Электромеханическая двухпоточная трансмиссия

 

Изобретение относится к силовым передачам тракторов и других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин с электрическими силовыми элементами тягового привода, допускающих работу в режиме передвижной электростанции и содержащих электрические машины переменного тока. Цель изобретения - повышение КПД. Цель достигается соответствующим автоматическим регулированием регулятора 28 частоты вращения дополнительного двигателя 13 и выключателем 21 асинхронного тягового электродвигателя 9. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,. SU „„! 604637 (5l)5 В 60 К 17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4480574/25-11 (22) 05.09.88 (46) 07.11.90. Бюл. № 41 (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению «НАТИ» (72) Г. В. Новиков (53) 629.113 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1428603, кл. В 60 К 17/!2, 07.10.88. (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ДВУХПОТОЧНАЯ ТРАНСМИССИЯ (57) Изобретение относится к силовым передачам тракторов и других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин с электрическими силовыми элементами тягового привода, допускающих работу в режиме передвижной электростанции и содержащих электрические машины переменного тока. Цель изобретения — повышение КПД.

Цель достигается соответствующим автоматическим регулированием регулятора 28 частоты вращения дополнительного двигателя

13 и выключателем 21 асинхронного тягового электродвигателя 9. 3 ил.

1604637

30

55

Изобретение относится к передачам мощности тракторов и других тяговых, транспортных и сельскохозяйственных машин, в частности к машинам с электрическим тяговым приводом, включающим машины переменного тока, способные работать в режиме электростанции.

Цель изобретения — повышеие КПД.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема трансмиссии; на фиг. 2 — график изменения тока нагрузки асинхронного генератора в функции частоты вращения; на фиг. 3 — то же, в функции тока нагрузки.

Трансмиссия 1 содержит трехзвенный планетарный дифференциальный механизм 2, входное звено 3 которого связано с первичным двигателем 4 и посредством передачи 5 — с синхронным генератором 6; промежуточное звено 7 планетарного механизма 2 связано посредством передачи 8 с асинхронным элекродвигателем 9; à его выходное звено 10, водило с сателлитами 11, связано посредством передачи 12 с дополнительным двигателем 13 и посредством муфты 14 сцепления с движителями 15.

Генератор 6 соединен с электродвигателем 9 посредством статического преобразователя 16 частоты, а муфта 14 сцепления связывает выходной вал 17 водила 10 планетарного механизма 2 с выходным валом

18 трансмиссии 1, связанным с движителями 15. Преобразователь 16 частоты соединен с генератором 6 контактором 19 и с электродвигателем 9 контактором 20, а между собой генератор 6 и двигатель 9 соединен выключателем 21, катушка 22 управления которого связана с блоком 23 управления, включающий вход которого связан посредством диода 24 с блоком 25 сравнения, а выключающий посредством диода 26 с блоком 7 сравнения.

Двигатель 13 соединен с регулятором

28 частоты вращения, который связан с блоком 29 сравнения. Первые входы блоков

25 и 27 сравнения связаны с датчиком

30 активного тока, установленным в цепи нагрузки, а вторые — с задатчиком 31.

Датчик 32 активного тока, установленный в цепи двигателя 9, связан с первым входом блока 29 сравнения, а второй вход блока 29 связан с датчиком 30 посредством масштабного блока 33. Для подключения нагрузки служат клеммы 34. Сигнал на первом выходе задатчика 31 пропорционален току 1, (фиг. 2, 3), на втором— току 1, меньшему по величине.

Дополнительный двигатель 13 сблокирован по управлению с муфтой 14 сцепления таким образом, что он может работать только при отключенном состоянии муфты 14, и, следовательно, при разъединенных валах 17 и 18 трансмиссии 1.

Для этого он снабжен выключателем (не показан), устройство переключения которого связано с устройством управления муф4 той- 14 сцепления (не показано), например механической блокировкой, так, что включение его допускается только при отключенном состоянии муфты 14 сцепления.

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия 1 в режиме работы тягового средства передвижной электростанцией работает следующим образом.

Транспортное средство останавливается, муфта 14 сцепления отсоединяет выходное звено 10 механизма 2 от движителей 15, разъединяя валы 17 и 18. Синхронный генератор 6 и асинхронный электродвигатель 9 отсоединяются от преобразователя

16 частоты контакторами 19 и 20, а регулятор 28 частоты вращения двигателя

13 подключается к источнику питания.

Первичный двигатель 4 разгоняется и приводит во вращение синхронный генератор 6 через передачу 5 и асинхронный электродвигатель через звенья 3, 7 и !1 планетарного механизма 2 и передачу 8. Частота вращения синхронного генератора 6 при этом строго соответствует частоте вращения первичного двигателя 4. Электрический двигатель 13 также приходит во вращение, сообщая вращение валу 17 и водилу 10 планетарного механизма 2, в результате чего частота вращения вала асинхронного электродвигателя 9 устанавливается в соответствии с выражением где вб, ьз и ю з частоты вращения электрических машин 6, 9 и 13;

4 и 4a — передаточные числа передач 5 и 12;

К вЂ” кинематический параметр механизма 2.

К клеммам 34 подключается внешняя нагрузка, в которую начинает поступать ток от генератора 6.

Частота вращения двигателя 13 и, следовательно, частота вращения электродвигателя 9 зависят от сигнала на выходе блока 29 сравнения, на один вход которого подается с маштабного блока 33 часть сигнала датчика 30, измеряющего активный ток нагрузки, а на другой — сигнал уставки с второго выхода задатчика 31. При равенстве этих сигналов частота вращения элекродвигателя 9 соответствует значению оз на фиг. 2. При других значениях тока нагрузки значение частоты вращения электродвигателя 9 отличается от а, но находится в пределах,(к „, где оз — синхронная частота вращения электродвигателя 9; а„— частота вращения, не превосходящая частоты вращения, соответствующей критическому значению электрического скольжения в генераторной области.

1604637

10

Формула изобретения

Если ток нагрузки меньше тока Ii, сигнал на выходе блока 26 отрицателен и на включающем входе блока 23 управления тока нет, выключатель 21 выключен и электродвигатель 8 не присоединен к нагрузке.

Если ток нагрузки больше, то сигнал поступает на включающий вход блока 23 и электродвигатель подключается параллельно генератору 6.

После подключения генератора 6 и электродвигателя 9 параллельно синхронная частота вращения асинхронного электродвигател я 9 ока жется ра в но и

, =, Л. с р

Р где о — частота вращения синхронного генератора б;

Р и Р— числа пар полюсов генератора

6 и электродвигателя 9.

Асинхронный электродвигатель 9 начинает работать в режиме асинхронного генератора, получая реактивный ток возбуждения от генератора 6 и отдавая активный ток совместно с генератором 6 в нагрузку. Активный ток электродвигатель 9 в режиме генератора измеряется датчиком 32.

Сигнал от датчика 30 поступает на блок 33, делится там, в частности делится пополам, и поступает на вход блока 29 сравнения, где сравнивается с сигналом датчика 32. Результат сравнения воздействует на регулятор 28, вследствие чего частоты вращения двигателя 13 и электродвигателя 9, работающего в режиме генератора устанавливаются на таком уровне, при котором отдаваемые в нагрузку активные токи генератора 6 и электродвигателя 9 будут одинаковыми. При изменении нагрузки в процессе работы в любую сторону в ту же сторону меняется ток генератора 6. Меняется сигнал на входе блока

29, частоты вращения генератора 6 и электродвигателя 9 и ток электродвигателя 9 до выравнивания с током генератора 6. Таким образом, токи генератора 6 и электродвигателя 9 в режиме генератора при изменении тока нагрузки меняются согласованно и поддерживаются одинаковыми.

Если ток нагрузки меньше тока Iq, то на отключающий вход блока 23 поступает сигнал с выхода блока 27 сравнения, выключатель 21 отключает электродвигатель 9 от генератора 6 и весь ток нагрузки начинает потребляться от генератора 6.

Задатчик 31 задает два уровня тока нагрузки: Ii, равный номинальному току машины 6 или больший HB 5 — 10Я, и 1, мень6 ший его на 10 — 15Я. Таким образом, переключения выключателя 21 обеспечивают потребление тока от генератора 6 при малых значениях тока нагрузки, и от обоих машин при больших его значениях.

Применение предложенной трансмиссии позволит увеличить КПД в режиме работы транспортного средства электростанций за счет согласованного непрерывного регулирования обеих электрических машин трансмиссии при больших нагрузках и отключения одной из них — при малых, при этом синхронный генератор разгружается от реактивного тока возбуждения асинхронного генератора.

Электромеханическая двухпоточная трансмиссия, содержащая планетарный дифференциальный механизм, входное звено котор0 рого связано с первичным двигателем и синхронным генератором, промежуточное— с асинхронным электродвигателем, а выходное — с дополнительным электродвигателем и посредством муфты сцепления — с движ ител я ми транспортного средства, и ричем синхронный генератор связан с асинхронным электродвигателем посредством преобразователя частоты и выключателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения

КПД, она снабжена регулятором частоты вращения дополнительного электродвигателя, блоком управления выключателем асинхронного электродвигателя, двумя датчиками и задатчиком активного тока, тремя блоками сравнения, масштабным блоком, причем один датчик установлен в цепи нагрузки и выполнен имеющим три выхода, из которых два соединены с первыми входами первого и второго блоков сравнения непосредственно, а третий — с первым входом третьего блока сравнения посредством масштабного блока, задатчик выполнен с

40 двумя выходами, первый из которых соединен с вторым входом первого блока сравнения, а второй — с вторым входом второго блока сравнения, а с вторым входом третьего блока сравнения соединен другой датчик, установленный в цепи якоря

45 асинхронного электродвигателя, выход третьего блока сравнения связан с регулятором частоты вращения дополнительного электродвигателя, а выходы первого и второго блоков сравнения связаны с включающим и отключающим входами блока управления выключателем асинхронного электродвигателя.

1604637

Редактор С. Патрушева

Заказ 3424

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москв а, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101. 1 г, ®о +z+> ©к 08. 2

Составитель С. Белоусько

Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Тираж 419 Подписное