EA002726B1 - Traction motor and drive system - Google Patents

Traction motor and drive system Download PDF

Info

Publication number
EA002726B1
EA002726B1 EA200000585A EA200000585A EA002726B1 EA 002726 B1 EA002726 B1 EA 002726B1 EA 200000585 A EA200000585 A EA 200000585A EA 200000585 A EA200000585 A EA 200000585A EA 002726 B1 EA002726 B1 EA 002726B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
motor
converter
winding
engine
semiconducting
Prior art date
Application number
EA200000585A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200000585A1 (en
Inventor
Матс Леийон
Андерс Бьерклунд
Торстен Шютте
Ларс Вальфридссон
Original Assignee
Абб Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Абб Аб filed Critical Абб Аб
Publication of EA200000585A1 publication Critical patent/EA200000585A1/en
Publication of EA002726B1 publication Critical patent/EA002726B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/24Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines
    • B60L9/28Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines polyphase motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/288Shielding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/323Insulation between winding turns, between winding layers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/40Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/20AC to AC converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/15Machines characterised by cable windings, e.g. high-voltage cables, ribbon cables
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

1. A 3-phase traction motor comprising a winding, characterized in that said winding includes insulation consisting of at least two semiconducting layers, each layer providing a substantially equipotential surface, and solid insulation between said semiconducting layers. 2. A motor as claimed in claim 1, which is an asynchronous motor. 3. A motor as claimed in claim 1, which is a synchronous motor. 4. A drive system for a locomotive or motor coach, comprising a motor as claimed in claim 1, 2 or 3 and a regulator device connected thereto. 5. A system as claimed in claim 4, wherein said regulator device is a semiconductor ac/ac converter. 6. A drive system for a locomotive or motor coach, comprising a transformer having a winding, a thyristor bridge supplied by the transformer, and a dc/ac converter supplied by the thyristor bridge and arranged to supply power to a traction motor, characterized in that said winding includes insulation consisting of at least two semiconducting layers, each layer providing a substantially equipotential surface, and solid insulation between said semiconducting layers. 7. A drive system for a locomotive or motor coach, comprising a rotating converter having a winding and arranged to supply power to a traction motor, characterized in that said winding includes insulation consisting of at least two semiconducting layers, each layer providing a substantially equipotential surface, and solid insulation between said semiconducting layers. 8. A system as claimed in claim 7, wherein the rotating converter comprises a single machine having both motor and generator functions. 9. A system as claimed in claim 8, wherein the rotating converter is a phase converter. 10. A system as claimed in claim 7, 8 or 9, wherein the rotating converter supplies a regulator device. 11. A system as claimed in claim 7, 8 or 9, wherein the rotating converter supplies a rectifier bridge which supplies a dc/ac converter. 12. A system as claimed in claim 7, 8 or 9, wherein the rotating converter supplies an ac/ac frequency converter. 13. A motor or system as claimed in any preceding claim, characterized in that at least one of said layers has substantially the same coefficient of thermal expansion as the solid insulation. 14. A motor or system as claimed in any preceding claim, characterized in that the flux paths in the core of a magnetic circuit in the motor, transformer or rotating converter consists of laminated sheet plate and/or rough forged iron and/or cast iron and or powder-based iron. 15. A motor or system as claimed in any preceding claim, characterized in that the innermost semiconducting layer (32) which surrounds at least one conductor (31) is at substantially the same potential as the conductor(s) (31). 16. A motor or system as claimed in any preceding claim, characterized in that the outer semiconducting layer (34) is connected to a selected potential. 17. A motor or system as claimed in claim 16, characterized in that the selected potential is earth potential. 18. A motor or system as claimed in any preceding claim, characterized in that a current-carrying conductor of the winding comprises a plurality of strands, only a few of the strands not being insulated from each other. 19. A motor or system as claimed in any preceding claim, characterized in that said winding(s) and also permanently insulated connection conductors for high tension current between the system units are produced using a cable (6) with solid insulation for high voltage and comprising at least two semiconducting layers (32, 34), and also strands (36) which may be insulated or uninsulated. 20. A motor or system as claimed in claim 19, characterized in that the high-voltage cables (6) have a conductor area of between 10 and 3000 mm<2> and have an outer cable diameter of between 6 and 250 nm. 21. A motor or system as claimed in any preceding claim, characterized in that said winding is designed to carry a rated voltage of at least 10 kV.

Description

Настоящее изобретение относится к тяговому двигателю и приводной системе, например, для железнодорожных локомотивов и автобусов, в которых тяговый двигатель и/или другие электрические машины, включенные в систему, снабжены магнитной цепью, содержащей магнитный сердечник и, по меньшей мере, одну обмотку.The present invention relates to a traction motor and drive system, for example, for railway locomotives and buses, in which the traction motor and / or other electrical machines included in the system are equipped with a magnetic circuit containing a magnetic core and at least one winding.

Известный уровень техникиPrior art

Магнитная цепь в электрических машинах обычно содержит пластинчатый сердечник, например, из листовой стали, окруженный и закрепленный сварной конструкцией. Для обеспечения вентиляции и охлаждения сердечник часто бывает разделен на пакеты с радиальными и/или осевыми вентиляционными каналами. В случае с большими машинами пластины имеют пробитые отверстия в сегментах, которые прикреплены к станине машины, при этом пластинчатый сердечник удерживается как одно целое нажимными пальцами и нажимными кольцами. Обмотка магнитной цепи располагается в пазах сердечника, причем пазы, в целом, имеют поперечное сечение в форме прямоугольника или трапеции.The magnetic circuit in electric machines usually contains a lamellar core, for example, from sheet steel, surrounded and fixed by a welded structure. To provide ventilation and cooling, the core is often divided into packages with radial and / or axial ventilation channels. In the case of large machines, the plates have punched holes in the segments that are attached to the frame of the machine, while the lamellar core is held as one piece by pressing fingers and pressure rings. The winding of the magnetic circuit is located in the grooves of the core, and the grooves, in general, have a cross-section in the shape of a rectangle or trapezium.

В многофазных электрических машинах обмотки выполнены как либо однослойные, либо двухслойные обмотки. Когда применяют однослойные обмотки, существует только одна сторона катушки на паз, тогда как при применении двухслойных обмоток существуют по две стороны катушки на паз. Под стороной катушки подразумевается один или более проводников, скомбинированных вертикально или горизонтально и снабженных общей изоляцией катушки, т.е. изоляцией, которая должна выдерживать номинальное напряжение машины относительно земли.In multiphase electrical machines, the windings are made as either single-layer or double-layer windings. When single-layer windings are used, there is only one side of the coil per slot, whereas when using double-layer windings, there are two sides of the coil per slot. By coil side is meant one or more conductors combined vertically or horizontally and provided with common insulation of the coil, i.e. insulation, which must withstand the rated voltage of the machine relative to the ground.

Двухслойные обмотки обычно выполняются как ромбические обмотки, тогда как однослойные обмотки в данном контексте могут выполняться как ромбические или плоские обмотки. В ромбических обмотках существует только одна (возможно две) ширина катушки, тогда как плоские обмотки выполняют как концентрические обмотки, т.е. с широко изменяемой шириной катушки. Под шириной катушки подразумевается расстояние, измеряемое по дуге, между двумя сторонами катушки, принадлежащими одной катушке.Two-layer windings are usually performed as rhombic windings, while single-layer windings in this context can be performed as rhombic or flat windings. In rhombic windings, there is only one (perhaps two) coil width, whereas flat windings perform as concentric windings, i.e. with widely adjustable coil width. By coil width is meant the distance, measured in an arc, between the two sides of a coil belonging to one coil.

Обычно все большие машины выполнены с применением двухслойной обмотки и катушек одинакового размера. Каждая катушка помещена так, что ее одна сторона расположена в одном слое и другая сторона в другом слое. Это означает, что все катушки пересекаются друг с другом в лобовой части катушки. Если существует более двух слоев, эти пересечения усложняют работу по намотке, и лобовая часть катушки бывает менее удовлетворительной.Usually all large machines are made using a two-layer winding and coils of the same size. Each coil is placed so that its one side is located in one layer and the other side in another layer. This means that all the coils intersect with each other in the frontal part of the coil. If there are more than two layers, these intersections complicate the work of winding, and the frontal part of the coil is less satisfactory.

До того как стало возможным использовать нормальную частоту (50 или 60 Гц) для тяговых двигателей, первые системы с напряжением переменного тока электризовались напряжением низкой частоты (15-16 2/3 или 25 Гц). Тяговый двигатель, использовавшийся в течение длительного времени в таких системах, был однофазным последовательным коллекторным двигателем, также известным как однофазный тяговый двигатель. Он работает почти также как двигатель постоянного тока за исключением того, что оба поля и ток ротора реверсируются каждую половину периода, поскольку он питается переменным током. Для того чтобы коммутация происходила без образования вредного искрения в коллекторе, должны были выбираться низкая частота и двигатели с низкой скоростью.Before it became possible to use a normal frequency (50 Hz or 60 Hz) for traction motors, the first system with an AC voltage electrified voltage low frequency (15-16 2/3 or 25 Hz). The traction motor used for such a long time in such systems was a single-phase sequential collector motor, also known as a single-phase traction motor. It works almost the same as a DC motor, except that both fields and the rotor current are reversed every half period, since it is powered by alternating current. In order for switching to occur without the formation of harmful sparking in the collector, low frequency and low speed motors had to be chosen.

Главным преимуществом систем с переменным током над системами с постоянным током является то, что напряжение переменного тока может преобразовываться (хотя в настоящее время напряжение постоянного тока может преобразовываться при помощи так называемых прерывателей). Таким образом, можно поддерживать относительно высокое напряжение в контактном проводе относительно напряжения, с которым работает двигатель. Благодаря высокому напряжению в контактном проводе ток становится меньшим, таким образом давая возможность лучшей передачи энергии и получения меньших потерь в энергосистеме. Станции электроснабжения могут располагаться на большем удалении (30-120 км).The main advantage of AC systems over DC systems is that AC voltage can be converted (although at present DC voltage can be converted using so-called interrupters). Thus, it is possible to maintain a relatively high voltage in the contact wire relative to the voltage with which the motor operates. Due to the high voltage in the contact wire, the current becomes smaller, thus enabling better energy transfer and lower losses in the power system. Power supply stations can be located at a greater distance (30-120 km).

Наиболее широко используемым в настоящее время тяговым двигателем является трехфазный асинхронный двигатель благодаря его простоте и надежности. Он питается трехфазным током с регулируемым напряжением и частотой, производимым силовыми полупроводниковыми схемами, от напряжения сети (система постоянного тока) или от вторичного напряжения трансформатора (система переменного тока).The most widely used current traction motor is a three-phase asynchronous motor due to its simplicity and reliability. It is powered by a three-phase current with adjustable voltage and frequency, produced by power semiconductor circuits, from the mains voltage (DC system) or from the secondary voltage of the transformer (AC system).

Машины указанного выше типа с обычной обмоткой статора не могут подключаться к высоковольтной сети, например, с напряжением 15 кВ без использования трансформатора для понижения напряжения. Использование двигателя, таким образом подключенного к высоковольтной сети через трансформатор, вызывает ряд недостатков в сравнении со случаем, если бы двигатель мог подключаться непосредственно к высоковольтной сети. Среди прочих можно отметить следующие недостатки:Machines of the above type with a conventional stator winding cannot be connected to a high-voltage network, for example, with a voltage of 15 kV without the use of a transformer for lowering the voltage. The use of an engine thus connected to the high-voltage network through a transformer causes a number of disadvantages in comparison with the case if the engine could be connected directly to the high-voltage network. Among others, the following disadvantages can be noted:

- трансформатор дорог, повышает транспортные расходы и требует площади;- transformer roads, increases transport costs and requires space;

- трансформатор понижает коэффициент полезного действия системы;- transformer reduces the efficiency of the system;

- трансформатор потребляет реактивную мощность;- transformer consumes reactive power;

- обычный трансформатор содержит масло, вызывая связанные с этим риски.- An ordinary transformer contains oil, causing associated risks.

Описание изобретенияDescription of the invention

Задачей настоящего изобретения является получение двигателя и приводной системы для него для работы на электрифицированной железной дороге или подобном, который решает часть проблем, присущих известным системам в этой области.The present invention is to obtain an engine and drive system for it to work on an electrified railway or the like, which solves part of the problems inherent in known systems in this field.

Настоящее изобретение предлагает двигатель по п.1 и приводную систему по п.6 или 7 формулы изобретения.The present invention provides an engine according to claim 1 and a drive system according to claim 6 or 7.

Таким образом, изобретение основано на особом способе конструирования электрических машин, двигателей, генераторов, трансформаторов и т.д., в котором электрические обмотки производятся с применением изоляции, которая отлична от масла и предпочтительно сухая и выполнена особым способом. Это позволяет или исключить применение трансформатора и/или конструировать трансформаторы без присущих обычным трансформаторам недостатков, которые были указаны выше.Thus, the invention is based on a special method of designing electrical machines, motors, generators, transformers, etc., in which electrical windings are produced using insulation that is different from oil and preferably dry and made in a special way. This allows either to exclude the use of a transformer and / or to design transformers without the inherent disadvantages of conventional transformers, which were indicated above.

Изобретение, естественно, может также включать такие особые машины в комбинации с обычными машинами.The invention, of course, may also include such special machines in combination with conventional machines.

Таким образом, машины типа, к которому относится изобретение, могут быть трансформатором или тяговым двигателем, который, в таком случае, не требует какого-либо трансформатора. Конечно, альтернативные варианты могут комбинироваться.Thus, machines of the type to which the invention pertains may be a transformer or a traction motor, which, in such a case, does not require any transformer. Of course, alternatives can be combined.

Приводная система и компоненты, соответствующие изобретению, могут приспосабливаться к системам подачи электроэнергии различных железнодорожных систем и с пригодными модификациями предназначены для железнодорожных систем с внешним электроснабжением или с их собственной системой электроснабжения, для железных дорог с различными уровнями напряжения и различными частотами и как для систем переменного тока, так и для систем постоянного тока, а также как для синхронных двигателей, так и для асинхронных двигателей.The drive system and components according to the invention can adapt to power supply systems of various railway systems and, with suitable modifications, are designed for rail systems with external power supply or with their own power supply system, for railways with different voltage levels and different frequencies and for alternating systems current, and for DC systems, as well as for synchronous motors, and for asynchronous motors.

В случаях, когда считается, что необходим трансформатор, задачей настоящего изобретения является то, что трансформатор будет производиться с использованием провода такого же типа и соответствующим способом, как для других электрических машин, включенных в приводную систему.In cases where a transformer is considered necessary, it is an object of the present invention that the transformer will be manufactured using wires of the same type and appropriate method as for other electric machines included in the drive system.

Преимущество, получаемое при достижении указанных выше задач, состоит в исключении промежуточного наполненного маслом трансформатора, реактивное сопротивление которого, в противном случае, потребляло бы реактивную мощность.The advantage obtained when achieving the above objectives is to exclude an intermediate transformer filled with oil, the reactance of which would otherwise consume reactive power.

Для достижения этого результата, магнитная цепь и ее проводники, по меньшей мере, в одной из электрических машин, включенных в транспортное средство, выполнены так, что они имеют витой постоянно изолированный провод, наружная поверхность которого соединена с избранным потенциалом, таким как земля.To achieve this result, the magnetic circuit and its conductors, in at least one of the electric machines included in the vehicle, are made so that they have a twisted permanently insulated wire, the outer surface of which is connected to a chosen potential, such as ground.

Главным и существенным различием между известной технологией и вариантом, соответствующим изобретению, таким образом, является то, что последний включает, по меньшей мере, в одной машине, которая благодаря природе ее магнитной цепи может непосредственно подключаться через прерыватели и изоляторы к высоковольтной сети с напряжением до 10-800 кВ. Магнитная цепь, таким образом, содержит один или более пластинчатых сердечников с обмоткой, состоящей из витого провода, имеющего один или более постоянно изолированных проводников, имеющих полупроводящий слой как на проводнике, так и снаружи изоляции, причем наружный полупроводящий слой соединен с потенциалом заземления.The main and significant difference between the known technology and the variant corresponding to the invention, therefore, is that the latter includes at least one machine, which, due to the nature of its magnetic circuit, can be directly connected through breakers and insulators to the high-voltage network 10-800 kV. The magnetic circuit thus contains one or more lamellar cores with a winding consisting of twisted wire having one or more permanently insulated conductors having a semiconducting layer both on the conductor and outside the insulation, with the outer semiconducting layer connected to ground potential.

Для решения проблем, возникающих при непосредственном подключении электрических машин, как вращающихся, так и статических машин, ко всем типам высоковольтных электросетей, по меньшей мере, одна машина в приводной системе, соответствующей изобретению, имеет ряд указанных выше признаков, которые отчетливо отличаются от известной технологии. Дополнительные признаки и другие варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах и описаны далее.To solve the problems arising from the direct connection of electrical machines, both rotating and static machines, to all types of high-voltage power grids, at least one machine in the drive system according to the invention has a number of features mentioned above, which clearly differ from the known technology . Additional features and other embodiments of the invention are defined in the dependent claims and are described below.

Указанные выше признаки и другие характеристики приводной системы и, по меньшей мере, одной из включенных в нее согласно изобретению электрических машин включают следующее:The above features and other characteristics of the drive system and at least one of the electrical machines included in it according to the invention include the following:

- обмотка для магнитной цепи выполнена из провода, имеющего один или более постоянно изолированных проводников с двумя полупроводящими слоями, один из которых окружает жилы и один формирует оболочку. Некоторые типичные проводники этого типа имеют изоляцию из сшитого полиэтилена или этиленпропиленового каучука. С указанной целью проводники могут также разрабатываться как в части, касающейся жил в проводнике, так и природы наружной оболочки;- the winding for the magnetic circuit is made of wire having one or more permanently insulated conductors with two semiconducting layers, one of which surrounds the conductors and one forms a sheath. Some typical conductors of this type are insulated with cross-linked polyethylene or ethylene-propylene rubber. For this purpose, the conductors can also be developed both in terms of the veins in the conductor and the nature of the outer shell;

- провода с круглым поперечным сечением предпочтительны, но могут применяться провода с некоторыми другими поперечными сечениями для получения, например, большей плотности упаковки;- wires with a circular cross section are preferred, but wires with some other cross sections may be used to obtain, for example, greater packing density;

- такой провод допускает разработку пластинчатого сердечника в части, касающейся пазов и зубьев, новым и оптимальным способом, соответствующим изобретению;- such wire allows the development of a lamellar core in the part concerning the grooves and teeth in a new and optimal way according to the invention;

- обмотка предпочтительно производится со ступенчатой изоляцией для лучшего использования пластинчатого сердечника;- the winding is preferably made with a stepped insulation for the best use of a lamellar core;

- обмотка предпочтительно производится как многослойная концентрическая обмотка из провода, что, таким образом, способствует уменьшению количества пересечений на торцах катушек;- the winding is preferably made as a multi-layer concentric winding from a wire, which, thus, helps to reduce the number of intersections at the ends of the coils;

- конструкция паза может соответствовать поперечному сечению провода обмотки таким образом, что пазы выполнены в форме ряда цилиндрических отверстий, проходящих в осевом направлении и/или радиально внутри друг от друга и имеют узкую часть, проходящую между слоями обмотки якоря;- the design of the groove may correspond to the cross-section of the winding wire in such a way that the grooves are made in the form of a series of cylindrical holes extending axially and / or radially inside of each other and have a narrow portion extending between the layers of the armature winding;

- конструкция паза может подгоняться под поперечное сечение соответствующего провода и ступенчатую изоляцию обмотки. Ступенчатая изоляция допускает то, что магнитный сердечник имеет зубья, по существу, с постоянной шириной независимо от радиальной протяженности;- the design of the groove can be adjusted to the cross-section of the corresponding wire and the stepped winding insulation. Step insulation allows the magnetic core to have teeth with substantially constant width regardless of radial extent;

- отмеченное выше дальнейшее усовершенствование в части, касающейся наружной оболочки, привело к тому, что в соответствующих точках по длине проводника наружная оболочка срезана, и частичная длина каждого среза соединена непосредственно с потенциалом заземления.- the further improvement noted above in the part concerning the outer shell led to the fact that the outer shell was cut off at the corresponding points along the conductor length, and the partial length of each slice was connected directly to the ground potential.

Использование провода описанного выше типа позволяет поддерживать всю длину наружной полупроводящей оболочки обмотки, также как и другие части приводной системы, с потенциалом заземления. Важным преимуществом является то, что электрическое поле близко к нулю в пределах района торца катушки снаружи внешнего полупроводящего слоя. При потенциале наружного слоя, равном потенциалу заземления, нет необходимости в контроле электрического поля. Это означает, что концентрации поля не будут возникать ни в сердечнике, в районах торцов катушек, ни в переходе между ними.The use of a wire of the type described above allows you to maintain the entire length of the outer semiconducting sheath of the winding, as well as other parts of the drive system, with ground potential. An important advantage is that the electric field is close to zero within the region of the coil end outside the outer semiconducting layer. When the potential of the outer layer is equal to the ground potential, there is no need to control the electric field. This means that the field concentration will not occur either in the core, in the areas of the ends of the coils, or in the transition between them.

Смесь изолированных и/или неизолированных плотно сжатых или транспонированных жил дает малые потери рассеяния.A mixture of isolated and / or uninsulated tightly compressed or transposed veins gives small scattering losses.

Провод для высокого напряжения, используемый в обмотке магнитной цепи, состоит из внутреннего сердечника/проводника с множеством жил, по меньшей мере, одного полупроводящего слоя, причем самый внутренний окружен изолирующим слоем, который, в свою очередь, окружен наружным полупроводящим слоем, имеющим наружный диаметр в пределах 6250 мм, при этом площадь сечения проводника лежит в пределах 10-3000 мм2.The high voltage wire used in the winding of the magnetic circuit consists of an inner core / conductor with many wires, at least one semiconducting layer, the innermost surrounded by an insulating layer, which, in turn, is surrounded by an outer semiconducting layer having an outer diameter within 6250 mm, while the cross-sectional area of the conductor lies in the range of 10-3000 mm 2 .

Если, по меньшей мере, одна из машин установки, соответствующей изобретению, сконструирована указанным способом, пуск и управление двигателем (двигателями), используемым в локомотиве или моторном вагоне, могут осуществляться способами, которые сами по себе известны.If at least one of the machines of the installation according to the invention is designed in this way, the start-up and control of the engine (s) used in the locomotive or motor carriage can be carried out in ways that are known per se.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, два из этих слоев, предпочтительно все три, имеют одинаковый коэффициент теплового расширения. Полученная таким образом бесспорная выгода состоит в том, что при тепловом движении в обмотке исключается возникновение дефектов, трещин и т. п.According to a particularly preferred embodiment of the invention, at least two of these layers, preferably all three, have the same coefficient of thermal expansion. The indisputable benefit obtained in this way is that during thermal motion in the winding, the occurrence of defects, cracks, etc. is excluded.

Поскольку изолирующая система, которая соответственно постоянна, сконструирована так, что с точки зрения тепловых эффектов и электричества она рассчитана на напряжение свыше 10 кВ, система может подключаться к высоковольтным сетям без какого-либо промежуточного понижающего трансформатора, благодаря чему достигаются указанные выше преимущества.Since the isolation system, which is accordingly constant, is designed so that, in terms of thermal effects and electricity, it is designed for voltages above 10 kV, the system can be connected to high-voltage networks without any intermediate step-down transformer, thereby achieving the above advantages.

Указанные выше и другие преимущественные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.The above and other preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение будет описано более подробно в нижеследующем описании предпочтительного варианта выполнения конструкции магнитной цепи электрической машины со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает схематический вид с торца сектора статора электрической машины в установке, соответствующей изобретению;The invention will be described in more detail in the following description of a preferred embodiment of the design of the magnetic circuit of an electrical machine with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows a schematic end view of the stator sector of an electric machine in an installation according to the invention;

фиг. 2 - вид со ступенчатыми изъятиями оконечной части провода, используемого в обмотке статора, соответствующего фиг. 1; и фиг. 3-5 - приводные системы с тяговыми двигателями, соответствующие разным вариантам осуществления изобретения.FIG. 2 is a view with graduated withdrawals of the terminal part of the wire used in the stator winding corresponding to FIG. one; and FIG. 3-5 are drive systems with traction motors corresponding to different embodiments of the invention.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретенияDescription of preferred embodiments of the invention

На показанном на фиг. 1 схематическом виде с торца сектора статора 1 электрической машины вращающегося типа, включенной в установку, соответствующую изобретению, показан также ротор 2 машины. Статор 1 сформирован из пластинчатого сердечника. На фиг. 1 показан сектор машины, соответствующий одному полюсному делению. Ряд зубьев 4 отступает радиально внутрь от ярма 3 сердечника в направлении ротора 2, при этом зубья отделены пазами 5, в которых расположена обмотка статора. Провода 6, формирующие эту обмотку статора, являются высоковольтными проводами, которые могут быть, по существу, такого же типа, как и провода, используемые для распределения мощности, например провода с оболочкой из сшитого полиэтилена. Одним отличием является то, что наружная оболочка, обеспечивающая механическую защиту, и металлический экран, обычно окружающие такие провода для распределения мощности, исключены, при этом провод для представленного варианта применения содержит только проводник и, по меньшей мере, один полупроводящий слой на каждой стороне изолирующего слоя. Таким образом, полупроводящий слой лежит открытый на поверхности провода.In the embodiment shown in FIG. 1 shows a schematic view from the end of the stator 1 sector of an electric machine of a rotating type included in the installation according to the invention, the rotor 2 of the machine is also shown. The stator 1 is formed of a lamellar core. FIG. 1 shows the sector of the machine corresponding to one pole division. The row of teeth 4 recedes radially inward from the yoke 3 of the core in the direction of the rotor 2, while the teeth are separated by grooves 5 in which the stator winding is located. The wires 6 forming this stator winding are high-voltage wires, which can be of essentially the same type as the wires used for power distribution, for example, wires with sheath of cross-linked polyethylene. One difference is that the outer sheath, which provides mechanical protection, and the metal shield, usually surrounding such wires for power distribution, are excluded, and the wire for the presented application contains only a conductor and at least one semiconducting layer on each side of the insulating layer. Thus, the semiconducting layer lies open on the surface of the wire.

Провода 6 схематически показаны на фиг. 1 , при этом изображена только проводящая цен002726 тральная часть каждой части провода или стороны катушки. Как можно видеть, каждый паз 5 имеет изменяющееся поперечное сечение с чередующимися широкими частями 7 и суженными частями 8. Широкие части 7 имеют, по существу, круглую конфигурацию и окружают провод. Узкие части 8 служат для фиксации положения каждого провода в радиальном направлении. Поперечное сечение паза 5 также суживается по направлению радиально внутрь. Это происходит потому, что напряжение в частях провода тем ниже, чем ближе они расположены к радиально внутренней части статора 1. Таким образом, более тонкий провод может в этом случае использоваться по направлению внутрь, тогда как более толстый провод необходим по направлению наружу. В показанном примере используются провода трех разных размеров, которые располагаются в трех имеющих соответствующие размеры секциях 51, 52, 53 пазовThe wires 6 are schematically shown in FIG. 1, with only the conductive part of each wire portion or coil side shown. As can be seen, each groove 5 has a varying cross section with alternating wide portions 7 and constricted portions 8. The wide portions 7 have a substantially circular configuration and surround the wire. Narrow parts 8 are used to fix the position of each wire in the radial direction. The cross section of the groove 5 also tapers radially inward. This is because the voltage in the parts of the wire is the lower, the closer they are to the radially inner part of the stator 1. Thus, a thinner wire can in this case be used inwards, while a thicker wire is needed outwards. In the example shown, wires of three different sizes are used, which are arranged in three sections of the corresponding dimensions 51, 52, 53

5.five.

Приведенное выше описание магнитной цепи для вращающейся электрической машины, выполненной из провода 6, также применимо к статическим электрическим машинам, таким как трансформаторы, обмотки стабилизатора и т.п. Следующие важные преимущества получены как с точки зрения конструкции, так и с производственной точки зрения:The above description of the magnetic circuit for a rotating electrical machine made of wire 6 also applies to static electrical machines, such as transformers, stabilizer windings, etc. The following important advantages are obtained both from the point of view of construction and from a production point of view:

- обмотки трансформатора могут создаваться без приема во внимание какого-либо распространения электрического поля, и проблематичная транспозиция деталей согласно известной технологии, таким образом, не является необходимой;- transformer windings can be created without taking into account any propagation of the electric field, and the problematic transposition of parts according to known technology is thus not necessary;

- сердечник трансформатора может конструироваться без приема во внимание какоголибо распространения электрического поля;- the transformer core can be designed without taking into account any propagation of the electric field;

- масло не требуется для электрической изоляции провода и обмотки, и вместо этого провод и обмотка могут быть окружены воздухом или негорючей, или медленногорящей жидкостью;- oil is not required for the electrical insulation of the wire and the winding, and instead the wire and the winding may be surrounded by air or a non-combustible or slow burning fluid;

- во многих вариантах применения не требуется применения специальных втулок, как в случае с трансформаторами, заполненными маслом, для электрического сообщения между наружными соединениями трансформатора и катушками/обмотками, расположенными внутри;- in many applications, special bushings are not required, as in the case of transformers filled with oil, for electrical communication between the external connections of the transformer and the coils / windings located inside;

- отсутствие масла значительно уменьшает риск возникновения пожара и взрыва в трансформаторе, соответствующем изобретению;- the absence of oil significantly reduces the risk of fire and explosion in the transformer according to the invention;

- трансформатор может быть более стойким, чем обычный трансформатор, что увеличивает его способность выдерживать короткие замыкания;- a transformer may be more resistant than a conventional transformer, which increases its ability to withstand short circuits;

- трансформатор менее шумен, более чист и требует меньшего обслуживания; и- the transformer is less noisy, cleaner and requires less maintenance; and

- технология производства и испытания, требуемая для сухого трансформатора с описанной выше магнитной цепью, значительно проще, чем требуемая для обычных трансформаторов/стабилизаторов.- the production and testing technology required for a dry transformer with the magnetic circuit described above is much simpler than that required for conventional transformers / stabilizers.

Фиг. 2 изображает вид со ступенчатыми изъятиями оконечной части высоковольтного провода для использования в электрической машине, включенной в установку, соответствующую настоящему изобретению. Высоковольтный провод 6 содержит один или более проводников 31, каждый из которых содержит определенное количество жил 36, которые совместно образуют круглое поперечное сечение, например, из меди (Си). Эти проводники 31 расположены в центре высоковольтного провода 6 и окружены, в показанном варианте осуществления изобретения, раздельной изоляцией 35. Однако, что касается раздельной изоляции 35, возможно ее исключение на одном из проводников 31. В настоящем варианте осуществления изобретения проводники 31 совместно окружены первым полупроводящим слоем 32. Вокруг этого первого полупроводящего слоя 32 расположен изолирующий слой 33, например, изоляция из сшитого полиэтилена, которая, в свою очередь, окружена вторым полупроводящим слоем 34. Таким образом, высоковольтный провод не требует включения какого-либо металлического экрана или наружной оболочки типа, который обычно окружает такой провод для распределения мощности. Поскольку тяговое оборудование часто становится очень теплым, изолирующий слой 33 может содержать теплостойкие полимеры, например, кремнийорганический каучук или полимеры на основе органических соединений фтора. Полупроводящие слои 32, 34 могут содержать материал, подобный материалу изолирующего слоя, но с проводящими частицами, такими как частицы черного углерода, сажи или металлические частицы, заделанными в него. В целом, было обнаружено, что конкретный изолирующий материал имеет подобные механические качества, когда он не содержит или содержит немного частиц углерода.FIG. 2 is a view, with stepped seals, of a terminal part of a high-voltage wire for use in an electric machine included in an installation according to the present invention. High-voltage wire 6 contains one or more conductors 31, each of which contains a certain number of cores 36, which together form a circular cross-section, for example, of copper (Cu). These conductors 31 are located in the center of the high-voltage wire 6 and are surrounded, in the shown embodiment of the invention, by separate insulation 35. However, as for separate insulation 35, it can be eliminated on one of the conductors 31. In the present embodiment of the invention, the conductors 31 are jointly surrounded by the first semiconducting layer 32. Around this first semiconducting layer 32 is an insulating layer 33, for example, cross-linked polyethylene insulation, which, in turn, is surrounded by the second semiconducting layer 34. Thus Braz, high-voltage wire need not include any metallic screen or outer sheath type that normally surrounds such a cable for power distribution. Since the traction equipment often becomes very warm, the insulating layer 33 may contain heat-resistant polymers, for example, silicone rubber or polymers based on organic fluorine compounds. Semiconducting layers 32, 34 may contain a material similar to that of an insulating layer, but with conductive particles, such as black carbon particles, carbon black, or metal particles embedded in it. In general, it has been found that a particular insulating material has similar mechanical properties when it does not contain or contains some carbon particles.

Использование электрических машин, снабженных магнитными цепями описанного выше типа, дает возможность значительного упрощения и повышения эффективности как электроснабжения тяговых двигателей, так и самих тяговых двигателей. При работе железной дороги с напряжением переменного тока, используемые в настоящее время напряжения питания обычно составляют 15 кВ, 16 2/3 Гц, 11 кВ, 25 Гц или 25 кВ, 50/60 Гц в линии питания 104, из которой токосниматель 112 локомотива питает один или более тяговых двигателей 114, как показано на фиг. 3-5.The use of electric machines equipped with magnetic circuits of the type described above, makes it possible to significantly simplify and increase the efficiency of both the power supply of the traction motors and the traction motors themselves. In operation of the railway with the AC voltage, the currently used supply voltages are typically 15 kV and 16 2/3 Hz, 11 kV, 25 Hz or 25 kV 50/60 Hz in the supply line 104 from which the current collector 112 feeds the locomotive one or more traction motors 114, as shown in FIG. 3-5

Известные тяговые двигатели для напряжения переменного тока обычно приводятся в действие напряжениями до 1 кВ, и локомотив должен, таким образом, оснащаться трансформатором и оборудованием управления скоро9 стью, которое составляют тиристоры в современных локомотивах.Known traction motors for AC voltage are usually driven by voltages up to 1 kV, and the locomotive must therefore be equipped with a transformer and speed control equipment, which thyristors comprise in modern locomotives.

Трансформаторы, используемые в известных локомотивах, заполнены маслом и имеют ряд механических и электрических недостатков, а также вызывают проблемы, касающиеся загрязнения окружающей среды. Вращающимся машинам и средствам, используемым для преобразования и работы в известных локомотивах, присущи различные проблемы, как механического, так и электрического свойства, которые могут иметь более или менее удовлетворительный масштаб.Transformers used in well-known locomotives are filled with oil and have a number of mechanical and electrical deficiencies, and also cause problems regarding environmental pollution. Rotating machines and means used to transform and work in well-known locomotives have various problems, both mechanical and electrical, which may have a more or less satisfactory scale.

Указанные выше проблемы могут быть устранены или сведены к минимуму путем конструирования магнитных цепей, по меньшей мере, в одной из электрических машин системы согласно настоящему изобретению.The above problems can be eliminated or minimized by designing magnetic circuits in at least one of the electrical machines of the system according to the present invention.

Фиг. 3-5 изображают трехфазный асинхронный двигатель 114, обеспечивающий получение механической мощности для локомотива и имеющий обмотку, сформированную из высоковольтного кабеля, показанного на фиг. 2. Обмотка двигателя 114 имеет преимущества, которые были описаны выше.FIG. 3-5 depict a three-phase asynchronous motor 114 providing mechanical power for a locomotive and having a winding formed of a high-voltage cable shown in FIG. 2. Motor winding 114 has the advantages described above.

Фиг. 3 изображает приводную систему для двигателя, содержащую трансформатор 122 и преобразовательный мост на тиристорах 123, соединенный через схему сглаживания и фильтрующий контур 124 с преобразователем 125 постоянного тока в трехфазный переменный ток, который питает трехфазный двигатель 114. Трансформатор 122 имеет обмотку, сформированную из провода, показанного на фиг. 2. Таким образом, этот трансформатор имеет перечисленные выше преимущества, а также он легче и менее громоздкий, чем известный трансформатор, заполненный маслом.FIG. 3 depicts a drive system for a motor, comprising a transformer 122 and a thyristor converter bridge 123, connected via a smoothing circuit and a filter circuit 124 to a DC / DC converter 125 to a three-phase alternating current that powers the three-phase motor 114. The transformer 122 has a winding formed from a wire, shown in FIG. 2. Thus, this transformer has the advantages listed above, as well as it is lighter and less bulky than the well-known transformer filled with oil.

Фиг.4а изображает приводную систему, включающую вращающийся преобразователь 130, содержащий двигатель М, питаемый непосредственно от токоснимателя 112, и генератор С, который питает трехфазный двигатель 114 через регулирующее устройство 131. Ответвленные соединения 132а, 132Ь могут использоваться для регулирования напряжения, подаваемого на двигатель 114 и ряд полюсов, подключенных для грубого регулирования скорости.4a depicts a drive system comprising a rotary converter 130, comprising a motor M, fed directly from a current collector 112, and a generator C, which feeds a three-phase motor 114 through a regulating device 131. Branched connections 132a, 132b can be used to control the voltage applied to the motor 114 and a series of poles connected for coarse speed control.

Фиг. 4Ь демонстрирует альтернативный вариант системы, в которой вращающийся преобразователь 130, который предпочтительно генерирует многофазный, например шестифазный, переменный ток, соединен с мостовой выпрямительной схемой 133, которая питает двигатель 114 через преобразователь 125 постоянного тока в трехфазный переменный ток.FIG. 4b demonstrates an alternative system in which rotary converter 130, which preferably generates a multi-phase, for example six-phase, alternating current, is connected to a bridge rectifier circuit 133, which feeds the motor 114 through the converter 125 to three-phase alternating current.

Фиг. 4с демонстрирует другой альтернативный вариант системы, в которой питание от вращающегося преобразователя 130 подается к двигателю 114 через преобразователь 134 частоты переменного тока.FIG. 4c demonstrates another alternative system in which power is supplied from rotating transducer 130 to motor 114 through an ac frequency converter 134.

В системах, показанных на фиг. 4а, 4Ь и 4с, либо двигатель М, либо генератор С, либо они оба имеют обмотку с использованием провода, показанного на фиг. 2. Двигатель и генератор могут быть отдельными машинами, имеющими общий вал, или, в альтернативном варианте, вращающийся преобразователь может содержать единый блок, как описано, например, в патентах ФРГ №№ 372390, 386561 и 406371. Вращающийся преобразователь может также быть преобразователем фазы, как описано в Иак НапбЬисй бет Ьокошобуеп, стр. 254-255, Е1сс1п5с11сг Вайлей, 85-й ежегодник, брошюра 12/1987, стр. 388-389 или Биедег. Ьехкоп бег Тесйшк, стр. 395.In the systems shown in FIG. 4a, 4b and 4c, either the motor M, or the generator C, or they both have a winding using the wire shown in FIG. 2. The engine and generator can be separate machines with a common shaft, or, alternatively, the rotary converter can contain a single unit, as described, for example, in German patents Nos. 372390, 386561 and 406371. The rotating converter can also be a phase converter , as described in James Napbysh Bethokoshobupep, pp. 254-255, E1ss1p5s11sg Weiley, 85th Yearbook, brochure 12/1987, pp. 388-389 or Biedeg. Technik run Teyshk, p. 395.

Фиг. 5 изображает систему, в которой двигатель 114 является двигателем высокого напряжения, который питается от регулирующего устройства 135, подключенного к токоснимателю 112. Регулирующее устройство предпочтительно является прямым полупроводниковым преобразователем переменного тока в переменный ток. Поскольку двигатель 114 питается током высокого напряжения, трансформатор или другое средство изменения напряжения не требуется, и приводная система имеет преимущество, заключающееся в компактности и легкости.FIG. 5 shows a system in which a motor 114 is a high voltage motor that is powered by a regulating device 135 connected to a current collector 112. The regulating device is preferably a direct semiconductor converter of alternating current to alternating current. Because the motor 114 is powered by high voltage current, a transformer or other means of changing the voltage is not required, and the drive system has the advantage of being compact and light.

Хотя выше были упомянуты определенные значения напряжения, их следует рассматривать лишь как примеры. Подобным образом, возможны различные комбинации электрических машин обычной конструкции и электрических машин, снабженных магнитной цепью, соответствующей изобретению. Таким образом, изобретение не должно рассматриваться как ограничивающееся системами, описанными со ссылками на чертежи, напротив, оно охватывает все возможные системы, определенные прилагаемой формулой изобретения.Although certain voltage values were mentioned above, they should be considered only as examples. Similarly, various combinations of conventional electric machines and electric machines equipped with a magnetic circuit according to the invention are possible. Thus, the invention should not be construed as being limited to the systems described with reference to the drawings, on the contrary, it covers all possible systems defined by the appended claims.

Хотя предпочтительно, чтобы электрическая изоляция выполнялась прессованием, можно выполнять систему электрической изоляции, состоящую из плотно намотанных, перекрывающих друг друга слоев пленки или листового материала. Как полупроводящие слои, так и слой электрической изоляции могут формироваться таким способом. Изоляционная система может выполняться из чисто синтетической пленки с внутренним и наружным полупроводящими слоями или частями, выполненными из тонкой полимерной пленки, например, из полипропилена, полиэтилентерефталата, полиэтилена низкой плотности или полиэтилена высокой плотности с заделанными проводящими частицами, такими как частицы сажи или металлические частицы, и с изолирующим слоем или частью между полупроводящими слоями или частями.Although it is preferable that electrical insulation is performed by pressing, it is possible to perform an electrical insulation system consisting of layers of film or sheet material that are tightly wound and overlap each other. Both the semiconducting layers and the electrical insulation layer can be formed in this way. The insulation system can be made of a pure synthetic film with inner and outer semiconducting layers or parts made of a thin polymer film, such as polypropylene, polyethylene terephthalate, low density polyethylene or high density polyethylene with embedded conductive particles, such as soot particles or metal particles, and with an insulating layer or part between the semiconducting layers or parts.

Для концепции наложения изоляции, достаточно тонкая пленка будет иметь стыковые зазоры, которые меньше так называемого ми11 нимума Пашена и, таким образом, жидкая пропитка становится ненужной. Сухая намотанная многослойная изоляция из тонкой пленки имеет также хорошие тепловые характеристики.For the concept of imposing insulation, a sufficiently thin film will have butt gaps that are smaller than the so-called Paschen minima and, thus, liquid impregnation becomes unnecessary. Dry, wound, multi-layer thin film insulation also has good thermal performance.

Другой пример системы электрической изоляции подобен обычной изоляции провода, основанной на целлюлозе, где бумага на основе целлюлозы или синтетическая бумага или нетканый материал намотаны с наложением вокруг проводника. В этом случае полупроводящие слои на обеих сторонах изолирующего слоя могут выполняться из целлюлозной бумаги или нетканого материала, изготовленного из волокон изолирующего материала, и с заделанными проводящими частицами. Изолирующий слой может изготовляться из такого же базового материала или может использоваться другой материал.Another example of an electrical insulation system is similar to conventional cellulose-based wire insulation, where cellulose-based or synthetic paper or non-woven paper is wound around the conductor. In this case, the semiconducting layers on both sides of the insulating layer can be made of cellulose paper or non-woven material made of fibers of an insulating material, and with embedded conductive particles. The insulating layer may be made of the same base material or another material may be used.

Другой пример изолирующей системы получают комбинированием пленки и волокнистого изолирующего материала либо в форме слоев, либо с взаимным наложением. Примером такой изолирующей системы является коммерчески доступный так называемый ламинат из бумаги и полипропилена, но возможны и несколько других комбинаций частей из пленки и волокна. В этих системах могут использоваться различные пропитки, такие как минеральное масло.Another example of an insulating system is produced by combining a film and a fibrous insulating material, either in the form of layers or with overlapping. An example of such an insulating system is the commercially available so-called laminate of paper and polypropylene, but several other combinations of film and fiber portions are possible. Various impregnations can be used in these systems, such as mineral oil.

Claims (21)

1. Трехфазный тяговый двигатель, содержащий обмотку, отличающийся тем, что указанная обмотка включает изоляцию, состоящую, по меньшей мере, из двух полупроводящих слоев, причем каждый слой обеспечивает получение, по существу, эквипотенциальной поверхности, и сильной изоляции между указанными полупроводящими слоями.1. A three-phase traction motor comprising a winding, characterized in that said winding comprises an insulation consisting of at least two semiconducting layers, each layer providing a substantially equipotential surface and strong insulation between said semiconducting layers. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он является асинхронным двигателем.2. The engine according to claim 1, characterized in that it is an asynchronous motor. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что является синхронным двигателем.3. The engine according to claim 1, characterized in that it is a synchronous motor. 4. Приводная система для локомотива или автобуса, содержащая двигатель по пп. 1 , 2 или 3 и подключенное к нему регулирующее устройство.4. The drive system for a locomotive or bus, containing the engine according to paragraphs. 1, 2 or 3 and the control device connected to it. 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что указанным регулирующим устройством является полупроводниковый преобразователь переменного тока в переменный ток.5. The system according to claim 4, characterized in that said control device is a semiconductor AC to AC converter. 6. Приводная система для локомотива или автобуса, вагона, содержащая трансформатор, имеющий обмотку, преобразовательный мост на тиристорах, питаемый трансформатором, и преобразователь постоянного тока в переменный, питаемый преобразовательным мостом на тиристорах и приспособленный для подачи мощности на тяговый двигатель, отличающаяся тем, что указанная обмотка включает изоляцию, состоящую, по меньшей мере, из двух полупрово дящих слоев, причем каждый слой обеспечивает получение, по существу, эквипотенциальной поверхности, и сильную изоляцию между полупроводящими слоями.6. A drive system for a locomotive or bus, a carriage, comprising a transformer having a winding, a thyristor converter bridge, powered by a transformer, and an AC / DC converter fed by a thyristor converter bridge and adapted to supply power to the traction motor, characterized in that said winding includes insulation consisting of at least two semiconducting layers, each layer providing a substantially equipotential surface and a strong olation between semiconducting layers. 7. Приводная система для локомотива или автобуса, содержащая вращающийся преобразователь, имеющий обмотку и приспособленный для подачи мощности на тяговый двигатель, отличающаяся тем, что указанная обмотка включает изоляцию, состоящую, по меньшей мере, из двух полупроводящих слоев, причем каждый слой обеспечивает получение, по существу, эквипотенциальной поверхности, и сильную изоляцию между полупроводящими слоями.7. A drive system for a locomotive or bus, comprising a rotary converter having a winding and adapted to supply power to the traction motor, characterized in that said winding includes insulation consisting of at least two semiconducting layers, each layer providing, essentially equipotential surface, and strong insulation between the semiconducting layers. 8. Система по п.7, отличающаяся тем, что вращающийся преобразователь содержит единственную машину, имеющую функции и двигателя, и генератора.8. The system according to claim 7, characterized in that the rotating transducer contains a single machine having the functions of both an engine and a generator. 9. Система по п.8, отличающаяся тем, что вращающийся преобразователь является фазовым преобразователем.9. The system of claim 8, wherein the rotating transducer is a phase converter. 10. Система по пп.7, 8 или 9, отличающаяся тем, что вращающийся преобразователь питает регулирующее устройство.10. The system according to claims 7, 8 or 9, characterized in that the rotating converter feeds the control device. 11. Система по пп.7, 8 или 9, отличающаяся тем, что вращающийся преобразователь питает мостовую выпрямительную схему, которая питает преобразователь постоянного тока в переменный ток.11. The system according to claims 7, 8 or 9, characterized in that the rotating converter feeds the bridge rectifier circuit, which feeds the DC / AC converter. 12. Система по пп.7, 8 или 9, отличающаяся тем, что вращающийся преобразователь питает преобразователь частоты переменного тока.12. The system according to claims 7, 8 or 9, characterized in that the rotating converter feeds the AC frequency converter. 13. Двигатель или система по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что, по меньшей мере, один из указанных слоев имеет, по существу, такой же коэффициент теплового расширения, как и у сильной изоляции.13. The engine or system according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that at least one of these layers has essentially the same coefficient of thermal expansion as that of strong insulation. 14. Двигатель или система по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что линии магнитного потока в сердечнике магнитной цепи в двигателе, трансформаторе или вращающемся преобразователе состоят из пластинчатой плиты и/или необработанного кованого железа, и/или чугуна, и/или железа на основе порошка.14. The engine or system according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the magnetic flux lines in the core of the magnetic circuit in the motor, transformer or rotary converter consist of a plate plate and / or raw wrought iron and / or cast iron and / or iron on powder base. 15. Двигатель или система по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что самый внутренний полупроводящий слой (32), который окружает, по меньшей мере, один проводник (31), имеет, по существу, такой же потенциал, как и проводник (проводники) (31).15. An engine or system according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the innermost semiconducting layer (32) that surrounds at least one conductor (31) has essentially the same potential as the conductor (s) ) (31). 16. Двигатель или система по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что наружный полупроводящий слой (34) подключен к избранному потенциалу.16. An engine or system according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the outer semiconducting layer (34) is connected to the selected potential. 17. Двигатель или система по п.16, отличающиеся тем, что избранным потенциалом является потенциал заземления.17. The engine or system according to clause 16, wherein the selected potential is the ground potential. 18. Двигатель или система по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что токонесущий проводник обмотки содержит множество жил и только немногие из жил не изолированы друг от друга.18. The engine or system according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the current-carrying conductor of the winding contains many cores and only a few of the cores are not isolated from each other. 19. Двигатель или система по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что указанная обмотка (обмотки) и также постоянно изолированные соединительные проводники для тока высокого напряжения между блоками системы выполнены с использованием провода (6) с сильной изоляцией для высокого напряжения и содержат, по меньшей мере, два полупроводящих слоя (32, 34) и также жилы (36), которые могут быть изолированными или не изолированными.19. The engine or system according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that said winding (s) and also permanently insulated connecting conductors for high voltage current between the system units are made using wire (6) with strong insulation for high voltage and contain, according to at least two semiconducting layers (32, 34) and also conductors (36), which may or may not be insulated. 20. Двигатель или система по п.19, отличающиеся тем, что высоковольтные провода (6) имеют площадь сечения проводника от 10 до 3000 мм2 и имеют наружный диаметр провода от 6 до 250 нм.20. The engine or system according to claim 19, characterized in that the high-voltage wires (6) have a cross-sectional area of the conductor from 10 to 3000 mm 2 and have an outer diameter of the wire from 6 to 250 nm. 21. Двигатель или система по любому из предшествующих пунктов, отличающиеся тем, что указанная обмотка предназначена для несения номинального напряжения, составляющего, по меньшей мере, 10 кВ.21. The engine or system according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that said winding is designed to carry a nominal voltage of at least 10 kV.
EA200000585A 1997-11-28 1998-11-30 Traction motor and drive system EA002726B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9725337A GB2331861A (en) 1997-11-28 1997-11-28 Traction motor winding having a conductor with semi-conductor insulation layers
PCT/EP1998/007727 WO1999029019A1 (en) 1997-11-28 1998-11-30 Traction motor and drive system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200000585A1 EA200000585A1 (en) 2000-12-25
EA002726B1 true EA002726B1 (en) 2002-08-29

Family

ID=10822884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200000585A EA002726B1 (en) 1997-11-28 1998-11-30 Traction motor and drive system

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP1034606A1 (en)
JP (1) JP2001525656A (en)
KR (1) KR20010032578A (en)
CN (1) CN1279837A (en)
AU (1) AU2051099A (en)
CA (1) CA2310836A1 (en)
EA (1) EA002726B1 (en)
GB (1) GB2331861A (en)
NO (1) NO20002729L (en)
PL (1) PL340634A1 (en)
TR (1) TR200001501T2 (en)
TW (1) TW420897B (en)
WO (1) WO1999029019A1 (en)
ZA (1) ZA9810947B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012202472B4 (en) 2012-02-17 2018-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Device for contactless transmission of energy to a corresponding device
WO2017021429A1 (en) * 2015-08-03 2017-02-09 Abb Schweiz Ag Electrical conductor arrangement and method for producing an electrically insulated electrical conductor
RU2619925C1 (en) * 2015-12-29 2017-05-22 Акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" Traction electric drive

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU469196A1 (en) * 1967-10-30 1975-04-30 Engine-generator installation for power supply of passenger cars
US4091138A (en) * 1975-02-12 1978-05-23 Sumitomo Bakelite Company Limited Insulating film, sheet, or plate material with metallic coating and method for manufacturing same
US5036165A (en) * 1984-08-23 1991-07-30 General Electric Co. Semi-conducting layer for insulated electrical conductors
DE3543106A1 (en) * 1985-12-06 1987-06-11 Kabelmetal Electro Gmbh ELECTRIC CABLE FOR USE AS WINDING STRING FOR LINEAR MOTORS
DE4022476A1 (en) * 1990-07-14 1992-01-16 Thyssen Industrie Electric cable for three=phase AC winding of linear motor - covers one phase by inner conducting layer surrounded by insulation and outer conducting layer
DE19547229A1 (en) * 1995-12-18 1997-06-19 Asea Brown Boveri Packing strips for large rotary electrical machine stator winding
UA44857C2 (en) * 1996-05-29 2002-03-15 Абб Аб ELECTROMAGNETIC DEVICE (option), high-voltage electric power SET, power grid, method of controlling the electric field in the electromagnetic DEVICES, a method of manufacturing a magnetic circuit for electrical machines rotating CABLE FOR DEVICES FORMATION in electromagnetic winding generating a magnetic field
SE9602079D0 (en) * 1996-05-29 1996-05-29 Asea Brown Boveri Rotating electric machines with magnetic circuit for high voltage and a method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999029019A1 (en) 1999-06-10
AU2051099A (en) 1999-06-16
GB9725337D0 (en) 1998-01-28
ZA9810947B (en) 1999-05-31
GB2331861A9 (en)
EA200000585A1 (en) 2000-12-25
TR200001501T2 (en) 2000-11-21
NO20002729D0 (en) 2000-05-26
PL340634A1 (en) 2001-02-12
CA2310836A1 (en) 1999-06-10
CN1279837A (en) 2001-01-10
EP1034606A1 (en) 2000-09-13
JP2001525656A (en) 2001-12-11
GB2331861A (en) 1999-06-02
KR20010032578A (en) 2001-04-25
TW420897B (en) 2001-02-01
NO20002729L (en) 2000-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2255740C (en) Synchronous compensator plant
US6822363B2 (en) Electromagnetic device
US7061133B1 (en) Wind power plant
EA001173B1 (en) Insulated conductor for high-voltage windings and a method of manufacturing the same
EA001031B1 (en) Insulator conductor for high-voltage windings
EA002726B1 (en) Traction motor and drive system
JP2001525279A (en) Power system
WO1997045929A2 (en) Earthing device and rotating electric machine including the device
JP2001525654A (en) Switchyard
CZ20001968A3 (en) Traction motor and excitation system
MXPA00005156A (en) Traction motor and drive system
MXPA00005167A (en) Electricity supply system
CZ20001969A3 (en) Electric feeding system for electric traction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU