые схемы, в каждой из которых имеются два диода и два управляемых ключа, два реактивных индукторных двигателя, первые выводы фазных обмоток которых подключены к мостовым схемам, а вторые выводы к - точке соединения конденсаторов, тепловой двигатель, кинематически соединенный с реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы, кроме того, устройство снабжено таким количеством реактивных индукторных двигателей, суммарная мощность которых не превышает мощности, генерируемой реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы, причем каждая фазная обмотка двигателей одним выводом подключена к аноду диода и управляемому ключу, другим - к точке соединения конденсаторов, катоды диодов соединены с положительным зажимом источника питания, а вторые выводы управляемых ключей соединены с отрицательным зажимом источника питания. Технический результат - создание режима электрической передачи мощности между реактивными индукторными двигателями, что расширяет области применения схемы.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к области электрических тяговых систем с машинами переменного тока транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения и может быть использована в электромеханической трансмиссии тракторов и многодвигательных электрических передачах мощности транспортных средств с реактивными индукторными двигателями.

Известна электрическая передача мощности тягового транспортного средства (Патент на изобретение RU 2247039, МПК⁷ В60L 11/08, Н02Р 7/80, 2003) содержащая синхронный генератор, приводимый от теплового двигателя, блок возбуждения тягового синхронного генератора, асинхронные тяговые электродвигатели и блок управления электрической передачей мощности. Статорные обмотки тягового синхронного генератора подключены к статорным обмоткам асинхронных тяговых электродвигателей. Роторные обмотки каждого асинхронного тягового электродвигателя соединены с индивидуальными выпрямительными мостами. Со стороны выпрямленного напряжения мосты включены параллельно и соединены с обмоткой якоря регулирующей машины постоянного тока, вал которой соединен с валами теплового двигателя и тягового синхронного генератора. Валы асинхронных тяговых электродвигателей соединены с осями движущих колес. Блок управления электрической передачей мощности подключен к тепловому двигателю, блоку возбуждения тягового синхронного генератора и блоку возбуждения регулирующей машины постоянного тока. В электрической передаче мощности тягового транспортного средства вместо одной регулировочной машины постоянного тока могут быть применены две электрические машины. В цепи якорных обмоток этих электрических машин включаются переключатели их последовательного или параллельного соединения, соединенные с блоком управления ими, подключенным к блоку управления электрической передачей мощности. Обмотки роторов могут быть соединены последовательно, а параллельно им подключен выпрямитель, выход которого соединен с якорной обмоткой регулирующей машины постоянного тока (или двух электрических машин).

Недостатком данной электрической передачи мощности является наличие обмоток на роторе синхронного генератора и на роторе асинхронного двигателя, на которые действуют большие силы, способствующие разрушению изоляции обмоток и выходу электрической передачи мощности из строя.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению, принятой за прототип, является схема питания двух многофазных реактивных индукторных двигателей (Свидетельство на полезную модель РФ 35581Ul, МПК⁷ Н02М 7/00 2003), содержащая цепь из двух последовательно включенных конденсаторов, соединенную с положительным и отрицательным зажимом источника питания, мостовые схемы, в каждой из которых имеются два диода и два управляемых ключа, один из которых соединен с положительным зажимом источника питания и катодом первого диода, анод которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а второй ключ соединен с отрицательным зажимом источника питания и анодом второго диода, катод которого соединен с положительным зажимом источника питания, многофазный реактивный индукторный двигатель, второй многофазный реактивный индукторный двигатель, фазные обмотки которого включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения первых диодов с ключами, а фазные обмотки первого двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения вторых диодов с ключами.

Недостатком данной схемы является отсутствие режима электрической передачи мощности между реактивными индукторными двигателями, что ограничивает область ее применения.

Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение области применения схемы.

Для решения поставленной задачи схема, содержащая цепь из двух последовательно включенных конденсаторов, соединенную с положительным и отрицательным зажимом источника питания, мостовые схемы, в каждой из которых имеются два диода и два управляемых ключа, один из которых соединен с положительным зажимом источника питания и катодом первого диода, анод которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а второй ключ соединен с отрицательным зажимом источника питания и анодом второго диода, катод которого соединен с положительным зажимом источника питания, два многофазных реактивных индукторных двигателя, причем фазные обмотки первого двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения вторых диодов с ключами, а фазные обмотки второго многофазного реактивного индукторного двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения первых диодов с ключами.

Схема электрической передачи мощности в отличие от прототипа дополнительно снабжена тепловым двигателем, кинематически соединенным со вторым многофазным реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы;

- как вариант - она дополнительно снабжена таким количеством реактивных индукторных двигателей, суммарная мощность которых не превышает мощности, генерируемой вторым реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы, причем каждая фазная обмотка реактивных индукторных двигателей одним выводом подключена к аноду диода и управляемому ключу, а другим - к точке соединения конденсаторов, катоды диодов соединены с положительным зажимом источника питания, а вторые выводы управляемых ключей соединены с отрицательным зажимом источника питания.

Технический результат - создание режима электрической передачи мощности между реактивными индукторными двигателями, что расширяет области применения схемы.

Технический результат достигается за счет введения в схему теплового двигателя, кинематически соединенного со вторым реактивным индукторным двигателем, который функционирует в генераторном режиме работы.

(Кононов, Г.Н. Испытание тягового индукторного двигателя в генераторном режиме. / Г.И.Колпахчьян, А.В.Киреев, Б.Н.Крайзман.// Электровозостроение:

Сборник научных трудов. Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения (ОАО «ВЭлНИИ»), 2002.-Т44- С.109-114.) Это позволяет реализовать новую функцию схемы - электрическую передачу мощности между двумя реактивными индукторными двигателями, один из которых функционирует в генераторном режиме работы, что расширяет область применения схемы. Например, она может быть использована в электромеханической трансмиссии тракторов.

Как вариант схема может быть дополнительно снабжена таким количеством реактивных индукторных двигателей (с соответствующими силовыми элементами), суммарная мощность которых не превышает мощности, генерируемой реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы. Это позволяет реализовать новую функцию - электрическую передачу мощности между реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы, и многодвигательным электроприводом с реактивными индукторными двигателями, что расширяет область применения схемы. Например, она может быть использована в многодвигательных электрических передачах мощности.

На фигуре 1 показана схема электрической передачи мощности. Схема содержит цепь из двух последовательно включенных конденсаторов 1, 2, соединенную с положительным 3 и отрицательным 4 зажимом источника питания, три мостовые схемы, каждая из которых содержит два управляемых ключа и два диода (первая схема - ключи 5, 6, диоды 11, 12, вторая схема - ключи 7, 8, диоды 13, 14, третья схема - ключи 9, 10, диоды 15, 16), ключи 5, 7, 9 одними выводами соединены с зажимом 3 источника питания, вторыми - с катодами диодов 12, 14, 16, аноды которых соединены с зажимом 4 источника питания, ключи 6, 8, 10 одними выводими соединены с зажимом 4 источника питания, вторыми выводами - с анодами диодов 11, 13, 15, катоды которых соединены с зажимом 3 источника питания, два реактивных индукторных двигателя 26, 30. Фазные обмотки 27, 28, 29 реактивного индукторного двигателя 30 включены между точкой 31 соединения конденсаторов и точками 17, 19, 21 соединения диодов 12, 14, 16 с ключами 5, 7, 9, а фазные обмотки 23, 24, 25 реактивного индукторного двигателя 26 включены между точкой 31 соединения конденсаторов и точками 18, 20, 22 соединения диодов 11, 13, 15 с ключами 6, 8, 10. Схема дополнительно снабжена тепловым двигателем 32, кинематически соединенным с реактивным индукторным двигателем 30.

Как вариант схема дополнительно снабжена реактивным индукторным двигателем 33, каждая фазная обмотка 34, 35, 36 которого одним выводом подключена к аноду диода 37, 38, 39 и управляемому ключу 40, 41, 42, а другим - к точке 31 соединения конденсаторов, при этом катоды диодов 37, 38, 39 соединены с положительным зажимом источника питания 3, а вторые выводы управляемых ключей - с отрицательным зажимом источника питания 4.

Предлагаемая схема электрической передачи мощности работает следующим образом: от маломощного источника питания (например, аккумуляторной батареи), подключенного к зажимам источника питания 3, 4 предварительно производится заряд конденсаторов 1, 2. При вращении вала теплового двигателя 32, кинематически соединенного с реактивным индукторным двигателем 30, работающим в генераторном режиме, производится замыкание одного из управляемых ключей 5, 7 или 9, фазные обмотки 27, 28 или 29 реактивного индукторного двигателя 30 подключаются к конденсатору 2 и потребляют от него энергию, необходимую для возбуждения реактивного индукторного двигателя 30, а при размыкании ключей 5, 7 или 9 в фазных обмотках реактивного индукторного двигателя 30 генерируется электрическая мощность, которая передается через диоды 12, 14, 16 в конденсатор 1, а при замыкании ключей 6, 8, 10 фазные обмотки 23, 24, 25 реактивного индукторного двигателя 26, подключаются к конденсатору 1 и потребляют от него электрическую мощность, преобразуя ее в механическую мощность. При размыкании ключей 6, 8, 10 энергия, запасенная в фазных обмотках реактивного индукторного двигателя 26, передается в конденсатор 2 через диоды 11, 13, 15 и в следующем цикле работы схемы снова используется для возбуждения реактивного индукторного двигателя 30. Таким образом, механическая мощность от вала реактивного индукторного двигателя 30, приводимого во вращение тепловым двигателем 32, передается по электрическим цепям на вал реактивного индукторного двигателя 26.

В случае введения в схему дополнительных реактивные индукторных двигателей с соответствующими силовыми цепями (как показано на фиг.1 реактивный индукторный двигатель 33, диоды 37, 38, 39, управляемые ключи 40, 41, 42), то работа схемы происходит аналогично: реактивный индукторный двигатель 30, функционирующий в генераторном режиме работы, генерирует электрическую мощность, передавая ее на конденсатор 1, а реактивные индукторные двигатели 33 и 26 потребляют от конденсатора 1 электрическую мощность, преобразуя ее в механическую мощность, при этом часть мощности передается в конденсатор 2 и используется для возбуждения реактивного индукторного двигателя 30, функционирующего в генераторном режиме работы. Причем суммарная мощность реактивных индукторных двигателей 26 и 33, участвующих в электрической передаче мощности, не должна превышать мощности реактивного индукторного двигателя 30, функционирующего в генераторном режиме работы.

Положительный эффект от использования предлагаемого технического решения проявляется в возможности осуществить электрическую передачу мощности от реактивного индукторного двигателя, приводимого во вращение тепловым двигателем и функционирующего в генераторном режиме работы, к такому количеству реактивных индукторных двигателей, суммарная мощность которых не превышает мощности, генерируемой реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы.

1. Схема электрической передачи мощности, содержащая цепь из двух последовательно включенных конденсаторов, соединенную с положительным и отрицательным зажимом источника питания, мостовые схемы, в каждой из которых имеются два диода и два управляемых ключа, один из которых соединен с положительным зажимом источника питания и катодом первого диода, анод которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а второй ключ соединен с отрицательным зажимом источника питания и анодом второго диода, катод которого соединен с положительным зажимом источника питания, два многофазных реактивных индукторных двигателя, причем фазные обмотки первого реактивного индукторного двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения вторых диодов с ключами, а фазные обмотки второго реактивного индукторного двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения первых диодов с ключами, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена тепловым двигателем, кинематически соединенным с первым многофазным реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы.

2. Схема электрической передачи мощности, содержащая цепь из двух последовательно включенных конденсаторов, соединенную с положительным и отрицательным зажимом источника питания, мостовые схемы, в каждой из которых имеются два диода и два управляемых ключа, один из которых соединен с положительным зажимом источника питания и катодом первого диода, анод которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а второй ключ соединен с отрицательным зажимом источника питания и анодом второго диода, катод которого соединен с положительным зажимом источника питания, два многофазных реактивных индукторных двигателя, причем фазные обмотки первого реактивного индукторного двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения вторых диодов с ключами, а фазные обмотки второго реактивного индукторного двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения первых диодов с ключами, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена тепловым двигателем, кинематически соединенным с первым многофазным реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы, а также она дополнительно снабжена таким количеством реактивных индукторных двигателей, суммарная мощность которых не превышает мощности, генерируемой вторым реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы, причем каждая фазная обмотка реактивных индукторных двигателей одним выводом подключена к аноду диода и управляемому ключу, другим - к точке соединения конденсаторов, катоды диодов соединены с положительным зажимом источника питания, а вторые выводы управляемых ключей соединены с отрицательным зажимом источника питания.