FI66318C - FOERFARINGSSAETT OCH ANLAEGGNING FOER KRAFTOEVERFOERING I TUNGDRIFT - Google Patents
FOERFARINGSSAETT OCH ANLAEGGNING FOER KRAFTOEVERFOERING I TUNGDRIFT Download PDFInfo
- Publication number
- FI66318C FI66318C FI824048A FI824048A FI66318C FI 66318 C FI66318 C FI 66318C FI 824048 A FI824048 A FI 824048A FI 824048 A FI824048 A FI 824048A FI 66318 C FI66318 C FI 66318C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- speed
- locomotive
- frequency
- short
- generator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
1 663181 66318
Menettelytapa ja laitteisto raskaan käytön voimansiirroksiProcedure and equipment for heavy-duty transmission
Keksintö tarkoittaa erikoisesti suuritehoisia voimansiirtoja, joissa vääntömomentti muuttuu käytettävän koneen nopeuden mukaan. Tällaisia voimansiirtoja tarvitaan esim. vetureissa.The invention particularly relates to high-power transmissions in which the torque changes according to the speed of the machine used. Such transmissions are needed, for example, in locomotives.
5 Esim. dieselveturissa moottori käyttää generaattoria, joka puolestaan antaa tasavirtaa esim. 4:lie tai 6:lie jopa kahdeksalle ratamoottorille, jotka mekaanisen hammas-vaihteen avulla käyttävät kukin pyöräkertaansa.5 For example, in a diesel locomotive, the engine uses a generator, which in turn provides direct current to, for example, 4 or 6 track motors, up to eight track motors, each of which drives its wheel set by means of a mechanical gear.
Tasavirtamoottori sopii sähköisten ominaisuuksiensa puo-10 Iestä erinomaisesti tähän voimansiirtoon. Sen liikkeelle- l f lähtömomentti on suuri ja nopeuden kasvaessa momentti pie- j nenee. Saadaan esim. kuvan 1 mukainen vetovoimakäyrä.The DC motor is perfectly suited for this transmission due to its electrical properties. As it moves, the f torque is large and as the speed increases, the torque decreases. For example, the traction curve according to Figure 1 is obtained.
Tasavirtageneraattori ja moottori ovat kuitenkin kalliita valmistaa ja arkoja kosteudelle. Lisäksi kommutaattori ja 15 hiilet ovat kuluvia ja hiilipöly aiheuttaa ylilyöntejä harjasilloissa. Tämän vuoksi sähköisissä voimansiirroissa on pyritty käyttämään 3-vaihevaihtovirtaa. Oikosulku-moottori ja vaihtovirtageneraattori ovat kestäviä.However, the DC generator and motor are expensive to manufacture and sensitive to moisture. In addition, the commutator and 15 carbons are consumable and coal dust causes excesses in the bridges. For this reason, efforts have been made to use 3-phase alternating current in electric transmissions. The short-circuit motor and the alternator are durable.
Erikoisesti oikosulkumoottorin roottori on kestävä eikä 20 se ole ollenkaan arka kosteudelle.In particular, the rotor of the short-circuit motor is durable and is not at all sensitive to moisture.
Mutta oikosulkumoottorilla on tässä tapauksessa haittapuolena vaihtovirran taajuuden määräämä vakiokierrosluku.But the disadvantage of the short-circuit motor in this case is the constant speed determined by the frequency of the alternating current.
Jos kierroslukua halutaan säätää, on säädettävä verkon jakso- -2- 6631 8 lukua. Vuosina 1970 - 1982 on eri maissa rakennettu joukko jaksolukusäätöisiä vaihtovirtavoimansiirtoja, mutta säädettävän taajuuden omaavan 3-vaihevirran kehittämiseen tarvittava taajuusmuuttaja on toistaiseksi ollut niin moni-5 mutkainen, kallis ja häiriöaltis, että esim. 1500 kW:n dieselveturi tulee lähes 2 kertaa niin kalliiksi kuin tasa-virtavoimansiirrolla tai 16 2/3 Hz vaihtovirtavoimansiir-rolla varustettu veturi.If you want to adjust the speed, you need to adjust the net cycle number -2- 6631 8. Between 1970 and 1982, a number of intermittent AC transmissions were built in different countries, but the frequency converter required to develop an adjustable frequency 3-phase current has so far been so complex, expensive and susceptible to interference that, for example, a 1500 kW diesel locomotive is almost twice as expensive as locomotive with DC transmission or 16 2/3 Hz AC transmission.
Vaikka siis ratamoottorit ovatkin yksinkertaisia, käyttökö varmoja ja halpoja oikosulkumoottoreita on tasasuuntaaja ja erikoisesti taajuusmuuttaja tuoneet mukanaan veturiin kalliita ja häiriöalttiita laitteita.Thus, although the track motors are simple, whether the use of safe and cheap short-circuit motors is a rectifier and especially the frequency converter has brought expensive and interference-prone equipment to the locomotive.
Oikosulkuratamoottorin vääntömomenttia jättämän funktiona esittää kuva 2.Figure 2 shows the torque omission of the short-circuit track motor.
Kuvasta 2 ilmenee, ettei oikosulkumoottori periaatteessa sovi kierroslukusäätöiseen voimansiirtoon, sillä käynnistysmomentti on vain vajaa 2 kertainen, normaali-momentti ja maksimimomentti n. 3 kertainen. Näitä arvoja voidaan erikoisrakenteilla muutella, mutta ei kuitenkaan 20 kierroslukusäätöä varten tarpeeksi paljon.Figure 2 shows that the short-circuit motor is in principle not suitable for speed-controlled transmission, as the starting torque is only less than 2 times, the normal torque and the maximum torque approx. 3 times. These values can be changed with special constructions, but not enough for 20 speed adjustments.
Kuvasta 3 havaitaan, että käynnistysvirta täydellä kuormalla käynnistettäessä tulisi niin suureksi, ettei siitä esim. dieselveturissa ole mahdollista saavuttaa. Tämän keksinnön -3- 6631 8 mukaan oikosulkumoottorin käynnistys voidaan tehdä ilman suurta käynnistysvirtaa ja ilman verkon jatkuvaa jakso-lukusäätöä. Esim. säätö 1:4 saadaan myös aikaan ilman suuria virtahuippuja ja ilman kallista, häiriöitä aiheuttavaa 5 elektronisesti ohjattavaa jaksolukumuuttajaa.It can be seen from Figure 3 that the starting current when starting at full load would become so high that it is not possible to achieve it, for example in a diesel locomotive. According to the present invention, the start-up of the short-circuit motor can be performed without a high starting current and without a continuous period-read control of the network. For example, a 1: 4 control is also achieved without large current peaks and without an expensive, interfering electronically controlled period converter.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt seikat ja laitteisto menetelmän soveltamiseksi on esitetty patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa.The method according to the invention is characterized by the features set forth in the characterizing part of claim 1 and the apparatus for applying the method is set out in the characterizing part of claim 6.
10 Keksinnön selostamiseksi esitetään seuraavassa keksinnön mukainen dieselveturin sähkövoimansiirto, jossa ratamoot-torit ovat oikosulkumoottoreita.In order to describe the invention, an electric power transmission of a diesel locomotive according to the invention is shown below, in which the track motors are short-circuit motors.
Dieselmoottori käyttää 3-vaihegeneraattoria, joka antaa veturin sähkövoimansiirtoverkkoon vaihtovirtaa. Liikkeel-15 le lähdettäessä vaihtovirran taajuus on esim. 25 Hz.The diesel engine uses a 3-phase generator that supplies alternating current to the locomotive’s electric transmission network. When moving to 15, the frequency of the alternating current is, for example, 25 Hz.
Veturin lähdettyä liikkeelle muutetaan taajuus suuremmaksi, esim. 50, sitten 100 ja suurimmalla nopeudella esim 150. Ratamoottoreiden "synkroniset" kierrosluvut ovat vastaavasti 750 r/min, 1500 r/min, 3000 r/min ja 4500 r/min.When the locomotive starts, the frequency is increased, e.g. 50, then 100 and at maximum speed e.g. 150. The "synchronous" speeds of the track motors are 750 rpm, 1500 rpm, 3000 rpm and 4500 rpm respectively.
20 Näitä kierroslukuja vastaavat raskaan vaihtoveturin, esim.20 These speeds correspond to a heavy changeover locomotive, e.g.
laskumäkiveturin nopeudet esim. 3,5 , 7,5 , 15 ja 34 km/h.speeding locomotive speeds eg 3.5, 7.5, 15 and 34 km / h.
Kun dieselmoottori ja generaattori tehdään siten, että ne esim. puolella kierrosluvulla antavat täyden tehon, tulevat ne suuremmiksi ja kalliimmiksi kuin tavanomaiset. Mutta -4- 6631 8 paino ei esim. vaihtoveturissa ole haitaksi ja veturin konehuoneessa on tilaa. Toiselta puolelta vaihtovirta-oikosulkumoottorit ovat keveitä ja kun ei tarvita tasasuuntaajaa eikä jaksolukumuuttajaa lisälaitteineen ei 5 veturin kokonaispaino nouse liikaa.When the diesel engine and generator are made in such a way that they give full power, for example at half the speed, they become larger and more expensive than conventional ones. But the weight of -4- 6631 8 is not a disadvantage in a change locomotive, for example, and there is space in the engine room of the locomotive. On the other hand, the AC short-circuit motors are light and when no rectifier or cycle converter with accessories is required, the total weight of the 5 locomotives does not increase too much.
Kuvasta 3 havaitaan että oikosulkumoottori ottaa raskaasti kuormitettuna niin paljon virtaa, 1=7· In, noin 10 sek ajan, että dieselmoottori pysähtyisi ennen kuin juna olisi liikkeessä.It can be seen from Figure 3 that the short-circuit motor draws so much current, 1 = 7 · In, under heavy load, for about 10 seconds that the diesel engine would stop before the train was in motion.
10 Tämä epäkohta vältetään siten, että ratamoottoreiden root torit kytketään hydraulisten kytkimien välityksellä pyörä-kertoihin. Kuva 4 esittää veturin liikkeellelähtöä, käynnistysajän funktiona. Oikosulkumoottorin käynnistys-virta on I, roottorin kierrosluku n^ ja veturin pyöräkerran 15 kierrosluku n2*10 This disadvantage is avoided by connecting the root motors of the track motors to the wheel folds via hydraulic clutches. Figure 4 shows the start of a locomotive, as a function of the start time. The starting current of the short-circuit motor is I, the rotor speed n ^ and the locomotive wheel speed 15 n2 *
Kun kuvan 4 esittämässä tapauksessa lähdetään veturilla liikkeelle nostetaan dieselmoottorin kierrosluku tyhjä-käyntikierrosluvusta 600 r/min esim. arvoon 1000 r/niin ja generaattori kehittää 25 Hz vaihtovirtaa, lähtevät rata-20 moottoreiden roottorit pyörimään saavuttaen nopeasti, n. 1 sek kuluttua, oikosulkumoottoreiden maksimivääntö-momentin hydraulisten kytkimien jättämän ollessa 15 - 10 %. Veturi ja juna lähtevät liikkeelle ja oikosulkumoottorit saavuttavat lähes synkronisen nopeuden (synkroninnopeus -25 jättämä), käytännössä n. 740 r/min vasta n. 30 sek. kulut- -5- 6631 8 tua, jolloin veturin nopeus on esim. 3,5 km/h.In the case shown in Fig. 4, when the locomotive is started, the diesel engine speed is increased from idle speed 600 rpm, e.g. to 1000 rpm, and the generator generates 25 Hz alternating current, the rotors of track-20 motors start to rotate rapidly, reaching the maximum short-circuit motors after approx. torque with 15 to 10% of the hydraulic couplings left. The locomotive and train start moving and the short-circuit motors reach an almost synchronous speed (synchronous speed -25 left), in practice approx. 740 rpm only approx. 30 sec. costs- -5- 6631 8 tua, in which case the speed of the locomotive is e.g. 3.5 km / h.
Kun tämän jälkeen dieselmoottorin kierrosluku nostetaan täyteen arvoonsa 1800 r/min, nousee ratamoottoreiden synkroninen kierrosluku ja veturin nopeus arvoon x 3,5 5 6 km/h. Hydraulisten kytkimien jättämä pienenee niin pal jon, että tällä nopeudella voidaan ajaa täydellä teholla jatkuvasti. Veturin nopeutta säädetään moottorin kierros-lukua säätämällä.Thereafter, when the diesel engine speed is increased to its full value of 1800 rpm, the synchronous engine speed and locomotive speed of the track engines increase to x 3.5 5 6 km / h. The gap left by the hydraulic clutches is reduced so much that it is possible to drive at full speed continuously at full power. The speed of the locomotive is adjusted by adjusting the engine speed.
"Vaihdettaessa” suuremmalle nopeudelle vähennetään gene-10 raattorin magnetointia ja dieselmoottorin kierrosluku lasketaan n. 1000 r/min, kytketään generaattori antamaan seuraava suurempi taajuus esim. 50 Hz, ja generaattori magnetoidaan täysin ja dieselmoottorin ja generaattorin kierrosluku nostetaan, jolloin ratamoottorit saavuttavat 15 seuraavan "synkronisen" kierrosluvun 1500 r/min dieselmoottorin ja generaattorin kierrosluvulla 1000 r/min."Switching" to a higher speed reduces the excitation of the generator 10 and lowers the diesel engine speed to approx. 1000 rpm, switches the generator to give the next higher frequency, eg 50 Hz, and fully magnetizes the generator and raises the diesel engine and generator speed to 15 synchronous "speed of 1500 rpm for diesel engine and generator speed of 1000 rpm.
Veturin nopeus on 6 km/h. Kun dieselmoottorin kierrosluku nostetaan arvoon 1800 r/min saadaan veturille synkroninen nopeus —~ x 6 * 11 km/h.The speed of the locomotive is 6 km / h. When the engine speed is increased to 1800 rpm, a synchronous speed of ~ x 6 * 11 km / h is obtained for the locomotive.
1000 20 Seuraava ajoalue saadaan taajuudella 100 Hz generaattorin kierrosluvulla 1000 r/min on veturin nopeus 11 km/h ja suurin nopeus tällä ajoalueella taajuudella 180 Hz on 20 km/h ratamoottorikierrosluvulla 3000 r/min.1000 20 The following driving range is obtained at 100 Hz at a generator speed of 1000 rpm, the locomotive speed is 11 km / h and the maximum speed in this driving range at 180 Hz is 20 km / h at a track engine speed of 3000 rpm.
6631 8 *-6-6631 8 * -6-
Seuraava 4:s ajoalue on jaksoluvulla 150 Hz ja generaat-torikierrosluvulla 1000 r/min. 18,5 km/h ja generaattori-kierrosluvulla 1800 r/min. 34 km/h ratamoottorikierros-luvulla 4500 r/min.The next 4th driving range is at a cycle speed of 150 Hz and a generator speed of 1000 rpm. 18.5 km / h and generator speed 1800 rpm. 34 km / h at an engine speed of 4500 rpm.
5 Tämän keksinnön mukaisen veturin voimansiirto perustuu siis siihen, että dieselmoottori ja generaattori mitoitetaan pienellä ajonopeudella suuriksi niin, että ne antavat osa-kierroluvulla tarvittavan tehon ja valitaan sopivat vakiotaajuudet siten, että veturin liikkeellelähtö on mah-10 dollinen hydraulisen kytkimen ansiosta ja dieselmoottorin kierroslukua säätämällä voidaan siirtyä pienemmältä jakso-lukualueelta suuremmalle. Nämä vaihtovirtaverkon ja oiko-sulkumoottoreiden "synkroniset" taajuusarvot saadaan aikaan muuttamalla generaattorin antamaa taajuutta tai muuttamalla 15 oikosulkumoottoreiden napalukua tai kumpiakin siten, että saadaan tarvittavat ajoalueet.The transmission of the locomotive according to the present invention is thus based on dimensioning the diesel engine and generator at low speeds so as to give the required power at partial speed and to select suitable constant frequencies so that the locomotive can be started by a hydraulic clutch and the diesel engine move from a smaller episode reading range to a larger one. These "synchronous" frequency values of the AC mains and the short-circuit motors are obtained by changing the frequency given by the generator or by changing the pole number of the short-circuit motors or both so as to obtain the required driving ranges.
Esim. laskumäkityöskentelyssä on normaali työskentelyno-peus 3-5-10 km/h, joten keksinnön mukainen voimansiirto soveltuu tällaiseen työskentelyyn. Hydraulinen kytkin voi 20 olla ratamoottorin, siis oikosulkumoottorin sisään rakennettu tai jos veturissa on 2 tai 3 pyöräkertaa yhteen-kytketty, jolloin niillä on yhteinen käyttömoottori veturin konehuoneessa, jossa on enemmän tilaa kuin telissä ja pyöräkerrassa, voidaan ratamoottori ja hydraulinen kytkin 25 rakentaa ja asentaa erikseen telin päällä konehuoneen sisälle.For example, downhill work has a normal working speed of 3-5-10 km / h, so the transmission according to the invention is suitable for such work. The hydraulic clutch 20 may be built into the track motor, i.e. the short-circuit motor, or if the locomotive has 2 or 3 wheels connected together, in which case they have a common drive motor in the engine room of the locomotive with more space than the bogie and wheel set, the track motor and hydraulic clutch 25 can be built and installed separately on a bogie inside the engine room.
-7- 6631 8-7- 6631 8
Hydraulinen kytkin voi olla rakenteeltaan myös sellainen, että sen jättämää säädetään niin, että kierrosluvun kasva-essakin jättämä pysyy 5 - 7 % vaiheilla.The design of the hydraulic clutch can also be such that its omission is adjusted so that the omission of the speed remains even in increments of 5 to 7%.
Hydraulinen kytkin on rakenteeltaan sikäli normaali, että 5 se toimii molempiin pyörimissuuntiin samalla jättämällä, toisin sanoen veturin ajosuunta vaihdetaan vaihtamalla 2 virtajohdinta keskenään.The construction of the hydraulic clutch is normal in that it operates in both directions of rotation while leaving, i.e. the direction of travel of the locomotive is changed by exchanging 2 power lines with each other.
Tässä esimerkissä on veturiin valittu nopeakäyntinen dieselmoottori keksinnön esittämisen helpottamiseksi. Myös 10 käytännössä keksinnön mukainen voimansiirto tulee edulli semmaksi käytettäessä nopeakäyntistä dieselmoottoria voimanlähteenä .In this example, a high-speed diesel engine has been selected for the locomotive to facilitate the presentation of the invention. Also in practice, the transmission according to the invention becomes more advantageous when using a high-speed diesel engine as a power source.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI824048A FI66318C (en) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | FOERFARINGSSAETT OCH ANLAEGGNING FOER KRAFTOEVERFOERING I TUNGDRIFT |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI824048 | 1982-11-24 | ||
FI824048A FI66318C (en) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | FOERFARINGSSAETT OCH ANLAEGGNING FOER KRAFTOEVERFOERING I TUNGDRIFT |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI824048A0 FI824048A0 (en) | 1982-11-24 |
FI66318B FI66318B (en) | 1984-06-29 |
FI66318C true FI66318C (en) | 1984-10-10 |
Family
ID=8516349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI824048A FI66318C (en) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | FOERFARINGSSAETT OCH ANLAEGGNING FOER KRAFTOEVERFOERING I TUNGDRIFT |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI66318C (en) |
-
1982
- 1982-11-24 FI FI824048A patent/FI66318C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI66318B (en) | 1984-06-29 |
FI824048A0 (en) | 1982-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4532458A (en) | Variable-speed electrical machines | |
US20120268053A1 (en) | Alternating current machine with increased torque above and below rated speed for hybrid/electric propulsion systems | |
US8710785B2 (en) | Method of operating an electromechanical converter, a controller and a computer program product | |
CN101242157A (en) | A cascaded speed shift frequency constant wind power generation system | |
ES8104676A1 (en) | Dual mode AC motor drive system | |
CN201226504Y (en) | Variable-speed constant-frequency wind power generation system based on dual rotors generator | |
JP2003301725A (en) | Engine composite rotary electric equipment | |
GB2314128A (en) | An epicyclic variable transmission controlled by an electric coupling | |
Seggewiss et al. | Synchronous motors on grinding mills: The different excitation types and resulting performance characteristics with VFD control for new or retrofit installations | |
Oldenkamp et al. | Selection and design of an inverter-driven induction motor for a traction drive system | |
FI66318C (en) | FOERFARINGSSAETT OCH ANLAEGGNING FOER KRAFTOEVERFOERING I TUNGDRIFT | |
Lustenader et al. | Development of a hybrid flywheel/battery drive system for electric vehicle applications | |
CN201577011U (en) | Permanent synmotor used for hoisting mechanism of inner rotor direct-drive type crane | |
SU872333A1 (en) | A.c. electric transmission of autonomous locomotive | |
Seggewiss et al. | Evaluation of synchronous motors on grinding mills | |
CN218301195U (en) | Electromagnetic planetary gear | |
CN214755937U (en) | Novel variable frequency generator set | |
SU624132A1 (en) | Gearing testing stand | |
CN2572654Y (en) | integral type speed-changing constant frequency constant voltage brushless generator set | |
RU120613U1 (en) | WAGON TRACTION ELECTRIC DRIVE (OPTIONS) | |
SU794702A1 (en) | Asynchronized synchronous electric machine | |
CN2128801Y (en) | Stepless speed regulating squirrel-cage motor | |
FI950456A0 (en) | A rotary induction generator adapted to be driven by a drive machine to produce electrical power | |
CN205544875U (en) | Free energy power generation system of powered | |
SU149828A1 (en) | Electric machine for generating alternating current of adjustable frequency |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: SAALASTI,_TAPIO |