NO161030B - Elektrisk drivsystem. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et elektrisk drivsystem som innbefatter en slepering-asynkronmotor hvis statorvikling mates fra en likestrømkilde gjennom en maskinkommutert vekselretter og hvis rotorvikling mates med likestrøm under belastet drift.

Drivsystemet ifølge oppfinnelsen er i første rekke utviklet med tanke på elektrisk kjøretøydrift, men det kan også anvendes i andre forbindelser, f.eks. til forskjellige drivanord-ninger innen industrien. Utviklingen og de store fremskritt innen hydrostatiske transmisjons-systemer har medført at elektrohydrauliske drivsystemer for kjøretøydrift er blitt mer aktuelle. Med dagens hydrostatiske transmisjons-systemer er det mulig å sørge for såvel en meget avansert styring som nødvendig overvåkning ad hydraulisk vei, slik at det stilles meget små krav til den elektriske drift av de hydrauliske pumper som inngår i systemet. En vesentlig egenskap ved disse elektrohydrauliske drivsystemer er herunder dessuten at de elektriske drivmotorer ikke behøver å startes elektrisk, men kan startes mekanisk ved hjelp av en hydraulisk motor som mates fra en hydraulisk akkumulator. Lignende synspunkter gjelder de i den senere tid stadig mer aktuelle kjøretøydrivsystemer som omfatter et svinghjul for utjevning av variasjoner i drivsys-temets effektbehov ved varierende belastning, henholdsvis akselerasjon og retardasjon. De mest ønskelige egenskaper for det elektriske drivsystem i disse sammenhenger er derfor driftssikkerhet, enkelhet og lav kostnad. Det nærmestliggende alternativ er en likestrømmotor som mates enten direkte fra en likestrømkilde, f.eks. ved kjøretøydrift med likestrøm-kontakt-ledning, eller gjennom en transformator og en ikke styrt likeretterbro, f.eks. ved kjøretøydrift med vekselstrøm-kontaktledning. Et slikt elektrisk drivsystem oppfyller kravet til enkelhet og lav kostnad, men er derimot ikke tilfredsstil-lende med hensyn til driftsikkerhet på grunn av problemene med en likestrømmotors kommutator. Ét børsteløst drivsystem med en kortsluttet asynkronmotor ville vært ideelt med hensyn på driftsikkerheten, men kravene til lav kostnad og enkelhet blir i dette tilfelle vanskelig å tilfredsstille.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveie-bringe et elektrisk drivsystem som er såvel billig som enkelt og driftsikkert og som med fordel kan anvendes for drivanord-ninger av den ovenfor beskrevne art.

Drivsystemet ifølge oppfinnelsen omfatter en slepering-asynkronmdtor av den type som er angitt innledningsvis, og det kjennetegnes spesielt ved at asynkronmotorens rotorvikling er forbundet med likestrømkilden i serie med vekselretteren slik at rnatningsstrømmen fra likestrømkilden til vekselretteren også passerer gjennom motorens rotorvikling og gir den nødvendige magnetisering av rotoren ved belastet drift, og at det er anordnet særskilte organer for magnetisering av rotoren i tomgang. Likestrømkilden kan være et likestrømnett, f.eks. ved kjøretøydrift med likestrømkontaktledning eller av en ikke styrt likeretterbro koblet til et vekselstrømnett, f.eks. ved kjøretøydrift med vekselstrømkontaktledning. Ifølge oppfinnelsen utnyttes matelikestrømmen til vekselretteren ved belastet drift av motoren, også for magnetisering av motoren, ved at rotorviklingen er koblet til likestrømkilden i serie med vekselretteren. Den nødvendige tomgangsmagnetisering av rotoren blir avstedkommet ved hjelp av særskilte magnetiseringsorganer. Derved blir det oppnådd at motoren kan startes mekanisk opp til full spenning før den kobles sammen med den matende likespenningskilde, hvilket gjør denne sammenkobling enkel. Den nødvendige tomgangsmagnetisering kan ifølge oppfinnelsen oppnås på to forskjellige måter. I henhold til den ene måten er et kondensatorbatteri forbundet med motorens statorvikling, slik at dette kondensatorbatteri gir den nødvendige tomgangsmagnetisering. I henhold til den annen måte blir tomgangsmagnetiseringen oppnådd fra en likeretter koblet til en vekselstrømkilde, idet likeretterens likestrømuttak er koblet over rotorviklingen.

Drivsystemet ifølge oppfinnelsen oppfyller kravene til enkelhet og lav kostnad og dessuten til driftsikkerhet, da man har utmerkede driftserfaringer med sleperinger i langtidsdrift.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere i tilknytning til tegningen, hvor: Fig. 1 viser et forenklet koblingsskjema for en første Utførelsesform av oppfinnelsen, hvor tomgangsmagnetiseringen blir oppnådd ved hjelp av et kondensatorbatteri, og Fig. 2 viser koblingsskjemaet for en annen utførelsesform av oppfinnelsen, hvor tomgangsmagnetiseringen blir oppnådd ved hjelp av en likeretterbro koblet til en vekselstrømkilde. Figur 1 viser som eksempel et forenklet koblingsskjema for en første utførelsesform av et drivsystem ifølge oppfinnelsen, beregnet for elektrisk kjøretøydrift med en vekselstrøm-kontaktledning. Det elektriske drivsystem ifølge oppfinnelsen omfatter en slepering-asynkronmotor generelt betegnet med 1,

som har en stator med en statorvikling 2 og en rotor med en rotorvikling 3. Statorviklingen 2 får sin matning fra en maskinkommutert vekselretter 4 forsynt med en styre-enhet 5 og koblet til likestrømuttakene på en diode-likeretterbro 6 gjennom en glattingsreaktor 7. Vekselstrømklemmene på likeretterbroen 6 er gjennom en kontaktor 8 koblet til sekundærviklingen på en

hovedtransformator 9 hvis primærvikling er koblet til kjøretøyets strømavtager 10. Rotoren i asynkronmotoren 1 er likestrømmagne-tisert og ved belastet drift av motoren får rotorviklingen 3 sin magnetiseringsstrøm i hovedsaken fra den mellomledd-strøm I som mater strømretterbroen 4, ved at rotorviklingen 3 gjennom sine sleperinger 11 er forbundet med likestrømuttakene på likeretterbroen 6 i serie med vekselretteren 4. En diode 12 er innkoblet parallelt over rotorviklingen 3 for undertrykkelse av tilbake-spenninger som oppstår over denne.

Ved tomgang og mekanisk oppstarting av asynkronmotoren 1 avstedkommes den nødvendige tomgangsmagnetisering av rotoren ved at et kondensatorbatteri 13 er koblet til statorviklingen 2, hvilket kondensatorbatteri gir den nødvendige tomgangsmagnetisering.

Den på figur 2 viste utførelsesform av et drivsystem

ifølge oppfinnelsen adskiller seg fra det på figur 1 bare vedrørende anordningene for tomgangsmagnetiseringen av rotorviklingen 3. Innbyrdes tilsvarende komponenter på figurene 1

og 2 er forsynt med samme henvisningstall. I den på figur 2 viste utførelsesform blir tomgangsmagnetiseringen av rotorviklingen 3 oppnådd ved at denne gjennom sine sleperinger 11 er forbundet med likestrømuttakene på en diode-likerettérbro 14

som er koblet i serie med vekselretteren 4 til likestrømuttakene på likeretterbroen 6. Vekselstrømklemmene på likeretterbroen 14

er forbundet med sekundærviklingen på en hjelpetransformator 15 hvis primærvikling er koblet til en passende vekselstrømkilde.

Det er klart at et drivsystem ifølge oppfinnelsen blir meget enkelt og billig og dessuten bør være meget driftsikkert ettersom man har gode erfaringer ved langtidsdrift med slepering-motorer.

Det innses også at dersom et drivsystem ifølge oppfinnelsen skal mates fra et likestrømnett, f.eks. ved kjøretøydrift med likestrøm-kontaktledning, så kreves ikke diodelikeretter-broen 6 og hovedtransformatoren 9.

Om et drivsystem ifølge oppfinnelsen utformet i henhold

til figur 2, er forbundet med et vekselstrømnett med tilstrek-kelig høy frekvens, f.eks. 50 Hz, så kan motoren også startes elektrisk gjennom vekselretteren 4 på i og for seg kjent måte, idet også i dette tilfelle den nødvendige tomgangsmagnetisering av rotoren blir oppnådd gjennom likeretterbroen 14 fra hjelpe-transformatoren 15.

Claims (5)

1. Elektrisk, drivsystem omfattende en slepering-asynkronmotor (1) hvis statorvikling (2) er matet fra en likestrømkilde gjennom en maskinkommutert vekselretter (4) og hvis rotorvikling (3) er matet med likestrøm under belastet drift, karakterisert ved at asynkronmotorens rotorvikling (3) er forbundet med likestrømkilden i serie med vekselretteren (4) slik at matningsstrømmen (I) fra likestrøm-kilden til vekselretteren (4) også passerer gjennom motorens rotorvikling (3) og gir den nødvendige magnetisering av rotoren ved belastet drift, og at det er anordnet særskilte organer for magnetisering av rotoren i tomgang.

2. Drivsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at organene for tomgangsmagnetisering omfatter et kondensatorbatteri (13) koblet til motorens statorvikling (2).

3. Drivsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at organene for tomgangsmagnetisering omfatter en likeretterbro (14) matet fra en vekselstrømkilde (15) , hvilken likeretterbro med sine likestrøm-uttak er koblet over rotorviklingen (3).

4. Drivsystem ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det omfatter organer for mekanisk starting av asynkronmotoren (1).

5. Drivsystem ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at likestrømkilden er en likeretterbro (6) matet fra et vekselstrømnett.