RU2247039C2 - Electric power transmission of traction vehicle - Google Patents
Electric power transmission of traction vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247039C2 RU2247039C2 RU2003111943/11A RU2003111943A RU2247039C2 RU 2247039 C2 RU2247039 C2 RU 2247039C2 RU 2003111943/11 A RU2003111943/11 A RU 2003111943/11A RU 2003111943 A RU2003111943 A RU 2003111943A RU 2247039 C2 RU2247039 C2 RU 2247039C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- traction
- power transmission
- electric
- electric power
- windings
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к электрооборудованию тягового транспортного электроподвижного состава, т.е. таких транспортных средств, как тепловозы, дизель-поезда, автомобили и т.д., у которых передачи мощности с вала теплового двигателя (ТД) к осям движущих колес выполнены на переменном токе с непосредственным подключением асинхронных тяговых двигателей (АТД) к тяговому синхронному генератору без промежуточных преобразователей и устройств. Известны электрические передачи мощности переменного тока, не содержащие промежуточных преобразователей между тяговым синхронным генератором и асинхронными тяговыми двигателями, скорость которых изменяется ступенями при изменении числа пар полюсов 2р электрических машин [1, 2]. Эти электрические передачи мощности переменного тока имеют сложную многоприводную систему, что усложняет передачу, снижает ее надежность и ухудшает тяговые свойства тягового транспортного средства. Известна также электрическая передача мощности переменного тока, содержащая тяговый синхронный генератор с несколькими m-фазными обмотками статора, приводимый во вращение тепловым двигателем, и асинхронные тяговые двигатели, подключенные к тяговому синхронному генератору [3]. Скорость вращения валов асинхронных тяговых двигателей ωАТД изменяется путем изменения скорости вращения вала теплового двигателя ωТД и изменения числа пар полюсов тягового синхронного генератора. Известна электрическая передача мощности, содержащая тяговый синхронный генератор с несколькими m-фазными обмотками статора, приводимый во вращение от теплового двигателя, а асинхронные тяговые двигатели, подключенные к тяговому синхронному генератору, у которого соседние обмотки статора взаимно смещены по окружности его расточки [4].The alleged invention relates to electrical equipment of a traction transport electric rolling stock, i.e. vehicles such as diesel locomotives, diesel trains, cars, etc., in which power transfers from the shaft of a heat engine (TD) to the axes of the driving wheels are made with alternating current with direct connection of asynchronous traction motors (ATD) to a synchronous traction generator without intermediate converters and devices. Known electrical power transmission of alternating current, not containing intermediate converters between a synchronous traction generator and asynchronous traction motors, the speed of which changes in steps with a change in the number of pole pairs 2p of electrical machines [1, 2]. These AC electric power transmissions have a complex multi-drive system, which complicates the transmission, reduces its reliability and degrades the traction properties of the traction vehicle. Electric AC power transmission is also known, comprising a synchronous traction generator with several m-phase stator windings driven by a heat engine and asynchronous traction motors connected to a synchronous traction generator [3]. The rotation speed of the shafts of induction traction motors ω ATD is changed by changing the rotation speed of the shaft of the heat engine ω TD and changing the number of pairs of poles of the synchronous traction generator. Known electrical power transmission, containing a synchronous traction generator with several m-phase stator windings, driven by a heat engine, and asynchronous traction motors connected to a synchronous traction generator, whose adjacent stator windings are mutually offset around the circumference of its bore [4].
Недостатком указанных электрических передач мощности является то, что скоростной диапазон не может быть широким, т.к. число переключений полюсов не превосходит 1-2 из-за чрезмерного возрастания веса коммутационной аппаратуры и самих электрических машин. Переключение полюсов электрических машин связано с коммутацией силовой цепи статора тягового синхронного генератора, передающей мощность Р от тягового синхронного генератора к асинхронным тяговым двигателям, что приводит к исчезновению или значительному уменьшению силы тяги тягового транспортного средства в процессе переключения, к броскам тока и вращающего момента в начале и конце такого переключения и к ухудшению тяговых свойств тягового транспортного средства, снижению надежности и экономичности электрической передачи мощности.The disadvantage of these electric power transmissions is that the speed range cannot be wide, because the number of pole switching does not exceed 1-2 due to the excessive increase in the weight of the switching equipment and the electrical machines themselves. The switching of the poles of electric machines is connected with the switching of the power circuit of the stator of the traction synchronous generator, transmitting power P from the traction synchronous generator to asynchronous traction motors, which leads to the disappearance or significant decrease in the traction force of the traction vehicle during the switching process, to current surges and torque at the beginning and the end of such a switch and to the deterioration of the traction properties of the traction vehicle, reduce the reliability and efficiency of electric power transmission .
На фиг.1 представлена принципиальная схема электрической передачи мощности тягового транспортного средства.Figure 1 presents a schematic diagram of the electric power transmission of a traction vehicle.
На фиг.2 показаны механические характеристики тяговых электродвигателей при разных токах возбуждения регулирующей машины постоянного тока.Figure 2 shows the mechanical characteristics of the traction electric motors at different excitation currents of the regulating DC machine.
На фиг.3 - схема передачи с двумя регулирующими машинами постоянного тока.Figure 3 is a transmission diagram with two DC control machines.
На фиг.4 - схема передачи с последовательным соединением обмоток роторов тяговых электродвигателей с одной регулирующей машиной постоянного тока.Figure 4 - transmission diagram with a serial connection of the windings of the rotors of the traction electric motors with one regulating DC machine.
На фиг.5 - схема передачи мощности с последовательным соединением обмоток роторов с двумя регулирующими машинами постоянного тока.Figure 5 - diagram of the power transmission with a serial connection of the windings of the rotors with two regulating DC machines.
Предлагаемая электрическая передача мощности тягового транспортного средства содержит следующие элементы (см. принципиальную блок-схему электрической передачи мощности на фиг.1): тяговый синхронный генератор 1, обмотка возбуждения которого подключена к блоку возбуждения 2, вал его соединен с валом теплового двигателя 3 и с валом регулирующей машины постоянного тока 4, обмотка возбуждения которой подключена ко второму блоку возбуждения 5. Статорная обмотка тягового синхронного генератора подключена к статорным обмоткам асинхронных тяговых электродвигателей 6 с фазными роторами. Роторные обмотки асинхронных тяговых электродвигателей соединены с индивидуальными выпрямительными мостами 7 и 8. Со стороны выпрямленного напряжения мосты включены параллельно и соединены с обмоткой якоря регулирующей машины постоянного тока. Валы асинхронных тяговых электродвигателей соединены с осями движущих колес 9. Электрическая передача мощности содержит также блок управления 10, подключенный к тепловому двигателю и блокам возбуждения 2 и 5.The proposed electric power transmission of a traction vehicle contains the following elements (see the basic block diagram of electric power transmission in Fig. 1): a
Электрическая передача мощности работает следующим образом.Electric power transmission works as follows.
Регулирование частоты вращения валов асинхронных тяговых электродвигателей производится изменением тока возбуждения регулирующей машины постоянного тока, ЭДС которой изменяется только в зависимости от ее тока возбуждения, так как вал регулирующей машины постоянного тока вращается с постоянной частотой, определяемой частотой вращения валов теплового двигателя и тягового синхронного генератора.The frequency of rotation of the shafts of asynchronous traction electric motors is controlled by changing the excitation current of the regulating DC machine, the EMF of which changes only depending on its excitation current, since the shaft of the regulating DC machine rotates at a constant frequency, determined by the speed of the shafts of the heat engine and the synchronous traction generator.
Пуск (разгон) тягового транспортного средства осуществляется следующим образом. Вначале включаются тепловой двигатель и тяговый синхронный генератор и при постоянной частоте вращения их валов напряжение регулирующей машины постоянного тока повышается до значения, соответствующего напряжению на выход индивидуальных выпрямительных мостов 7 и 8 при подаче напряжения от тягового синхронного генератора на статорные обмотки асинхронных тяговых электродвигателей и при неподвижных их роторах. После чего включается цепь выпрямителей 7 и 8 и постепенным уменьшением тока возбуждения регулирующей машины постоянного тока происходит разгон тягового транспортного средства, так как при уменьшении тока возбуждения регулирующей машины постоянного тока уменьшается ее ЭДС и увеличиваются ток в роторных обмотках и вращающие моменты асинхронных тяговых электродвигателей (см. статические механические характеристики асинхронных тяговых электродвигателей на фиг.2 при разных токах (линии 1-4) возбуждения регулирующей машины постоянного тока; линия 5 - естественная характеристика при замкнутых накоротко обмотках ротора. В такой электрической передаче мощности диапазон регулирования частоты вращения валов асинхронных тяговых электродвигателей составляет примерно 5:1.Start (acceleration) of the traction vehicle is as follows. First, the heat engine and the synchronous traction generator are turned on, and at a constant frequency of rotation of their shafts, the voltage of the DC regulating machine rises to a value corresponding to the voltage at the output of
С целью увеличения диапазона регулирования частоты вращения валов асинхронных тяговых электродвигателей до 10:1 и уменьшения установочной мощности и габаритных размеров регулирующей машины постоянного тока предлагается вместо одной регулирующей машины постоянного тока применять две машины 4 и 11, которые могут быть выполнены на частоту вращения большую, чем у одной машины, что особенно важно в электрических передачах мощности тяговых транспортных средств, содержащих высокооборотные дизельные или газотурбинные тепловые двигатели (см. принципиальную блок-схему электрической передачи мощности на фиг.3). Обмотки возбуждения этих машин с помощью блоков возбуждения 5 и 12 подключены к блоку управления электрической передачей мощности 10, а якорные обмотки электрических машин 4 и 11 при небольших частотах вращения валов асинхронных тяговых электродвигателей 6 (в первой половине диапазона изменения частоты вращения) соединяются последовательно посредством открытия тиристорного ключа 13 при закрытых тиристорных ключах 14 и 15. При больших частотах вращения валов асинхронных тяговых электродвигателей (во второй половине диапазона изменения частоты вращения) якорные обмотки электрических машин 4 и 11 соединяются параллельно посредством открытия ключей 14 и 15 и закрытия ключа 13.In order to increase the range of regulation of the shaft speed of asynchronous traction electric motors to 10: 1 and reduce the installation power and overall dimensions of the direct current control machine, it is proposed to use two
С целью обеспечения синхронизации частот вращения валов двух (или нескольких асинхронных тяговых электродвигателей в электрической передаче мощности обмотки их роторов соединяются последовательно, а параллельно им подключен выпрямитель 8, выход которого соединен с якорной обмоткой одной (или двух) регулирующей машины постоянного тока (см. принципиальные блок-схемы электрических передач мощности на фиг.4 и 5). Одновременное регулирование частоты вращения валов асинхронных тяговых электродвигателей осуществляется изменением тока возбуждения регулирующей машины постоянного тока 4 (или электрических машин 4 и 11) вниз от синхронной частоты вращения. Особенностью такого варианта электрической передачи мощности является возможность поддержания одинаковой частоты вращения валов асинхронных тяговых электродвигателей при разных моментах сопротивления на этих валах, что значительно повышает тяговые качества тягового транспортного средства.In order to ensure synchronization of the rotational speeds of the shafts of two (or several asynchronous traction motors in electric power transmission, the windings of their rotors are connected in series, and in parallel with them a
Источники информацииSources of information
1. Патент Великобритании 1064772, Кл. Н 2 А, 1964.1. UK patent 1064772, Cl. H 2 A, 1964.
2. Патент Великобритании 1067070, Кл. Н 2 А, 1974.2. UK patent 1067070, Cl. H 2 A, 1974.
3. Рудаков Б.В., Семенов Н.П., Сушков Б.А. Двухчастотный синхронный генератор и многоскоростной асинхронный двигатель для передвижных установок. - Энергетика, 1967, №5.3. Rudakov B.V., Semenov N.P., Sushkov B.A. Dual-frequency synchronous generator and multi-speed asynchronous motor for mobile installations. - Energy, 1967, No. 5.
4. А.с. 691320, МПК2 B 60 L 11/08, 1979, Б.И. №38.4. A.S. 691320, IPC 2 B 60
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111943/11A RU2247039C2 (en) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Electric power transmission of traction vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111943/11A RU2247039C2 (en) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Electric power transmission of traction vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003111943A RU2003111943A (en) | 2004-11-10 |
RU2247039C2 true RU2247039C2 (en) | 2005-02-27 |
Family
ID=35286509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003111943/11A RU2247039C2 (en) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Electric power transmission of traction vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2247039C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2684822C2 (en) * | 2014-07-14 | 2019-04-15 | Либхерр-Майнинг Иквипмент Кольмар Сас | Working machine, in particular, dump truck or truck |
RU2751372C1 (en) * | 2020-07-02 | 2021-07-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Traction electric drive |
-
2003
- 2003-04-24 RU RU2003111943/11A patent/RU2247039C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2684822C2 (en) * | 2014-07-14 | 2019-04-15 | Либхерр-Майнинг Иквипмент Кольмар Сас | Working machine, in particular, dump truck or truck |
RU2751372C1 (en) * | 2020-07-02 | 2021-07-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Traction electric drive |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7164219B2 (en) | Electromechanical converter | |
US9621090B2 (en) | Variable speed generator having multiple exciter windings and selectable, independently activatable pole configurations | |
US7227338B2 (en) | Fixed frequency electrical generation system with induction coupler and use thereof in an aircraft | |
JP5318310B2 (en) | Universal frequency generator | |
JPS5942551B2 (en) | Excitation device for synchronous rotating electrical machines | |
EP0237246A2 (en) | Starter generator system | |
JP2002051592A (en) | Synchronous generator having auxiliary power winding and variable frequency power source and its using method | |
AU2001247896A1 (en) | Universal frequency electrical generator | |
KR20010075297A (en) | A synchronous machine with rotating brushes | |
EP2879280A1 (en) | Electric machine | |
CN1848624B (en) | Electric generating motor double-purpose brushless synchro-electric machine | |
US7329960B1 (en) | System and method for propelling a large land-based vehicle using a dual function brushless dynamoelectric machine | |
RU2247039C2 (en) | Electric power transmission of traction vehicle | |
EP1154551A2 (en) | Dynamoelectric gear | |
RU2225301C2 (en) | Traction vehicle ac power transmission | |
RU2252150C2 (en) | Traction vehicle ac power transmission | |
RU2207701C1 (en) | Electric power transmission device of traction vehicle | |
US1098345A (en) | Generation of polyphase alternating electric currents of varying frequencies. | |
JP2000004504A (en) | Control method of electric torque converter | |
JP2919492B2 (en) | Multiple stator induction motor | |
RU2139798C1 (en) | Traction electric drive of self-contained vehicle | |
US2620461A (en) | Starting arrangement for dynamoelectric machines | |
SU98341A1 (en) | Installation for alternating-frequency powering of multi-phase asynchronous motors | |
RU2142192C1 (en) | Repulsion motor | |
SU1124405A1 (en) | Electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060425 |