Тяговый привод локомотива с асинхронными электродвигателями

Тяговый првод локомотива, в котором параллельные потоки мощности для сздания потребных тяговых усилий обеспечиваются применением асинхронных электродвигателей, при посредстве передаточного механизмав в виде торцевой зубчатой передачи с внутренним зацеплением, схема которого построена путем преобразования схемы простейшей планетарной передачи

Предлагаемое техническое решение относится к области железнодорожного транспорта в части разработки мер по энергосбережению в процессе перевозок.

Известна «компоновочная схема тягового привода локомотива» [1], реализующая создание потребных тяговых усилий параллельными потоками мощности, при соблюдении условий компактности, доступности, технологичности монтажа и технического обслуживания силовой установки. В обеспечение этого решения была принята конструкция передаточного механизма в виде «торцевой зубчатой передачи с внутренним зацеплением» [2].

Логическим развитием усовершенствования компоновочной схемы тягового привода является разработка мер по повышению эффективности использования переменного тока в качестве энергоносителя, применением короткозамкнутых асинхронных двигателей - наиболее выгодного и универсального в эксплуатации электропривода [3].

В качестве иллюстрации к предлагаемому техническому решению приведены «Разработка схемы передаточного механизма тягового привода» (см. рис.1а,б) и «Схема тягового привода с асинхронными двигателями» (см. рис.2). Нумерация деталей и агрегатов на рис.1, 2 - сквозная. Обозначения на схемах:

-1 - ведущее основное колесо;

-2 - водило;

-3 - исполнительное основное колесо;

-4 - сателлит (на рис.1а), шестерня (на рис.1б, 2);

-5 - ось колесной пары;

-6 - колесная пара;

-7 - асинхронный электродвигатель;

-8 - ступица-водило;

-9 - подшипник скольжения;

-10 - подшипник качения;

-11 - центробежная муфта;

-12 - предохранительная муфта;

-13 - комбинированная муфта;

-14 - промежуточный вал;

-15 - блок устройств для запуска двигателя с облегченными условиями пуска.

Питающая сеть подключена к обмотке статора, блок устройств для запуска двигателя с облегченными условиями пуска - к обмотке ротора электродвигателей.

Согласно предложенному техническому решению поставленная цель достигается тем, что схема передаточного механизма построена путем преобразования простейшей планетарной передачи (см. рис.1а), в которой (см. рис.1б) отсутствует ведущее основное колесо 1, водило 2 закреплено неподвижно относительно оси 5 колесной пары 6, вращение которой обеспечивается жестко с ней соединенным исполнительным основным колесом 3, находящимся в зацеплении с шестернями 4 (см. рис.1б, 2), утратившими при преобразовании роль сателлитов 4 (см. рис.1а). При этом ступица-водило 8 неразъемно жестко связана со статорами асинхронных двигателей 7 (см. рис.2), валы которых соединены с осями вращения шестерен 4 посредством последовательно расположенных самодействующих (самоуправляющихся) муфт [4] - центробежной 11 и предохранительной 12. Как вариант, муфты 11, 12 могут быть заменены комбинированной муфтой 13, сочетающей в себе их свойства. Действие муфт 11, 12 или муфты 13 согласовано с включенными в состав электропривода устройствами 15 обеспечения запуска двигателя с облегченными условиями пуска (роторный, автотрансформаторный [3]).

Запуск электродвигателей 7 осуществляется при разомкнутой цепи «двигатель - передаточный механизм», замкнутость которой в процессе движения обеспечивает последовательное включение центробежной 11 и предохранительной 12 муфт. В процессе движения предохранительные муфты 12 плавно регулируют потребление мощности для обеспечения потребного скоростного режима движения транспортного средства; центробежные муфты 11 обеспечивают согласование частоты вращения колесной пары 6 и роторов электродвигателей 7.

Возможность применения способов и средств автоматического управления агрегатами электропривода [3] в предлагаемой схеме повышают эффективность применения ее для энергосбережения при осуществлении перевозок в жедезнодорожной транспортной системе.

Библиография

1. Компоновочная схема тягового привода железнодорожного подвижного транспортного средства с параллельными потоками мощности./Патент РФ 2412072. Бюл. 5. 2011.

2. Торцевая зубчатая передача с внутренним зацеплением. / Патент РФ 2354870. Бюл. 13. 2009.

3. Мучник А.Я., Парфенов К.А. Общая электротехника./ «Высшая школа». - М. 1967. 447 С.

4. Березовский Ю.Н., ЧЧернилевский Д.В., Петров М.С. Детали машин./ «Машинолстроение». - М. 1983. 384 С.

Тяговый привод локомотива с асинхронными электродвигателями, в котором потребные тяговые усилия обеспечиваются параллельными потоками мощности при посредстве передаточного механизма в виде торцевой зубчатой передачи с внутренним зацеплением, отличающийся тем, что схема передаточного механизма построена путем преобразования простейшей планетарной передачи, в которой отсутствует ведущее основное колесо, водило закреплено неподвижно относительно оси колесной пары, вращение которой обеспечивается жестко с ней соединенным исполнительным основным колесом, находящимся в зацеплении с шестернями, утратившими при преобразовании роль сателлитов, при этом ступица-водило неразъемно жестко связано со статорами асинхронных двигателей, валы которых соединены с осями вращения шестерен посредством последовательно расположенных самодействующих (самоуправляющихся) муфт - центробежной и предохранительной; как вариант, центробежная и предохранительная муфты могут быть заменены комбинированной муфтой, сочетающей в себе их свойства, действие муфт согласовано с включенными в состав электропривода устройствами обеспечения запуска двигателя с облегченными условиями пуска.