Электромеханическая трансмиссия мобильного энергетического модуля
Полезная модель позволяет обеспечить повышение надежности работы, снижение потерь энергии в приводе и обеспечение согласования соизмеримых по мощности теплового двигателя и электрических машин, при возможности автоматического регулирования режимом пуска асинхронного электропривода мобильного энергетического модуля. Кроме того, такая трансмиссия может работать в режиме автономного источника электроснабжения. Указанный технический результат достигается тем, что электромеханическая трансмиссия мобильного энергетического модуля включает первичный тепловой двигатель, кинематически соединенный через соединительную муфту с синхронным генератором, который через фильтр верхних частот электрически соединен с тяговым асинхронным электродвигателем, выходной вал которого через демпфирующее устройство и муфту сцепления кинематически связан с редуктором заднего моста с ведущими колесами. Система управления включает датчик оборотов первичного теплового двигателя, датчик напряжения синхронного генератора и датчик крутящего момента демпфирующего устройства, подключенные к входам микропроцессорного управляющего устройства, выход которого соединен с входом электромагнитного исполнительного механизма привода муфты сцепления. 1 илл.
Полезная модель относится к тяговым транспортным средствам и может быть использована в тяговых трансмиссиях мобильных энергетических средств.
Известна электромеханическая трансмиссия мобильного энергетического средства, содержащая первичный тепловой двигатель, кинематически соединенный через муфту свободного хода с электрическим синхронным генератором, к которому через вольтодобавочное устройство подключен тяговый асинхронный электродвигатель. Выходной вал тягового асинхронного электродвигателя через зубчатую муфту связан посредством карданной передачи с редуктором заднего моста, который в свою очередь связан с ведущими колесами. Система управления трансмиссией включает в себя датчик оборотов выходного вала асинхронного электродвигателя, синхронного генератора и теплового двигателя, датчик напряжения генератора, шаговое устройство управления топливоподачей дизеля, подключенные к микропроцессорному управляющему устройству. Последний соединен с блоком возбуждения синхронного генератора вольтодобавочным устройством и шаговой системой управления топливоподачи дизеля. Генератор имеет выход для питания потребителей сети переменного тока (RU 46227, МПК-7 В60L 11/08, опубл. 27.06.2005).
В известной силовой установке демпфирование колебаний внешнего момента сопротивления является недостаточно эффективным, значительная доля низкочастотных колебаний проходит на двигатель, что приводит к существенным потерям энергии. Введенная дополнительная податливость муфты свободного хода при определенных соотношениях параметров цепи приводит к автоколебаниям крутящего момента на валу первичного теплового двигателя, что также увеличивает потери. Пусковые свойства асинхронного электропривода мобильного энергетического средства являются
ограниченными. Кроме того, наличие в микропроцессорном управляющем устройстве таких каналов управления, как топливоподача и управление током возбуждения синхронного генератора усложняют конструкцию, что снижает надежность всей системы.
Технический результат заключается в обеспечении повышения надежности работы, снижении потерь энергии в приводе и обеспечение согласования соизмеримых по мощности теплового двигателя и электрических машин, при возможности автоматического регулирования режимом пуска асинхронного электропривода мобильного энергетического модуля. Кроме того, такая трансмиссия может работать в режиме автономного источника электроснабжения.
Технический результат достигается тем, электромеханическая трансмиссия мобильного энергетического модуля включает первичный тепловой двигатель, кинематически соединенный через соединительную муфту с синхронным генератором, который через фильтр верхних частот электрически соединен с тяговым асинхронным электродвигателем, выходной вал которого через демпфирующее устройство и муфту сцепления кинематически связан с редуктором заднего моста с ведущими колесами. Система управления включает датчик оборотов первичного теплового двигателя, датчик напряжения синхронного генератора и датчик крутящего момента демпфирующего устройства, подключенные к входам микропроцессорного управляющего устройства, выход которого соединен с входом электромагнитного исполнительного механизма привода муфты сцепления.
Электромеханическая трансмиссия мобильного энергетического модуля содержит первичный тепловой двигатель 1, кинематически соединенный через соединительную муфту 2 с синхронным генератором 3, который через фильтр верхних частот 4 электрически соединен с тяговым асинхронным электродвигателем 5, выходной вал 6 которого через демпфирующее устройство 7, муфту сцепления 8 кинематически связан с редуктором заднего моста 9 и ведущими колесами 10. Система управления асинхронного
электропривода, включает датчик оборотов 11 первичного теплового двигателя 1, датчик напряжения 12 синхронного генератора 3, датчик крутящего момента 13 демпфирующего устройства 7, подключенные к входам микропроцессорного управляющего устройства 14, выход которого соединен с входом электромагнитного исполнительного механизма 15 привода муфты сцепления 8.
Электромеханическая трансмиссия мобильного энергетического средства работает в тяговом режиме следующим образом. При пуске тягового асинхронного электродвигателя 5 на частоте напряжения 18-20 Гц, что соответствует режиму холостого хода первичного теплового двигателя 1 и нахождению пускового момента в заданном пределе, разгон мобильного энергетического модуля до номинальной скорости осуществляется плавным увеличением подачи топлива. При достижении пускового момента тягового асинхронного электропривода 5 предельного значения, которое контролируется по сигналу с датчика крутящего момента 13 на частоте напряжения, равного 18-20 Гц, в микропроцессорном управляющем устройстве 14 вырабатывается управляющее воздействие и подается на электромагнитное исполнительное устройство 15 привода муфты сцепления 8, которое частично выжимает сцепление и происходит пуск привода. По мере снижения момента сопротивления управляющее воздействие также снижается и муфта сцепления 8 выключается. Срабатывание сцепления происходит при отклонении закона частотного управления тягового асинхронного электродвигателя 5, которое контролируется по отношению напряжения на выходе синхронного генератора 3 к частоте вращения вала первичного теплового двигателя 1, а также при кратковременных перегрузках. Фильтр верхних частот 4 настраивается на полосу задержки частот, которые характерны при выполнении соответствующих технологических операций включением индуктивных сопротивлений между емкостными в каждой фазе. Податливость фильтра нижних частот 4 выбирается из условия достаточной информативности датчика
крутящего момента 13 и задержки высокочастотных колебаний от бесконечности до предельной.
Таким образом, заявляемое решение обеспечивает возможность трогания средства при превышающих для установленного тягового асинхронного электродвигателя моментах пуска, а также повышение надежности работы привода при непредвиденных внешних и внутренних воздействиях. При этом снижается расход топлива и обеспечивается необходимое согласование динамической системы, а также возможность работы в режиме автономного источника электроснабжения.
Электромеханическая трансмиссия мобильного энергетического модуля, включающая первичный тепловой двигатель, кинематически соединенный через муфту с синхронным генератором, тяговый асинхронный электродвигатель, редуктор заднего моста с ведущими колесами и систему управления, включающую микропроцессорное управляющее устройство, один из входов которого соединен с выходом датчика оборотов первичного теплового двигателя, отличающаяся тем, что она снабжена демпфирующим устройством, муфтой сцепления и фильтром верхних частот, через который синхронный генератор соединен с тяговым асинхронным электродвигателем, выходной вал которого через демпфирующее устройство и муфту сцепления кинематически связан с редуктором заднего моста с ведущими колесами, а в систему управления введены электромагнитный исполнительный механизм привода муфты сцепления, а также датчик крутящего момента демпфирующего устройства и датчик напряжения синхронного генератора, подключенные соответственно к двум входам микропроцессорного управляющего устройства, выход которого соединен с входом электромагнитного исполнительного механизма привода муфты сцепления, при этом в качестве муфты между первичным тепловым двигателем и синхронным генератором использована соединительная муфта.
