RU181759U1 - Индукторный привод вспомогательных машин тягового подвижного состава - Google Patents

Индукторный привод вспомогательных машин тягового подвижного состава Download PDF

Info

Publication number
RU181759U1
RU181759U1 RU2017133459U RU2017133459U RU181759U1 RU 181759 U1 RU181759 U1 RU 181759U1 RU 2017133459 U RU2017133459 U RU 2017133459U RU 2017133459 U RU2017133459 U RU 2017133459U RU 181759 U1 RU181759 U1 RU 181759U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
motor
control unit
coils
Prior art date
Application number
RU2017133459U
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Владиславович Пичугин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ПромЭлКом"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ПромЭлКом" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ПромЭлКом"
Priority to RU2017133459U priority Critical patent/RU181759U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU181759U1 publication Critical patent/RU181759U1/ru

Links

Images

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
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08Reluctance motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • 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
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

Техническое решение относится к области управляемого электропривода. Электропривод выполнен в виде индукторного двигателя, который содержит статор, ротор и корпусную часть. Корпусная часть содержит область для вывода электрических контактов индукторного двигателя, к которым подключен блок управления, при этом на валу индукторного двигателя установлен диск положения ротора, а на корпусной части индукторного электродвигателя закреплена плата датчика положения ротора (ДПР) с датчиками положения ротора для передачи сигналов о положении зубцов ротора относительно зубцов статора в блок управления. Статор и ротор электродвигателя набраны из листовой электротехнической стали, а количество полюсов соответствует числу катушек в статоре. На полюсах статора установлены катушки, объединенные в несколько фаз. Фазные катушки статора изолированы между собой, при этом ротор выполнен безобмоточным. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении устойчивой безаварийной работы вентилятора обдува и компрессора при нестабильном питающем напряжении. 3 ил.

Description

Область техники
Предлагаемая полезная модель относится к вспомогательному приводу, в частности, к электроприводу вспомогательных машин тягового подвижного состава (вентиляторы обдува тяговых электродвигателей и силового оборудования; компрессоров) путей общего пользования и предприятий открытых горных разработок.
Уровень техники
Из уровня техники известны конструкции вспомогательных приводов (см., например, RU 66129, 27.08.2007).
Известная конструкция электроприводов обладает рядом существенных недостатков, а именно, отсутствует возможность поддержания устойчивой безаварийной работы привода с частыми пусками и остановками двигателя при нестабильном напряжении в контактных сетях.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении устойчивой безаварийной работы вспомогательных машин локомотивов (вентиляторов обдува и компрессоров), при нестабильном питающем напряжении.
Эта задача решается путем создания индукторного привода вспомогательных машин (вентилятора обдува тяговых электродвигателей и силового оборудования; компрессоров) локомотивов, содержащего индукторный электродвигатель, включающий статор с фазными катушками, зубчатый ротор с валом, один (или оба) конца которого выполнены с возможностью подключения к ним механической нагрузки, корпусную часть, а также электропроводку электродвигателя для формирования импульса тока в фазных катушках. Корпусная часть содержит область для вывода электрических контактов от катушек электродвигателя, электрические контакты выполнены с возможностью подключения к ним блока управления электродвигателем, при этом на валу зубчатого ротора установлен вентилятор обдува индукторного двигателя и диск положения ротора, а на корпусной части индукторного электродвигателя закреплены датчики положения диска ротора, выполненные с возможностью формирования электрического сигнала об угловом положении зубцов ротора относительно катушек статора для последующей передачи указанного сигнала в блок управления. Статор и ротор набраны из листовой электротехнической стали, при этом фазные катушки статора изолированы между собой и установлены на явно выраженных зубцах, кроме того, фазные катушки статора образуют три независимые фазы, а ротор выполнен безобмоточным.
Таким образом, заявляемое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет обеспечить устойчивую, безаварийную работу привода вспомогательных машин (вентилятора обдува, компрессора) при нестабильном напряжении питающей сети.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема соединения обмоток электродвигателя.
На фиг. 2 представлен общий вид статора индукторного электродвигателя.
На фиг. 3 представлен общий вид ротора индукторного электродвигателя.
Осуществление полезной модели
Электропривод выполнен в виде индукторного двигателя, который (как показано на фиг. 2 и 3) содержит статор 2, зубчатый ротор 4 и корпусную часть 1. Причем корпусная часть содержит область для вывода электрических контактов индукторного двигателя, к которым подключен блок управления (на чертеже не показан). На валу 5 индукторного двигателя установлен диск 6 положения ротора, а на корпусной части 1 индукторного электродвигателя закреплена плата датчика положения ротора (ДПР). Датчики положения ротора передают сигналы о положении зубцов ротора относительно зубцов статора в программируемый контроллер по экранированному кабелю.
Статор 2 набран из шихтованных листов электротехнической стали и размещен в корпусе двигателя. Катушки 3 статора установлены на явно выраженных зубцах. Такое расположение катушек исключает возможность между фазового замыкания и повышает вероятность безаварийной работы вспомогательных машин локомотивов (вентиляторов обдува и компрессоров), при нестабильном питающем напряжении. Кроме того, при ремонте электродвигателя это позволяет демонтировать отдельно взятую катушку для ремонта или замены.
Ротор набран из шихтованных листов электротехнической стали. На роторе отсутствует обмотка, а, следовательно, повышается вероятность безаварийной работы вспомогательных машин локомотивов (также снижаются потери на нагрев). Конструкция ротора без обмоток также позволяет повысить КПД двигателя.
Данное техническое решение обеспечение бесперебойной, безаварийной и без снижения производительности работы вспомогательных машин локомотивов при нестабильном питающем напряжении (резкие всплески и большие провалы напряжения) достигается путем применения индукторного привода, конструкция которого позволяет осуществлять управление режимами работы.
Диск положения ротора и плата ДПР с датчиками положения ротора формируют сигналы положения ротора и передают их в блок управления. На основании полученных сигналов обеспечивается возможность регулирования работы электропривода в заданных параметрах при нестабильном напряжении сети.
Индукторный электродвигатель также содержит подшипниковые щиты. Активное железо статора и ротора, набраны из шихтованных изолированных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. В пазы активного железа статора уложены катушки, которые образуют три независимые фазы, начала и концы фаз выведены в клеммную коробку.
Работа электропривода осуществляется следующим образом:
На валу индукторного двигателя установлен диск положения ротора. На щите двигателя расположены датчики положения ротора. Полученные данные о положении зубцов ротора относительно зубцов статора поступают в электронный блок управления. После вычисления наиболее выгодного расположения зубцов ротора и статора, блок управления формирует импульс тока в нужную фазу. Изменением частоты и величины импульса формируется вращающий момент на валу двигателя и частота его вращения. Вращающий момент двигателя формируется как реактивная составляющая магнитного момента. Коммутация силовых элементов блока управления осуществляется программно, входящим в состав блока управления программируемым контроллером. Программный способ управления индукторным двигателем позволяет без его переделки формировать необходимую электромеханическую характеристику под конкретную задачу.
Выбором чисел полюсов статора и ротора может быть обеспечен высокий вращающий момент при более высоких значениях КПД.
Электронный блок управления позволяет эффективно регулировать любые параметры двигателя (вращающий момент, частоту вращения, пусковые режимы), а также внешние параметры систем в которых двигатель является элементом системы. Данный принцип управления заложен в основу управления приводом вентилятора обдува и компрессора.
Электродвигатель конструктивно имеет три звена катушек постоянного тока (фиг. 1), в каждом звене последовательно соединены 6 катушек. Двигатель имеет шесть выводов в клеммник для подключения шести кабелей от блока управления U1-U2, V1-V2 и W1-W2.
Сигнал от датчика положения ротора к блоку управления индукторного привода проходит по экранированным проводам.
Подача силовых импульсов на катушки статора двигателя осуществляется в соответствии с сигналами от датчика положения ротора и в функции вторичного тока штатного трансформатора тока 2000/5 А.
Конструкция индукторного двигателя более проста, чем традиционных асинхронных двигателей переменного тока - фазные катушки статора изолированы между собой (имеют видимый просвет), что исключает проблему межфазных замыканий, характерную для асинхронных двигателей.
Как показано на фиг. 3, ротор не имеет обмоток и беличьего колеса, это создает облегченные температурные условия работы подшипников, обусловленные малыми потерями электроэнергии на нагрев ротора, и увеличивает КПД привода.
Данная конструкция позволяет обеспечить работоспособность электропривода при нестабильной питающей сети.
В качестве блока управления используется блок, в состав которого входит программируемый контроллер, который осуществляет в автоматическом режиме контроль поддержания производительности привода (например, вентилятор обдува оборудования и компрессора). Контроллер управляет силовыми полупроводниковыми элементами.
Привод вентилятора, оснащенный индукторным электродвигателем и блоком управления, характеризуется длительной и безотказной работой в динамических режимах с частыми пусками и остановками, а также колебаниями напряжения в контактных сетях. При этом пуск механизма осуществляется плавно при отсутствии повышенных «пусковых» токов. В целом индукторный двигатель с электронным блоком управления представляет собой высокоэффективный электропривод.
При введении обратной связи (по контролю температуры охлаждаемого оборудования) индукторный привод за счет автоматизации процесса (исключается человеческий фактор в регулирование параметров работы вспомогательного оборудования), регулировки оборотов индукторного двигателя привода вентилятора, значительно снижает потребление электроэнергии, не влияя на уменьшение срока службы тяговых двигателей, сглаживающих реакторов и выпрямительных установок. Так же повышает возможность контроля производительности работы вспомогательных приводов при нестабильном напряжении питающей сети.
При возникновении электрической неисправности в одной из обмоток, блок управления индукторного привода позволяет программно исключить из работы один из неисправных каналов и закончить производственный процесс, с некоторой потерей мощности, до вывода привода в ремонт.
В конструкцию двигателя заложены необслуживаемые подшипники, позволяющие двигателю безаварийно отработать межремонтный цикл.
При использовании индукторного привода в качестве привода компрессоров, он позволяет регулировать производительность компрессоров в зависимости от расхода сжатого воздуха (средняя - при минимальном расходе воздуха (пополнение утечек, работа пневматических аппаратов локомотива, автотормозов поезда и т.д.) и максимальная производительность - когда требуется быстрое пополнение главных резервуаров сжатым воздухом (разгрузка думпкаров, откачивание питающей магистрали хоппер-дозаторного поезда и др.).
В блоке управления двигателем предусмотрена обратная связь от трансформатора тока. На БУ подается однофазное напряжение 400 В (+/-25%).
Режим 1. Система управления (в течение не более 20 сек) плавно запускает двигатель с выводом его на номинальные обороты. Если, по истечении 1-ой минуты, вторичный ток штатного токового трансформатора отсутствует, обороты двигателя снижаются до 1000 об/мин. и двигатель продолжает работать в течении 3 минут. Если в течение этого времени (3-х мин.) вторичный ток появился - переход на режим, если нет остановка двигателя. Данный режим работает только при первой подаче напряжения на БУ.
Режим 2. При появлении вторичного тока режим 1 - отключается. При значении вторичного тока более 0,8 А, система (в течение не более 20 сек) плавно запускает двигатель, выводя его на номинальные обороты. Далее (не более 40 с) происходит продувка оборудования, общее время работы не менее 60 с
Режим 3. По истечении времени (см. режим 2), обороты двигателя изменяются согласно изменению вторичного тока.
Режим 4. При длительном (более 3 минут) вторичном токе от 2 А и выше, а затем последующем снижении менее 1 А, двигатель выводится на номинальные обороты для продувки оборудования. Режим продувки длится 5 минут не зависимо от изменяющегося вторичного тока. После продувки оборудования при отсутствии вторичного тока, остановка двигателя, при наличии вторичного тока работа согласно таблице.
Режим 5. При снижении вторичного тока менее 0,8 А, двигатель выводится на номинальные обороты. В этом режиме продолжительность работы 120 с, далее полная остановка двигателя.
Режим 6. В случае увеличения вторичного тока до 5 А, двигатель выводится на максимальные обороты.

Claims (1)

  1. Индукторный привод вспомогательных машин тягового подвижного состава, представляющий собой индукторный электродвигатель, содержащий статор, включающий фазные катушки, зубчатый ротор с валом, конец которого выполнен с возможностью подключения к ним механической нагрузки, корпусную часть, а также электропроводку электродвигателя для формирования импульса тока в фазных катушках, отличающийся тем, что корпусная часть содержит область для вывода электрических контактов от электропроводки электродвигателя, причем электрические контакты выполнены с возможностью подключения к ним блока управления электродвигателем, при этом на валу зубчатого ротора установлен собственный вентилятор обдува индукторного электродвигателя и диск положения ротора, а на корпусной части индукторного электродвигателя закреплены датчики положения диска ротора, выполненные с возможностью формирования электрического сигнала об угловом положении зубцов ротора относительно катушек статора для последующей передачи указанного сигнала в блок управления, статор и ротор набраны из листовой электротехнической стали, при этом фазные катушки статора изолированы между собой и установлены на явно выраженных зубцах, кроме того, фазные катушки статора образуют три независимые фазы, а ротор выполнен безобмоточным.
RU2017133459U 2017-09-26 2017-09-26 Индукторный привод вспомогательных машин тягового подвижного состава RU181759U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133459U RU181759U1 (ru) 2017-09-26 2017-09-26 Индукторный привод вспомогательных машин тягового подвижного состава

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133459U RU181759U1 (ru) 2017-09-26 2017-09-26 Индукторный привод вспомогательных машин тягового подвижного состава

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU181759U1 true RU181759U1 (ru) 2018-07-26

Family

ID=62982055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017133459U RU181759U1 (ru) 2017-09-26 2017-09-26 Индукторный привод вспомогательных машин тягового подвижного состава

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU181759U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720229C1 (ru) * 2019-04-04 2020-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "ПромЭлКом" (ООО "ПромЭлКом") Тяговый электропривод для маневровых тепловозов

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5894211A (en) * 1996-11-15 1999-04-13 Switched Reluctance Drives Limited Electric machine
RU2153218C1 (ru) * 1999-01-06 2000-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Эметрон" Трехфазный реактивный индукторный двигатель с малыми пульсациями момента
RU15156U1 (ru) * 2000-03-13 2000-09-20 ООО "Новочеркасский магнит" Индукторный электродвигатель
WO2001015310A1 (en) * 1999-08-17 2001-03-01 Black & Decker Electrical machines
RU89785U1 (ru) * 2009-08-07 2009-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центртехкомплект" Вентильно-индукторный двигатель с принудительным воздушным охлаждением
US20120169267A1 (en) * 2010-11-19 2012-07-05 Denso Corporation Full-pitch windings switched reluctance motor
RU132273U1 (ru) * 2013-03-05 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью Электротехнический завод "ГЭКСАР" Реверсивный вентильно-индукторный электропривод

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5894211A (en) * 1996-11-15 1999-04-13 Switched Reluctance Drives Limited Electric machine
RU2153218C1 (ru) * 1999-01-06 2000-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Эметрон" Трехфазный реактивный индукторный двигатель с малыми пульсациями момента
WO2001015310A1 (en) * 1999-08-17 2001-03-01 Black & Decker Electrical machines
RU15156U1 (ru) * 2000-03-13 2000-09-20 ООО "Новочеркасский магнит" Индукторный электродвигатель
RU89785U1 (ru) * 2009-08-07 2009-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центртехкомплект" Вентильно-индукторный двигатель с принудительным воздушным охлаждением
US20120169267A1 (en) * 2010-11-19 2012-07-05 Denso Corporation Full-pitch windings switched reluctance motor
RU132273U1 (ru) * 2013-03-05 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью Электротехнический завод "ГЭКСАР" Реверсивный вентильно-индукторный электропривод

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720229C1 (ru) * 2019-04-04 2020-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "ПромЭлКом" (ООО "ПромЭлКом") Тяговый электропривод для маневровых тепловозов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6954004B2 (en) Doubly fed induction machine
US6984897B2 (en) Electro-mechanical energy conversion system having a permanent magnet machine with stator, resonant transfer link and energy converter controls
US8303256B2 (en) Blade pitch driving apparatus for wind driven generator
CN102804591B (zh) 用于涡轮机组的盘车工作的方法和装置
JP2009185816A (ja) ガスパイプラインおよび貯蔵圧縮用途向けの多極モータ付き高周波電動装置
CN101951074B (zh) 轴带变速恒压无刷发电机
US6924991B2 (en) Energy transfer multiplexer
CN102237843A (zh) 高压绕线异步电机转子高性能变频调速方法
WO2009135024A2 (en) Doubly fed axial flux induction generator
JP2012050181A (ja) 風力発電装置
RU181759U1 (ru) Индукторный привод вспомогательных машин тягового подвижного состава
CN202309428U (zh) 电动变频无刷同步发电机组
CN1848624A (zh) 发电电动双用途无刷同步电机
JPH01110075A (ja) 交流励磁同期機の揚水運転停止制御方法
US11936258B2 (en) Method for controlling outputs of electric motors
CN1305207C (zh) 双频变频无刷同步发电机
CN2607695Y (zh) 一种外转子双馈交流无刷异步电机
RU2580577C1 (ru) Способ управления компрессорной станцией с электроприводными газоперекачивающими агрегатами
US2011859A (en) Speed governor drive
CN113261195B (zh) 电力转换系统
CN102723739B (zh) 风力发电系统
JPH04121100A (ja) 可変速揚水発電設備の運転方法
CN202111657U (zh) 窑头排风机调速装置
RU2256821C1 (ru) Автономный газоперекачивающий энергетический комплекс магистрального газопровода
RU2688640C1 (ru) Компрессорная станция магистральных газопроводов с электроприводными газоперекачивающими агрегатами

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180628