RU2571846C1 - Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе - Google Patents
Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571846C1 RU2571846C1 RU2014120992/11A RU2014120992A RU2571846C1 RU 2571846 C1 RU2571846 C1 RU 2571846C1 RU 2014120992/11 A RU2014120992/11 A RU 2014120992/11A RU 2014120992 A RU2014120992 A RU 2014120992A RU 2571846 C1 RU2571846 C1 RU 2571846C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- asynchronous
- traction
- stator winding
- generator
- frequency converter
- 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
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Единая электрическая передача содержит первичный тепловой двигатель механически соединенный с валом асинхронного генератора переменного тока с фазным ротором. Вал тягового асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором соединен с движителем транспортного средства. Статорная обмотка тягового электродвигателя подключена к первому входу обратимого статического преобразователя частоты. Статорная обмотка асинхронного генератора через первый автоматический выключатель соединена со статорной обмоткой тягового электродвигателя. Синхронный генератор механически соединен с валом асинхронного генератора. Статорная обмотка синхронного генератора соединена с шинами главного распределительного щита. К шинам подключены потребители собственных нужд и через второй автоматический выключатель второй вход обратимого преобразователя, при этом к этому же входу через третий автоматический выключатель подключена обмотка асинхронного генератора. Технический результат заключается в реализации реверса тягового электропривода в долевых режимах его работы, а также в осуществлении питания вспомогательного оборудования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предложение относится к тяговому электрическому приводу автономного транспортного средства, построенному по системе генератор-двигатель на переменном токе, и может быть использовано в качестве устройства регулирования тяги, упора, мощности и скорости транспортного средства без применения промежуточных преобразователей и устройств переключения в силовом канале передачи мощности между тяговыми генератором и электродвигателем, а также для снабжения электроэнергией потребителей собственных нужд.
Известно устройство электрической передачи мощности переменного тока (МПК B60L 11/08, патент RU 2225301 C2, Заявка: 2002108683/11, 08.04.2002, Луков Н.М., Космодамианский А.С., Николаев Е.В. Электрическая передача мощности переменного тока тягового транспортного средства), содержащее тепловой первичный двигатель, асинхронный генератор с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, преобразователь частоты и синхронный возбудитель с регулятором напряжения. Технический результат такой конструкции обеспечивает работу электрической передачи тягового транспортного средства по системе генератор-двигатель на переменном токе. Недостатками известного устройства являются сложная система возбуждения асинхронного генератора переменного тока и использование непосредственного преобразователя частоты, имеющего большое число силовых модулей.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство электрической передачи мощности переменного тока (МПК B60L 11/08, B63H 23/24, патент RU 2509002 C2, Заявка: 2012112610/11, 30.03.2012, Лазаревский Н.А., Хомяк В.А., Самосейко В.Ф., Гельвер Ф.А., Гагаринов И.В. Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе), содержащее тепловой первичный двигатель, асинхронный генератор с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, обратимый статический преобразователь частоты. Известная система электрической передачи мощности тягового транспортного средства на переменном токе позволяет повысить энергетическую эффективность, надежность устройства и улучшить массогабаритные характеристики всей энергоустановки. Недостатками известного устройства являются невозможность осуществить реверс тягового электродвигателя без реверсирования первичного теплового двигателя или перемены двух фаз питающего напряжения тягового электродвигателя. К недостаткам известной электрической передачи мощности также можно отнести необходимость установки отдельной генераторной установки для потребителей собственных нужд и питания вспомогательного электрооборудования объекта.
Предлагаемая система электрической передачи мощности тягового транспортного средства на переменном токе помимо выполнения требований эксплуатационного характера позволяет реализовать реверс тягового электропривода в долевых режимах его работы, а также осуществить питание вспомогательного электрооборудования. К достоинствам предлагаемой энергосистемы также можно отнести повышение энергетической эффективности и живучести электрической передачи мощности тягового транспортного средства на переменном токе.
Описанные преимущества достигаются тем, что в схему электрической передачи мощности тягового транспортного средства на переменном токе добавлен синхронный генератор и новые связи, позволяющие реализовать питание потребителей собственных нужд и различные режимы питания тягового электропривода.
Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе, однолинейная схема которой представлена на фиг. 1, состоит из первичного теплового двигателя 1, механически соединенного с валом асинхронного генератора переменного тока с фазным ротором 2, тягового асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором 3, вал которого соединен с движителем транспортного средства 4. Статорная обмотка тягового асинхронного электродвигателя 3 подключена к первому входу обратимого статического преобразователя частоты 5. Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства снабжена тремя автоматическими выключателями 6, 7, 8, синхронным генератором 9, главным распределительным щитом 10 и потребителями собственных нужд 11. Статорная обмотка асинхронного генератора переменного тока 2 через первый автоматический выключатель 6 соединена со статорной обмоткой тягового асинхронного электродвигателя 4. Синхронный генератор 9 механически соединен с валом асинхронного генератора 2. Статорная обмотка синхронного генератора 9 соединена с шинами главного распределительного щита 10, к которым подключены потребители собственных нужд 11, и через второй автоматический выключатель 7 второй вход обратимого статического преобразователя частоты 5. К этому же входу обратимого статического преобразователя частоты 5 через третий автоматический выключатель 8 подключена роторная обмотка асинхронного генератора с фазным ротором 2.
Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства, однолинейная схема которой представлена на фиг. 2, может содержать управляемый выпрямитель напряжения 12, вход которого подключен к шинам главного распределительного щита 10, а выход подключен в цепь постоянного тока двухзвенного обратимого преобразователя частоты 5.
Предлагаемая единая электрическая передача может работать в двух режимах работы: режиме полного хода и режиме хода с небольшой скоростью либо швартовном режиме работы (режим работы с обеспечением частых реверсов). Более подробно рассмотрим каждый из режимов.
Режим полного хода характеризуется питанием тягового асинхронного электродвигателя 3 от асинхронного генератора 2 по системе генератор-двигатель, синхронный генератор 9 при этом обеспечивает питанием потребители собственных нужд 11. В данном режиме работы автоматические выключатели 6 и 8 замкнуты, а автоматический выключатель 7 разомкнут. Асинхронный генератор с фазным ротором 2 работает в синхронном режиме и возбуждается со стороны ротора посредством обратимого статического преобразователя частоты 5 переменным напряжением изменяемой частоты при постоянной частоте вращения первичного теплового двигателя 1. При изменении действующего значения и частоты напряжения, подводимого к ротору, будет происходить изменение действующего значения и частоты напряжения на статорной обмотке асинхронного генератора 2. Изменение частоты и уровня напряжения на статорной обмотке асинхронного генератора 2 будет приводить к изменению частоты и уровня питающего напряжения статорной обмотки тягового электродвигателя 3 и, как следствие, регулированию частоты вращения тягового гребного электродвигателя 3 и приводимого им во вращение движителя 4 (например, винта). При этом энергия роторной цепи асинхронного генератора 2 через обратимый статический преобразователь частоты 5 поступает для питания статорной обмотки тягового асинхронного электродвигателя 3. Обратимый статический преобразователь частоты 5 согласует напряжения роторной и статорной цепи асинхронного генератора 2. Связь частот вращения магнитных полей, создаваемых обмотками ротора и статора, и частоты вращения ротора асинхронного генератора 2 может быть записана согласно
где ωc - частота вращения поля (частота напряжения) обмотки статора, ωв - механическая частота вращения ротора, p - число пар полюсов электрической машины, ωp - частота вращения поля (частота напряжения) обмотки ротора.
Синхронный генератор 9, приводимый во вращение первичным тепловым двигателем 1 с постоянной частотой вращения, обеспечивает питание потребителей собственных нужд 11 стабилизированным напряжением. Для первоначального пуска всей энергетической установки и первоначального возбуждения главной генераторной установки, состоящей из первичного теплового двигателя 1 и асинхронного генератора 2, в схеме предусмотрен выпрямитель 12, осуществляющий питание звена постоянного тока обратимого статического преобразователя частоты 5. Возбуждение асинхронного генератора 2 будет происходить по цепи: синхронный генератор 9, главный распределительный щит 10, управляемый выпрямитель напряжения 12, обратимый статический преобразователь частоты 5, автоматический выключатель 8 и ротор асинхронного генератора 2.
В режиме полного хода мощность, пропускаемая через обратимый статический преобразователь частоты 5, как и в прототипе, зависит от глубины регулирования частоты напряжения обмотки статора относительно 
и характера нагрузки тягового электропривода.
Режим хода с небольшой скоростью либо швартовный режим работы характеризуется питанием тягового асинхронного электродвигателя 3 и потребителей собственных нужд 11 от синхронного генератора 9, при этом асинхронный генератор 2 не работает, а его ротор вращается как болванка. В данном режиме работы автоматические выключатели 6 и 8 разомкнуты, а автоматический выключатель 7 замкнут. Приводной двигатель 1 вращается с фиксированной частотой вращения, обеспечивая постоянное значение частоты напряжения на шинах главного распределительного щита 10 для питания потребителей собственных нужд 11. Тяговый асинхронный электродвигатель 3 получает питание по цепи: синхронный генератор 9, шины главного распределительного щита 10, автоматический выключатель 7, обратимый статический преобразователь частоты 5 и статорная обмотка тягового асинхронного электродвигателя 3. Регулирование частоты вращения и реверс тягового асинхронного электродвигателя 3 осуществляется посредством обратимого статического преобразователя частоты 5. Мощность на валу тягового асинхронного электродвигателя 3 в данном режиме ограничена мощностью обратимого статического преобразователя частоты 5 и синхронного генератора 9. Данный режим работы может быть использован для обеспечения частых реверсов либо для движения транспортного средства с небольшой скоростью.
Преимуществом данной энергетической установки является повышение энергетической эффективности и живучести электрической передачи. К достоинствам предлагаемой электроэнергетической системы также можно отнести обеспечение питания потребителей собственных нужд и возможность осуществления реверса тягового электродвигателя.
Таким образом, предлагаемая единая электрическая передача мощности позволяет повысить эффективность и надежность работы электрической передачи мощности транспортного средства.
Claims (2)
1. Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе, содержащая первичный тепловой двигатель механически соединенный с валом асинхронного генератора переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, вал которого соединен с движителем транспортного средства, статорная обмотка тягового асинхронного электродвигателя подключена к первому входу обратимого статического преобразователя частоты, отличающаяся тем, что единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства снабжена тремя автоматическими выключателями, синхронным генератором, главным распределительным щитом и потребителями собственных нужд, причем статорная обмотка асинхронного генератора переменного тока через первый автоматический выключатель соединена со статорной обмоткой тягового асинхронного электродвигателя, синхронный генератор механически соединен с валом асинхронного генератора, статорная обмотка синхронного генератора соединена с шинами главного распределительного щита, к которым подключены потребители собственных нужд, и через второй автоматический выключатель второй вход обратимого статического преобразователя частоты, к этому же входу обратимого статического преобразователя частоты через третий автоматический выключатель подключена роторная обмотка асинхронного генератора с фазным ротором.
2. Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что содержит управляемый выпрямитель напряжения, вход которого подключен к шинам главного распределительного щита, а выход подключен в цепь постоянного тока двухзвенного обратимого преобразователя частоты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014120992/11A RU2571846C1 (ru) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014120992/11A RU2571846C1 (ru) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014120992A RU2014120992A (ru) | 2015-11-27 |
| RU2571846C1 true RU2571846C1 (ru) | 2015-12-20 |
Family
ID=54753426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014120992/11A RU2571846C1 (ru) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2571846C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0122445B1 (de) * | 1983-03-23 | 1989-06-28 | Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH | Kontinuierliche Bordnetzversorgung aus dem Fahrnetz bei Drehstrom-Schiffsantrieben variabler Frequenz und Teilumrichter |
| WO2001026962A1 (en) * | 1999-10-11 | 2001-04-19 | Norpakt Ltd. As | Electrical propulsion system |
| RU2225301C2 (ru) * | 2002-04-08 | 2004-03-10 | Российский государственный открытый технический университет путей сообщения | Электрическая передача мощности переменного тока тягового транспортного средства |
| RU2003111085A (ru) * | 2003-04-17 | 2004-10-20 | Волжска государственна академи водного транспорта (RU) | Способ управления гребной (тяговой) энергоустановкой судна (тепловоза) и устройство для его осуществления |
| RU2509002C2 (ru) * | 2012-03-30 | 2014-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе |
-
2014
- 2014-05-23 RU RU2014120992/11A patent/RU2571846C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0122445B1 (de) * | 1983-03-23 | 1989-06-28 | Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH | Kontinuierliche Bordnetzversorgung aus dem Fahrnetz bei Drehstrom-Schiffsantrieben variabler Frequenz und Teilumrichter |
| WO2001026962A1 (en) * | 1999-10-11 | 2001-04-19 | Norpakt Ltd. As | Electrical propulsion system |
| RU2225301C2 (ru) * | 2002-04-08 | 2004-03-10 | Российский государственный открытый технический университет путей сообщения | Электрическая передача мощности переменного тока тягового транспортного средства |
| RU2003111085A (ru) * | 2003-04-17 | 2004-10-20 | Волжска государственна академи водного транспорта (RU) | Способ управления гребной (тяговой) энергоустановкой судна (тепловоза) и устройство для его осуществления |
| RU2509002C2 (ru) * | 2012-03-30 | 2014-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014120992A (ru) | 2015-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR940002926B1 (ko) | 시동 발전기 시스템 | |
| US7227338B2 (en) | Fixed frequency electrical generation system with induction coupler and use thereof in an aircraft | |
| JP2002051592A (ja) | 補助電力巻線及び可変周波数電力源を持つ同期発電機及びその使用方法 | |
| RU2509002C2 (ru) | Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе | |
| US8432051B2 (en) | Electric generator | |
| Yao et al. | Power factor improvement and dynamic performance of an induction machine with a novel concept of a converter-fed rotor | |
| CN108880363A (zh) | 三级式无刷同步电机异步起动控制方法及系统 | |
| RU2571846C1 (ru) | Единая электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе | |
| RU2640378C2 (ru) | Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе | |
| RU2572023C2 (ru) | Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе | |
| RU2573576C2 (ru) | Устройство электропитания постоянным током автономного транспортного судна | |
| RU150254U1 (ru) | Устройство электропитания постоянным током автономного транспортного судна | |
| US20210099054A1 (en) | Kinetic Power Generation Unit | |
| RU2010106801A (ru) | Система управления скоростью | |
| Hesla | Electrification of a major steel mill part 5: Scherbius and kraemer drives [history] | |
| RU2272351C1 (ru) | Синхронный двигатель | |
| RU2271600C1 (ru) | Синхронный двигатель | |
| EP2595309B1 (en) | Systems and methods involving electrical start and power generation | |
| Metwally | Operation of new variable speed constant voltage and frequency generator connected to the grid | |
| JP2001339976A (ja) | ブラシレス誘導発電機 | |
| RU2624772C2 (ru) | Устройство турбогенератора трехфазных токов двух различных частот | |
| CN116224059A (zh) | 一种多功能电动-发电机测试系统及方法 | |
| KR20220073698A (ko) | 키네틱 발전 장치 | |
| RU126225U1 (ru) | Автономный источник питания стабильной частоты | |
| US1883948A (en) | Control system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170524 |