RU133059U1

RU133059U1 - ELECTRIC POWER TRANSMISSION DIAGRAM (OPTIONS)

Info

Publication number: RU133059U1
Application number: RU2013115778/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Киреев; Николай Вячеславович Гребенников; Геннадий Николаевич Кононов; Николай Михайлович Кожемяка; Александр Владимирович Лебедев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "ПРИВОД-Н" (ЗАО "НТЦ "ПРИВОД-Н")
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2013-10-10

Abstract

1. Схема электрической передачи мощности, содержащая цепь из двух последовательно включенных конденсаторов, соединенную с положительным и отрицательным зажимом источника питания, мостовые схемы, в каждой из которых имеются два диода и два управляемых ключа, один из которых соединен с положительным зажимом источника питания и катодом первого диода, анод которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а второй ключ соединен с отрицательным зажимом источника питания и анодом второго диода, катод которого соединен с положительным зажимом источника питания, два многофазных реактивных индукторных двигателя, причем фазные обмотки первого реактивного индукторного двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения вторых диодов с ключами, а фазные обмотки второго реактивного индукторного двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения первых диодов с ключами, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена тепловым двигателем, кинематически соединенным с первым многофазным реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы.2. Схема электрической передачи мощности, содержащая цепь из двух последовательно включенных конденсаторов, соединенную с положительным и отрицательным зажимом источника питания, мостовые схемы, в каждой из которых имеются два диода и два управляемых ключа, один из которых соединен с положительным зажимом источника питания и катодом первого диода, анод которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а второй ключ соединен с отрицательным зажимом источника питания и а�1. An electric power transmission circuit comprising a circuit of two series-connected capacitors connected to a positive and negative terminal of a power source, bridge circuits, each of which has two diodes and two controlled keys, one of which is connected to a positive terminal of the power source and the cathode the first diode, the anode of which is connected to the negative terminal of the power source, and the second key is connected to the negative terminal of the power source and the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the positive with a power source clamp, two multiphase jet induction motors, the phase windings of the first jet induction motor being connected between the capacitor connection point and the connection points of the second diodes with the keys, and the phase windings of the second jet induction motor connecting between the capacitor connection point and the connection points of the first diodes with the keys characterized in that it is additionally equipped with a heat engine kinematically connected to the first multiphase reactive inductor d igatelem operating in generator mode raboty.2. A power transmission circuit comprising a circuit of two series-connected capacitors connected to a positive and negative terminal of a power supply, bridge circuits, each of which has two diodes and two controlled keys, one of which is connected to a positive terminal of a power source and the cathode of the first diode whose anode is connected to the negative terminal of the power source, and the second key is connected to the negative terminal of the power source and a�

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к области электрических тяговых систем с машинами переменного тока транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения и может быть использована в электромеханической трансмиссии тракторов и многодвигательных электрических передачах мощности транспортных средств с реактивными индукторными двигателями.The utility model relates to electrical engineering, namely, to the field of electric traction systems with AC machines of vehicles powered by its own energy sources and can be used in electromechanical transmission of tractors and multi-engine electric power transmissions of vehicles with jet induction engines.

Известна электрическая передача мощности тягового транспортного средства (Патент на изобретение RU №2247039, МПК⁷ В60L 11/08, Н02Р 7/80, 2003) содержащая синхронный генератор, приводимый от теплового двигателя, блок возбуждения тягового синхронного генератора, асинхронные тяговые электродвигатели и блок управления электрической передачей мощности. Статорные обмотки тягового синхронного генератора подключены к статорным обмоткам асинхронных тяговых электродвигателей. Роторные обмотки каждого асинхронного тягового электродвигателя соединены с индивидуальными выпрямительными мостами. Со стороны выпрямленного напряжения мосты включены параллельно и соединены с обмоткой якоря регулирующей машины постоянного тока, вал которой соединен с валами теплового двигателя и тягового синхронного генератора. Валы асинхронных тяговых электродвигателей соединены с осями движущих колес. Блок управления электрической передачей мощности подключен к тепловому двигателю, блоку возбуждения тягового синхронного генератора и блоку возбуждения регулирующей машины постоянного тока. В электрической передаче мощности тягового транспортного средства вместо одной регулировочной машины постоянного тока могут быть применены две электрические машины. В цепи якорных обмоток этих электрических машин включаются переключатели их последовательного или параллельного соединения, соединенные с блоком управления ими, подключенным к блоку управления электрической передачей мощности. Обмотки роторов могут быть соединены последовательно, а параллельно им подключен выпрямитель, выход которого соединен с якорной обмоткой регулирующей машины постоянного тока (или двух электрических машин).Known electric power transmission of a traction vehicle (Patent for invention RU No. 2247039, IPC ⁷ В60L 11/08, НОР 7/80, 2003) containing a synchronous generator driven by a heat engine, a drive unit for a synchronous traction generator, asynchronous traction motors and a control unit electric power transmission. The stator windings of the traction synchronous generator are connected to the stator windings of asynchronous traction motors. The rotor windings of each induction traction motor are connected to individual rectifier bridges. From the side of the rectified voltage, the bridges are connected in parallel and connected to the armature winding of the DC regulating machine, the shaft of which is connected to the shafts of the heat engine and synchronous traction generator. The shafts of asynchronous traction electric motors are connected to the axles of the driving wheels. The electric power transmission control unit is connected to the heat engine, the excitation unit of the synchronous traction generator, and the excitation unit of the DC regulating machine. In electric power transmission of a traction vehicle, instead of one DC adjusting machine, two electric machines can be used. In the circuit of the anchor windings of these electric machines, switches are turned on for their series or parallel connection, connected to the control unit connected to the power transmission control unit. The windings of the rotors can be connected in series, and in parallel with them a rectifier is connected, the output of which is connected to the armature winding of a DC regulating machine (or two electric machines).

Недостатком данной электрической передачи мощности является наличие обмоток на роторе синхронного генератора и на роторе асинхронного двигателя, на которые действуют большие силы, способствующие разрушению изоляции обмоток и выходу электрической передачи мощности из строя.The disadvantage of this electric power transmission is the presence of windings on the rotor of the synchronous generator and on the rotor of the asynchronous motor, which are subjected to large forces that contribute to the destruction of the insulation of the windings and the failure of the electric power transmission.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению, принятой за прототип, является схема питания двух многофазных реактивных индукторных двигателей (Свидетельство на полезную модель РФ №35581Ul, МПК⁷ Н02М 7/00 2003), содержащая цепь из двух последовательно включенных конденсаторов, соединенную с положительным и отрицательным зажимом источника питания, мостовые схемы, в каждой из которых имеются два диода и два управляемых ключа, один из которых соединен с положительным зажимом источника питания и катодом первого диода, анод которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а второй ключ соединен с отрицательным зажимом источника питания и анодом второго диода, катод которого соединен с положительным зажимом источника питания, многофазный реактивный индукторный двигатель, второй многофазный реактивный индукторный двигатель, фазные обмотки которого включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения первых диодов с ключами, а фазные обмотки первого двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения вторых диодов с ключами.The closest in technical essence to the claimed technical solution adopted for the prototype is the power circuit of two multiphase jet induction motors (Utility Model Certificate of the Russian Federation No. 35581Ul, IPC ⁷ Н02М 7/00 2003), containing a circuit of two series-connected capacitors connected to positive and negative terminal of the power source, bridge circuits, each of which has two diodes and two controlled keys, one of which is connected to the positive terminal of the power source and the cathode of the first diode the anode of which is connected to the negative terminal of the power source, and the second key is connected to the negative terminal of the power source and the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the positive terminal of the power source, a multiphase reactive induction motor, a second multiphase reactive induction motor, the phase windings of which are connected between the point connection of capacitors and connection points of the first diodes with keys, and the phase windings of the first motor are connected between the connection point of the capacitors and the connection points neniya second diode with the keys.

Недостатком данной схемы является отсутствие режима электрической передачи мощности между реактивными индукторными двигателями, что ограничивает область ее применения.The disadvantage of this scheme is the lack of electric power transmission between reactive induction motors, which limits its scope.

Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение области применения схемы.The problem solved by the utility model is to expand the scope of the scheme.

Для решения поставленной задачи схема, содержащая цепь из двух последовательно включенных конденсаторов, соединенную с положительным и отрицательным зажимом источника питания, мостовые схемы, в каждой из которых имеются два диода и два управляемых ключа, один из которых соединен с положительным зажимом источника питания и катодом первого диода, анод которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а второй ключ соединен с отрицательным зажимом источника питания и анодом второго диода, катод которого соединен с положительным зажимом источника питания, два многофазных реактивных индукторных двигателя, причем фазные обмотки первого двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения вторых диодов с ключами, а фазные обмотки второго многофазного реактивного индукторного двигателя включены между точкой соединения конденсаторов и точками соединения первых диодов с ключами.To solve this problem, a circuit containing a circuit of two series-connected capacitors connected to the positive and negative terminals of the power source, bridge circuits, each of which has two diodes and two controlled keys, one of which is connected to the positive terminal of the power source and the cathode of the first a diode whose anode is connected to the negative terminal of the power source, and the second key is connected to the negative terminal of the power source and the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the positive m power supply terminal, two multiphase jet inductor motor, wherein the phase windings of the first motor connected between the point of capacitor connections and connection points of the second diode with the keys, and the phase windings of the second multiphase jet inductor motor included between the point capacitor connection and connection points of the first diode with the keys.

Схема электрической передачи мощности в отличие от прототипа дополнительно снабжена тепловым двигателем, кинематически соединенным со вторым многофазным реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы;The electric power transmission scheme, in contrast to the prototype, is additionally equipped with a heat engine kinematically connected to a second multiphase jet induction motor operating in the generator operating mode;

- как вариант - она дополнительно снабжена таким количеством реактивных индукторных двигателей, суммарная мощность которых не превышает мощности, генерируемой вторым реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы, причем каждая фазная обмотка реактивных индукторных двигателей одним выводом подключена к аноду диода и управляемому ключу, а другим - к точке соединения конденсаторов, катоды диодов соединены с положительным зажимом источника питания, а вторые выводы управляемых ключей соединены с отрицательным зажимом источника питания.- as an option - it is additionally equipped with so many reactive induction motors, the total power of which does not exceed the power generated by the second reactive induction motor operating in the generator operation mode, with each phase winding of the reactive induction motors connected to one diode anode and a controlled key, and others - to the connection point of the capacitors, the cathodes of the diodes are connected to the positive terminal of the power source, and the second terminals of the controlled keys are connected to the negative power supply clamp.

Технический результат - создание режима электрической передачи мощности между реактивными индукторными двигателями, что расширяет области применения схемы.The technical result is the creation of an electric power transfer mode between jet induction motors, which expands the scope of the circuit.

Технический результат достигается за счет введения в схему теплового двигателя, кинематически соединенного со вторым реактивным индукторным двигателем, который функционирует в генераторном режиме работы.The technical result is achieved by introducing into the circuit a heat engine kinematically connected to a second jet induction motor, which operates in a generator operation mode.

(Кононов, Г.Н. Испытание тягового индукторного двигателя в генераторном режиме. / Г.И.Колпахчьян, А.В.Киреев, Б.Н.Крайзман.// Электровозостроение:(Kononov, G.N. Test of a traction induction motor in the generator mode. / G.I. Kolpakhchyan, A.V. Kireev, B.N. Kraizman. // Electric locomotive:

Сборник научных трудов. Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения (ОАО «ВЭлНИИ»), 2002.-Т44- С.109-114.) Это позволяет реализовать новую функцию схемы - электрическую передачу мощности между двумя реактивными индукторными двигателями, один из которых функционирует в генераторном режиме работы, что расширяет область применения схемы. Например, она может быть использована в электромеханической трансмиссии тракторов.Collection of scientific papers. All-Russian Scientific Research and Design Institute of Electric Locomotive Engineering (VELNII OJSC), 2002.-T44-S.109-114.) This allows you to implement a new function of the circuit - electric power transmission between two reactive induction motors, one of which operates in generator operating mode, which expands the scope of the circuit. For example, it can be used in electromechanical transmission of tractors.

Как вариант схема может быть дополнительно снабжена таким количеством реактивных индукторных двигателей (с соответствующими силовыми элементами), суммарная мощность которых не превышает мощности, генерируемой реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы. Это позволяет реализовать новую функцию - электрическую передачу мощности между реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы, и многодвигательным электроприводом с реактивными индукторными двигателями, что расширяет область применения схемы. Например, она может быть использована в многодвигательных электрических передачах мощности.Alternatively, the circuit can be additionally equipped with so many jet induction motors (with corresponding power elements), the total power of which does not exceed the power generated by the jet induction motor operating in the generator operating mode. This allows you to implement a new function - electric power transfer between a jet induction motor operating in the generator mode of operation and a multi-motor electric drive with jet induction motors, which expands the scope of the circuit. For example, it can be used in multi-engine electric power transmissions.

На фигуре 1 показана схема электрической передачи мощности. Схема содержит цепь из двух последовательно включенных конденсаторов 1, 2, соединенную с положительным 3 и отрицательным 4 зажимом источника питания, три мостовые схемы, каждая из которых содержит два управляемых ключа и два диода (первая схема - ключи 5, 6, диоды 11, 12, вторая схема - ключи 7, 8, диоды 13, 14, третья схема - ключи 9, 10, диоды 15, 16), ключи 5, 7, 9 одними выводами соединены с зажимом 3 источника питания, вторыми - с катодами диодов 12, 14, 16, аноды которых соединены с зажимом 4 источника питания, ключи 6, 8, 10 одними выводими соединены с зажимом 4 источника питания, вторыми выводами - с анодами диодов 11, 13, 15, катоды которых соединены с зажимом 3 источника питания, два реактивных индукторных двигателя 26, 30. Фазные обмотки 27, 28, 29 реактивного индукторного двигателя 30 включены между точкой 31 соединения конденсаторов и точками 17, 19, 21 соединения диодов 12, 14, 16 с ключами 5, 7, 9, а фазные обмотки 23, 24, 25 реактивного индукторного двигателя 26 включены между точкой 31 соединения конденсаторов и точками 18, 20, 22 соединения диодов 11, 13, 15 с ключами 6, 8, 10. Схема дополнительно снабжена тепловым двигателем 32, кинематически соединенным с реактивным индукторным двигателем 30.The figure 1 shows a diagram of an electric power transmission. The circuit contains a circuit of two series-connected capacitors 1, 2 connected to the positive 3 and negative 4 terminals of the power supply, three bridge circuits, each of which contains two controlled keys and two diodes (the first circuit is keys 5, 6, diodes 11, 12 , the second circuit is the keys 7, 8, diodes 13, 14, the third circuit is the keys 9, 10, diodes 15, 16), the keys 5, 7, 9 are connected to terminal 3 of the power source by one terminal, and the second to the cathodes of the diodes 12, 14, 16, the anodes of which are connected to the terminal 4 of the power source, the keys 6, 8, 10 are connected with the terminal 4 to the source terminal 4 and the power supply, by the second terminals, to the anodes of the diodes 11, 13, 15, the cathodes of which are connected to the clamp 3 of the power supply, two reactive induction motors 26, 30. Phase windings 27, 28, 29 of the reactive induction motor 30 are connected between the connection point 31 of the capacitors and points 17, 19, 21 of the connection of the diodes 12, 14, 16 with the keys 5, 7, 9, and the phase windings 23, 24, 25 of the jet induction motor 26 are connected between the connection point 31 of the capacitors and the connection points 18, 20, 22 of the diodes 11, 13, 15 with keys 6, 8, 10. The circuit is additionally equipped with a heat engine 32, kinematic cally reactive inductor connected to the engine 30.

Как вариант схема дополнительно снабжена реактивным индукторным двигателем 33, каждая фазная обмотка 34, 35, 36 которого одним выводом подключена к аноду диода 37, 38, 39 и управляемому ключу 40, 41, 42, а другим - к точке 31 соединения конденсаторов, при этом катоды диодов 37, 38, 39 соединены с положительным зажимом источника питания 3, а вторые выводы управляемых ключей - с отрицательным зажимом источника питания 4.Alternatively, the circuit is additionally equipped with a jet induction motor 33, each phase winding 34, 35, 36 of which is connected with one output to the anode of the diode 37, 38, 39 and a controlled key 40, 41, 42, and the other to the point 31 of the connection of the capacitors, while the cathodes of the diodes 37, 38, 39 are connected to the positive terminal of the power source 3, and the second terminals of the controlled keys are connected to the negative terminal of the power source 4.

Предлагаемая схема электрической передачи мощности работает следующим образом: от маломощного источника питания (например, аккумуляторной батареи), подключенного к зажимам источника питания 3, 4 предварительно производится заряд конденсаторов 1, 2. При вращении вала теплового двигателя 32, кинематически соединенного с реактивным индукторным двигателем 30, работающим в генераторном режиме, производится замыкание одного из управляемых ключей 5, 7 или 9, фазные обмотки 27, 28 или 29 реактивного индукторного двигателя 30 подключаются к конденсатору 2 и потребляют от него энергию, необходимую для возбуждения реактивного индукторного двигателя 30, а при размыкании ключей 5, 7 или 9 в фазных обмотках реактивного индукторного двигателя 30 генерируется электрическая мощность, которая передается через диоды 12, 14, 16 в конденсатор 1, а при замыкании ключей 6, 8, 10 фазные обмотки 23, 24, 25 реактивного индукторного двигателя 26, подключаются к конденсатору 1 и потребляют от него электрическую мощность, преобразуя ее в механическую мощность. При размыкании ключей 6, 8, 10 энергия, запасенная в фазных обмотках реактивного индукторного двигателя 26, передается в конденсатор 2 через диоды 11, 13, 15 и в следующем цикле работы схемы снова используется для возбуждения реактивного индукторного двигателя 30. Таким образом, механическая мощность от вала реактивного индукторного двигателя 30, приводимого во вращение тепловым двигателем 32, передается по электрическим цепям на вал реактивного индукторного двигателя 26.The proposed electric power transmission scheme works as follows: from a low-power power source (for example, a battery) connected to the terminals of the power source 3, 4, the capacitors 1, 2 are preliminarily charged. When the shaft of the heat engine 32 is kinematically connected to the reactive induction motor 30 operating in the generator mode, one of the controlled keys 5, 7 or 9 is closed, the phase windings 27, 28 or 29 of the jet induction motor 30 are connected to the capacitor 2 and consume from it the energy necessary to excite the jet induction motor 30, and when the keys 5, 7 or 9 are opened in the phase windings of the jet induction motor 30, electric power is generated, which is transmitted through diodes 12, 14, 16 to the capacitor 1, and when closing the keys 6, 8, 10, the phase windings 23, 24, 25 of the jet induction motor 26 are connected to the capacitor 1 and consume electric power from it, converting it into mechanical power. When the keys 6, 8, 10 are opened, the energy stored in the phase windings of the jet induction motor 26 is transferred to the capacitor 2 through diodes 11, 13, 15 and in the next cycle of operation of the circuit is again used to excite the jet induction motor 30. Thus, mechanical power from the shaft of the jet induction motor 30, driven into rotation by the heat engine 32, is transmitted through electric circuits to the shaft of the jet induction motor 26.

В случае введения в схему дополнительных реактивные индукторных двигателей с соответствующими силовыми цепями (как показано на фиг.1 реактивный индукторный двигатель 33, диоды 37, 38, 39, управляемые ключи 40, 41, 42), то работа схемы происходит аналогично: реактивный индукторный двигатель 30, функционирующий в генераторном режиме работы, генерирует электрическую мощность, передавая ее на конденсатор 1, а реактивные индукторные двигатели 33 и 26 потребляют от конденсатора 1 электрическую мощность, преобразуя ее в механическую мощность, при этом часть мощности передается в конденсатор 2 и используется для возбуждения реактивного индукторного двигателя 30, функционирующего в генераторном режиме работы. Причем суммарная мощность реактивных индукторных двигателей 26 и 33, участвующих в электрической передаче мощности, не должна превышать мощности реактивного индукторного двигателя 30, функционирующего в генераторном режиме работы.In the case of introducing additional reactive induction motors into the circuit with the corresponding power circuits (as shown in Fig. 1, the reactive induction motor 33, diodes 37, 38, 39, controlled keys 40, 41, 42), the operation of the circuit occurs similarly: reactive induction motor 30, operating in the generator operating mode, generates electric power by transmitting it to the capacitor 1, and the jet induction motors 33 and 26 consume electric power from the capacitor 1, converting it into mechanical power, while part power is transmitted to the capacitor 2 and is used to excite a jet induction motor 30 operating in a generator operation mode. Moreover, the total power of the jet induction motors 26 and 33 involved in the electric power transmission should not exceed the power of the jet induction motor 30 operating in the generator operation mode.

Положительный эффект от использования предлагаемого технического решения проявляется в возможности осуществить электрическую передачу мощности от реактивного индукторного двигателя, приводимого во вращение тепловым двигателем и функционирующего в генераторном режиме работы, к такому количеству реактивных индукторных двигателей, суммарная мощность которых не превышает мощности, генерируемой реактивным индукторным двигателем, функционирующим в генераторном режиме работы.The positive effect of the use of the proposed technical solution is manifested in the ability to carry out electric power transmission from a jet induction motor driven by a heat engine and operating in a generator operation mode to such a number of jet induction motors whose total power does not exceed the power generated by the jet induction motor, functioning in a generator operating mode.

Claims

1. An electric power transmission circuit comprising a circuit of two series-connected capacitors connected to a positive and negative terminal of a power source, bridge circuits, each of which has two diodes and two controlled keys, one of which is connected to a positive terminal of the power source and the cathode the first diode, the anode of which is connected to the negative terminal of the power source, and the second key is connected to the negative terminal of the power source and the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the positive with a power source clamp, two multiphase jet induction motors, the phase windings of the first jet induction motor being connected between the capacitor connection point and the connection points of the second diodes with the keys, and the phase windings of the second jet induction motor connecting between the capacitor connection point and the connection points of the first diodes with the keys characterized in that it is additionally equipped with a heat engine kinematically connected to the first multiphase reactive inductor d igatelem operating in generator mode.

2. An electric power transfer circuit comprising a circuit of two series-connected capacitors connected to a positive and negative terminal of a power source, bridge circuits, each of which has two diodes and two controlled keys, one of which is connected to a positive terminal of the power source and the cathode the first diode, the anode of which is connected to the negative terminal of the power source, and the second key is connected to the negative terminal of the power source and the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the positive with a power source clamp, two multiphase jet induction motors, the phase windings of the first jet induction motor being connected between the capacitor connection point and the connection points of the second diodes with the keys, and the phase windings of the second jet induction motor connecting between the capacitor connection point and the connection points of the first diodes with the keys characterized in that it is additionally equipped with a heat engine kinematically connected to the first multiphase reactive inductor d a generator operating in the generator operating mode, and it is additionally equipped with so many jet induction motors whose total power does not exceed the power generated by the second jet induction motor operating in the generator operating mode, with each phase winding of the jet induction motors being connected to the anode by one output diode and controlled key, the other to the point of connection of the capacitors, the cathodes of the diodes are connected to the positive terminal of the power source, and the second e leads of controlled keys are connected to the negative terminal of the power source.