RU2757093C1 - Electromechanical transmission of a truck - Google Patents

Electromechanical transmission of a truck Download PDF

Info

Publication number
RU2757093C1
RU2757093C1 RU2021107119A RU2021107119A RU2757093C1 RU 2757093 C1 RU2757093 C1 RU 2757093C1 RU 2021107119 A RU2021107119 A RU 2021107119A RU 2021107119 A RU2021107119 A RU 2021107119A RU 2757093 C1 RU2757093 C1 RU 2757093C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
output
outputs
sensors
current
Prior art date
Application number
RU2021107119A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Малафеев
Original Assignee
Сергей Иванович Малафеев
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 Сергей Иванович Малафеев filed Critical Сергей Иванович Малафеев
Priority to RU2021107119A priority Critical patent/RU2757093C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2757093C1 publication Critical patent/RU2757093C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/24—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D33/00—Superstructures for load-carrying vehicles
    • B62D33/06—Drivers' cabs
    • B62D33/063—Drivers' cabs movable from one position into at least one other position, e.g. tiltable, pivotable about a vertical axis, displaceable from one side of the vehicle to the other
    • B62D33/067—Drivers' cabs movable from one position into at least one other position, e.g. tiltable, pivotable about a vertical axis, displaceable from one side of the vehicle to the other tiltable
    • 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
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: mining machines.
SUBSTANCE: invention relates to mining machines. The electromechanical transmission of a dump truck contains a traction generator connected to an internal combustion engine, two capacitor units, asynchronous motors of the left and right wheel motors, two electric braking units, two current sensors and two DC voltage sensors, two angular speed sensors, two connected to each other CAN bus. Each bus is connected to a yaw rate sensor, an inverter, a DC voltage sensor and a current sensor, a control unit connected to both CAN buses and a high-level controller that is connected to an internal combustion engine controller, a voltage regulator. Additionally, a limiting unit, a second voltage regulator and two measuring transducers of the amplitude value of an alternating voltage are introduced, connected to the generator windings and to the second voltage regulator. The control input of the limiting unit is connected to the output of the control unit.
EFFECT: quality of regulation in the electric drive system is improved.
1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горным транспортным машинам и предназначено для повышения эффективности работы автосамосвалов на предприятиях добывающей промышленности.The proposed invention relates to mining transport vehicles and is intended to improve the efficiency of dump trucks in the mining industry.

Известны электромеханические трансмиссии автосамосвалов, содержащие тяговый генератор, ротор которого механически соединен с двигателем внутреннего сгорания, обмотка ротора подключена через усилитель мощности к выходу регулятора тока, а статор содержит две трехфазные обмотки, каждая из которых подключена через последовательно соединенные мостовой диодный выпрямитель и трехфазный инвертор к статорным обмоткам соответствующего асинхронного двигателя мотор-колеса (левого и правого), два конденсаторных блока, подключенных к выходам соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два блока электрического торможения, каждый из которых содержит последовательно соединенные тормозной резистор и силовой ключ и подключен выходу соответствующего мостового диодного выпрямителя, два датчика тока и два датчика напряжения постоянного тока, установленных на выходах соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два датчика угловой скорости, соединенных с роторами соответствующих асинхронных двигателей, две соединенные между собой шины CAN, к каждой из которых подключены соответствующие датчик угловой скорости, инвертор, датчик напряжения постоянного тока и датчик тока, блок управления, соединенный с обеими шинами CAN и контроллером верхнего уровня, который соединен с контроллером двигателя внутреннего сгорания, регулятор напряжения, суммирующий вход которого подключен к выходу блока управления, два вычитающих входа соединены с выходами соответствующих датчиков напряжения, а выход соединен с суммирующим входом регулятор тока, два вычитающих входа которого соединены с выходами соответствующих датчиков тока (А.с. СССР №861130. МПК B60L 7/06. - Опубл. 07.09.1981; Патент РФ №2648652. МПК B60L 11/00; В60К 17/354. Опубл. 27.03.2018; Бюлл. №9; Патент РФ №2653945. МПК B60L 11/08; Н02М 5/458; B60W 10/105. Опубл. 15.05.2018, Бюлл. №14; Козярук А.Е. Повышение энергетической эффективности электромеханической трансмиссии карьерного автосамосвала / А.Е. Козярук, A.M. Камышьян // Записки Горного института. 2019. Т. 239. С. 576-582. DOI: 10.31897/PMI.2019.5.576).Known electromechanical transmissions of dump trucks, containing a traction generator, the rotor of which is mechanically connected to the internal combustion engine, the rotor winding is connected through a power amplifier to the output of the current regulator, and the stator contains two three-phase windings, each of which is connected through a series-connected bridge diode rectifier and a three-phase inverter to stator windings of the corresponding asynchronous wheel motor (left and right), two capacitor units connected to the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers, two electric braking units, each of which contains a braking resistor and a power switch connected in series and is connected to the output of the corresponding bridge diode rectifier, two current sensors and two DC voltage sensors installed at the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers, two angular velocity sensors connected to the rotors of the corresponding asynchronous motors, two interconnected CAN buses, each of which is connected to a corresponding yaw rate sensor, an inverter, a DC voltage sensor and a current sensor, a control unit connected to both CAN buses and a high-level controller connected to an internal combustion engine controller, a voltage regulator , the summing input of which is connected to the output of the control unit, two subtractive inputs are connected to the outputs of the corresponding voltage sensors, and the output is connected to the summing input of the current regulator, two subtractive inputs of which are connected to the outputs of the corresponding current sensors (A.w. USSR No. 861130. IPC B60L 7/06. - Publ. 09/07/1981; RF patent No. 2648652. IPC B60L 11/00; B60K 17/354. Publ. 03/27/2018; Bull. No. 9; RF patent No. 2653945. IPC B60L 11/08; H2M 5/458; B60W 10/105. Publ. 05/15/2018, Bull. No. 14; Kozyaruk A.E. Increasing the energy efficiency of the electromechanical transmission of a dump truck / A.E. Kozyaruk, A.M. Kamyshyan // Notes of the Mining Institute. 2019.Vol. 239, p. 576-582. DOI: 10.31897 / PMI.2019.5.576).

В известных технических решениях ротор тягового генератора - синхронной электрической машины, приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания. Трехфазные переменные напряжения с двух обмоток статора тягового генератора преобразуются в постоянные напряжения с помощью диодных выпрямителей. К выходу каждого выпрямителя подключены блок конденсаторов, тормозной резистор с последовательно соединенным силовым ключом и трехфазный инвертор. Два трехфазных инвертора обеспечивают электропитание асинхронных двигателей левого и правого ведущих мотор-колес. Стабилизация выходных напряжений выпрямителей осуществляется путем регулирования тока в обмотке возбуждения с помощью регулятора напряжения постоянного тока с подчиненным контуром регулирования выходного тока выпрямителя. Датчиками обратных связей служат датчики напряжения и тока, установленные на выходах выпрямителей. Основными возмущающими воздействиями системы регулирования постоянного напряжения являются изменение частоты вращения ротора тягового генератора и ток рекуперации при торможении мотор-колес. При механоэлектрическом преобразовании энергии в режиме торможения происходит заряд конденсаторов и повышение напряжений на выходах выпрямителей. Система регулирования напряжения в этом случае действует на снижение тока возбуждения тягового генератора. При коммутации силового ключа происходит сброс энергии конденсаторного блока и преобразовании ее в теплоту на тормозном резисторе. В результате снижается напряжение на выходе выпрямителя. Это приводит к увеличению тока возбуждения тягового генератора. В результате происходят колебания напряжения на выходе выпрямителя. Колебания напряжения питания инверторов вызывают колебания амплитуды напряжений на их выходах.In the known technical solutions, the rotor of a traction generator, a synchronous electric machine, is driven into rotation by an internal combustion engine. Three-phase alternating voltages from two stator windings of the traction generator are converted into direct voltages using diode rectifiers. A capacitor bank, a braking resistor with a series-connected power switch and a three-phase inverter are connected to the output of each rectifier. Two three-phase inverters provide power to the asynchronous motors of the left and right driving wheel motors. The stabilization of the output voltages of the rectifiers is carried out by regulating the current in the excitation winding using a DC voltage regulator with a slave rectifier output current control loop. Feedback sensors are voltage and current sensors installed at the rectifier outputs. The main disturbing effects of the constant voltage regulation system are the change in the rotor speed of the traction generator and the recuperation current during braking of the motor wheels. During the mechanoelectric conversion of energy in the braking mode, the capacitors are charged and the voltages at the rectifier outputs increase. In this case, the voltage regulation system acts to reduce the excitation current of the traction generator. When the power switch is switched, the energy of the capacitor unit is dumped and converted into heat at the braking resistor. As a result, the voltage at the output of the rectifier decreases. This leads to an increase in the excitation current of the traction generator. As a result, voltage fluctuations occur at the output of the rectifier. Fluctuations in the supply voltage of inverters cause fluctuations in the amplitude of the voltages at their outputs.

Следовательно, недостатками известных технических решений являются низкое качество процессов регулирования и увеличение потерь энергии при колебаниях напряжений.Consequently, the disadvantages of the known technical solutions are the low quality of regulation processes and an increase in energy losses during voltage fluctuations.

Из известных электромеханических трансмиссий автосамосвалов, наиболее близким по достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является электромеханическая трансмиссия автосамосвала, содержащая тяговый генератор, ротор которого механически соединен с двигателем внутреннего сгорания, обмотка ротора подключена через усилитель мощности к выходу регулятора тока, а статор содержит две трехфазные обмотки, каждая из которых подключена через последовательно соединенные мостовой диодный выпрямитель и трехфазный инвертор к статорным обмоткам соответствующего асинхронного двигателя мотор-колеса (левого и правого), два конденсаторных блока, подключенных к выходам соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два блока электрического торможения, каждый из которых содержит последовательно соединенные тормозной резистор и силовой ключ и подключен выходу соответствующего мостового диодного выпрямителя, два датчика тока и два датчика напряжения постоянного тока, установленных на выходах соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два датчика угловой скорости, соединенных с роторами соответствующих асинхронных двигателей, две соединенные между собой шины CAN, к каждой из которых подключены соответствующие датчик угловой скорости, инвертор, датчик напряжения постоянного тока и датчик тока, блок управления, соединенный с обеими шинами CAN и контроллером верхнего уровня, который соединен с контроллером двигателя внутреннего сгорания, регулятор напряжения, суммирующий вход которого подключен к выходу блока управления, два вычитающих входа соединены с выходами соответствующих датчиков напряжения, а выход соединен с суммирующим входом регулятор тока, два вычитающих входа которого соединены с выходами соответствующих датчиков тока (Комплект тягового электрооборудования для карьерных самосвалов БЕЛАЗ. - М., Концерн Русэлпром, 2020. - с. 12).Of the known electromechanical transmissions of dump trucks, the closest in terms of the achieved result to the proposed technical solution is an electromechanical transmission of a dump truck containing a traction generator, the rotor of which is mechanically connected to an internal combustion engine, the rotor winding is connected through a power amplifier to the output of the current regulator, and the stator contains two three-phase windings , each of which is connected through a series-connected bridge diode rectifier and a three-phase inverter to the stator windings of the corresponding asynchronous wheel motor (left and right), two capacitor units connected to the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers, two electric braking units, each of which contains a braking resistor and a power switch connected in series and connected to the output of the corresponding bridge diode rectifier, two current sensors and two DC voltage sensors installed at the outputs corresponding bridge diode rectifiers, two angular velocity sensors connected to the rotors of the respective asynchronous motors, two interconnected CAN buses, each of which is connected to a corresponding angular velocity sensor, an inverter, a DC voltage sensor and a current sensor, a control unit connected to both CAN buses and an upper-level controller connected to the controller of an internal combustion engine, a voltage regulator, the summing input of which is connected to the output of the control unit, two subtractive inputs are connected to the outputs of the corresponding voltage sensors, and the output is connected to the summing input of a current regulator, the two subtractive inputs of which connected to the outputs of the corresponding current sensors (Traction electrical equipment set for mining dump trucks BELAZ. - M., Concern Ruselprom, 2020 .-- p. 12).

В известном техническом решении ротор тягового генератора - синхронной электрической машины, приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания. Трехфазные переменные напряжения с двух обмоток статора тягового генератора преобразуются в постоянные напряжения с помощью диодных выпрямителей. К выходу каждого выпрямителя подключены блок конденсаторов, тормозной резистор с последовательно соединенным силовым ключом и трехфазный инвертор. Два трехфазных инвертора обеспечивают электропитание асинхронных двигателей левого и правого ведущих мотор-колес. Стабилизация выходных напряжений выпрямителей осуществляется путем регулирования тока в обмотке возбуждения с помощью регулятора напряжения постоянного тока с подчиненным контуром регулирования выходного тока выпрямителя. Датчиками обратных связей служат датчики напряжения и тока, установленные на выходах выпрямителей. Основными возмущающими воздействиями системы регулирования постоянного напряжения являются изменение частоты вращения ротора тягового генератора и ток рекуперации при торможении мотор-колес. При механоэлектрическом преобразовании энергии в режиме торможения происходит заряд конденсаторов и повышение напряжений на выходах выпрямителей. Система регулирования напряжения в этом случае действует на снижение тока возбуждения тягового генератора. При коммутации силового ключа происходит сброс энергии конденсаторного блока и преобразовании ее в теплоту на тормозном резисторе. В результате снижается напряжение на выходе выпрямителя. Это приводит к увеличению тока возбуждения тягового генератора. В результате происходят колебания напряжения на выходе выпрямителя. Колебания напряжения питания инверторов вызывают колебания амплитуды напряжений на их выходах. Это приводит к увеличению потерь энергии в компонентах системы электропривода мотор-колес.In the known technical solution, the rotor of a traction generator, a synchronous electric machine, is driven into rotation by an internal combustion engine. Three-phase alternating voltages from two stator windings of the traction generator are converted into direct voltages using diode rectifiers. A capacitor bank, a braking resistor with a series-connected power switch and a three-phase inverter are connected to the output of each rectifier. Two three-phase inverters provide power to the asynchronous motors of the left and right driving wheel motors. The stabilization of the output voltages of the rectifiers is carried out by regulating the current in the excitation winding using a DC voltage regulator with a slave rectifier output current control loop. Feedback sensors are voltage and current sensors installed at the rectifier outputs. The main disturbing effects of the constant voltage regulation system are the change in the rotor speed of the traction generator and the recuperation current during braking of the motor wheels. During the mechanoelectric conversion of energy in the braking mode, the capacitors are charged and the voltages at the rectifier outputs increase. In this case, the voltage regulation system acts to reduce the excitation current of the traction generator. When the power switch is switched, the energy of the capacitor unit is dumped and converted into heat at the braking resistor. As a result, the voltage at the output of the rectifier decreases. This leads to an increase in the excitation current of the traction generator. As a result, voltage fluctuations occur at the output of the rectifier. Fluctuations in the supply voltage of inverters cause fluctuations in the amplitude of the voltages at their outputs. This leads to an increase in energy losses in the components of the electric drive system of the wheel motors.

Следовательно, недостатком известного технического решения является низкое качество процессов регулирования в системе электропривода мотор-колес.Consequently, the disadvantage of the known technical solution is the low quality of the control processes in the electric drive system of the motor-wheels.

Цель предлагаемого изобретения - повышение качества процессов регулирования в системе электропривода мотор-колес.The purpose of the proposed invention is to improve the quality of control processes in the electric drive system of motor-wheels.

Поставленная цель достигается тем, что в известную электромеханическую трансмиссию автосамосвала, содержащую тяговый генератор, ротор которого механически соединен с двигателем внутреннего сгорания, обмотка ротора подключена через усилитель мощности к выходу регулятора тока, а статор содержит две трехфазные обмотки, каждая из которых подключена через последовательно соединенные мостовой диодный выпрямитель и трехфазный инвертор к статорным обмоткам соответствующего асинхронного двигателя мотор-колеса (левого и правого), два конденсаторных блока, подключенных к выходам соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два блока электрического торможения, каждый из которых содержит последовательно соединенные тормозной резистор и силовой ключ и подключен к выходу соответствующего мостового диодного выпрямителя, два датчика тока и два датчика напряжения постоянного тока, установленных на выходах соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два датчика угловой скорости, соединенных с роторами соответствующих асинхронных двигателей, две соединенные между собой шины CAN, к каждой из которых подключены соответствующие датчик угловой скорости, инвертор, датчик напряжения постоянного тока и датчик тока, блок управления, соединенный с обеими шинами CAN и контроллером верхнего уровня, который соединен с контроллером двигателя внутреннего сгорания, регулятор постоянного напряжения, суммирующий вход которого подключен к выходу блока управления, а два вычитающих входа соединены с выходами соответствующих датчиков напряжения, два вычитающих входа регулятора тока соединены с выходами соответствующих датчиков тока, дополнительно введены управляемый блок ограничения, второй регулятор напряжения и два измерительных преобразователя амплитудного значения переменного напряжения, подключенные входами к соответствующим обмоткам генератора, а выходами к вычитающим входам второго регулятора напряжения, суммирующий вход которого через блок ограничения соединен с выходом первого регулятора напряжения, а выход подключен к суммирующему входу регулятора тока, управляющий вход блока ограничения соединен с выходом блока управления.This goal is achieved by the fact that in the known electromechanical transmission of a dump truck, containing a traction generator, the rotor of which is mechanically connected to the internal combustion engine, the rotor winding is connected through a power amplifier to the output of the current regulator, and the stator contains two three-phase windings, each of which is connected through series-connected a bridge diode rectifier and a three-phase inverter to the stator windings of the corresponding asynchronous wheel motor (left and right), two capacitor units connected to the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers, two electric braking units, each of which contains a series-connected braking resistor and a power switch and connected to the output of the corresponding bridge diode rectifier, two current sensors and two DC voltage sensors installed at the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers, two angular speed sensors connected to the rotor corresponding asynchronous motors, two interconnected CAN buses, each of which is connected to a corresponding yaw rate sensor, an inverter, a DC voltage sensor and a current sensor, a control unit connected to both CAN buses and an upper-level controller that is connected to the engine controller internal combustion controller, a constant voltage regulator, the summing input of which is connected to the output of the control unit, and two subtractive inputs are connected to the outputs of the corresponding voltage sensors, two subtractive inputs of the current regulator are connected to the outputs of the corresponding current sensors, a controlled limiting unit, a second voltage regulator and two measuring transducers of the amplitude value of the alternating voltage, connected by inputs to the corresponding windings of the generator, and by outputs to the subtractive inputs of the second voltage regulator, the summing input of which is connected through the limiting block to the output of the first regulator, for example voltage, and the output is connected to the summing input of the current regulator, the control input of the limiting unit is connected to the output of the control unit.

По сравнению с наиболее близким аналогичным решением предлагаемое техническое решение имеет следующие новые признаки (элементы):In comparison with the closest similar solution, the proposed technical solution has the following new features (elements):

- управляемый блок ограничения,- controlled block of limitation,

- второй регулятор напряжения;- the second voltage regulator;

- два измерительных преобразователя амплитудного значения переменного напряжения.- two measuring transducers of the amplitude value of the alternating voltage.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию «новизна».Consequently, the claimed technical solution meets the requirement of "novelty".

При реализации предлагаемого изобретения повышается повышение качества процессов регулирования в системе электропривода мотор-колес. Это достигается использованием в системе регулирования напряжения постоянного тока на выходах выпрямителей дополнительно подчиненного контура регулирования напряжения тягового генератора. При этом сигнал задания подчиненного контура регулирования напряжения тягового генератора ограничивается по уровню и обеспечивает стабилизацию напряжения тягового генератора при повышении напряжения звена постоянного тока при рекуперации энергии. Таким образом, повышение напряжения звена постоянного тока при рекуперативном торможении не вызывает изменения выходного напряжения генератора. Рекуперированная энергия преобразуется в теплоту на тормозных резисторах.When implementing the proposed invention, the quality of control processes in the electric drive system of motor-wheels is improved. This is achieved by using an additional subordinate voltage control loop of the traction generator in the DC voltage control system at the rectifier outputs. In this case, the signal for setting the subordinate voltage control loop of the traction generator is limited in level and ensures the stabilization of the voltage of the traction generator when the voltage of the DC link increases during energy recovery. Thus, an increase in the DC link voltage during regenerative braking does not cause a change in the generator output voltage. The recovered energy is converted into heat via braking resistors.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию «положительный эффект».Therefore, the claimed technical solution meets the requirement of "positive effect".

По каждому отличительному признаку проведен поиск известных технических решений в области горной техники, гибридного транспорта и электроприводов.For each distinctive feature, a search was carried out for known technical solutions in the field of mining equipment, hybrid vehicles and electric drives.

Измерительные преобразователи переменного напряжения известны в электромеханических трансмиссиях автосамосвалов (А.с. СССР №861130. МПК B60L 7/06. - Опубл. 07.09.1981). В известных устройствах эти преобразователи используются в качестве датчиков напряжения тяговых генераторов, т.е. выполняют аналогичные функции соответствующих элементов в предлагаемом техническом решении.Measuring converters of alternating voltage are known in electromechanical transmissions of dump trucks (USSR AS No. 861130. IPC B60L 7/06. - Publ. 09/07/1981). In known devices, these converters are used as voltage sensors for traction generators, i. E. perform similar functions of the corresponding elements in the proposed technical solution.

Управляемые блоки ограничения в известных технических решениях аналогичного назначения не обнаружены.Controlled blocks of limitation in the known technical solutions for a similar purpose have not been found.

Таким образом, указанные признаки обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие требованию «существенные отличия».Thus, these features provide the claimed technical solution with compliance with the requirement of "significant differences".

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 показана схема электромеханической трансмиссии автосамосвала, где обозначено: 1 - контроллер верхнего уровня; 2 и 3 - шины CAN систем управления мотор-колесами (левым и правым); 4 и 5 - датчики угловой скорости асинхронных двигателей мотор-колес (левого и правого), 6 - блок управления; 7 и 8 - асинхронные двигатели мотор-колес; 9 - первый регулятор напряжения; 10 и 11 - инверторы; 12 - управляемый блок ограничения; 13 и 14 - датчики напряжения постоянного тока; 15 и 16 - тормозные резисторы; 17 - второй регулятор напряжения; 18 и 19 - силовые ключи; 20 и 21 - конденсаторные блоки; 22 - регулятор тока; 23 и 24 - датчики тока; 25 и 26 - измерительные преобразователи амплитудного значения тягового генератора; 27 - усилитель мощности; 28 и 29 - диодные выпрямители; 30 - тяговый генератор; 31 - двигатель внутреннего сгорания; 32 - контроллер двигателя внутреннего сгорания.The essence of the invention is illustrated by a drawing. FIG. 1 shows a diagram of an electromechanical transmission of a dump truck, where it is indicated: 1 - top-level controller; 2 and 3 - CAN buses of wheel motor control systems (left and right); 4 and 5 - angular speed sensors of asynchronous motors of motor-wheels (left and right), 6 - control unit; 7 and 8 - asynchronous motors of motor-wheels; 9 - the first voltage regulator; 10 and 11 - inverters; 12 - controlled block of limitation; 13 and 14 - DC voltage sensors; 15 and 16 - braking resistors; 17 - the second voltage regulator; 18 and 19 - power switches; 20 and 21 - capacitor units; 22 - current regulator; 23 and 24 - current sensors; 25 and 26 - measuring transducers of the amplitude value of the traction generator; 27 - power amplifier; 28 and 29 - diode rectifiers; 30 - traction generator; 31 - internal combustion engine; 32 - controller of the internal combustion engine.

Электромеханическая трансмиссия автосамосвала содержит тяговый генератор 30, ротор которого механически соединен с двигателем внутреннего сгорания 31, обмотка ротора подключена через усилитель мощности 27 к выходу регулятора тока 22, а статор содержит две трехфазные обмотки, первая из которых подключена через последовательно соединенные мостовой диодный выпрямитель 28 и трехфазный инвертор 10 к статорным обмоткам соответствующего асинхронного двигателя 7 мотор-колеса (левого), а вторая подключена через последовательно соединенные мостовой диодный выпрямитель 29 и трехфазный инвертор 11 к статорным обмоткам соответствующего асинхронного двигателя 8 мотор-колеса (правого), два конденсаторных блока 20 и 21, подключенных к выходам соответствующих мостовых диодных выпрямителей 28 и 29, два блока электрического торможения, каждый из которых содержит последовательно соединенные тормозной резистор 15 (16) и силовой ключ 18 (19) и подключен к выходу соответствующего мостового диодного выпрямителя 20 и 29, два датчика тока 23 и 24 и два датчика напряжения постоянного тока 13 и 14, установленных на выходах соответствующих мостовых диодных выпрямителей 28 и 29, два датчика угловой скорости 4 и 5, соединенных с роторами соответствующих асинхронных двигателей 7 и 8, две соединенные между собой шины CAN 2 и 3, к каждой из которых подключены соответствующие датчик угловой скорости 4 (5), инвертор 10 (11), датчик напряжения постоянного тока 13 (14) и датчик тока 23 (24), блок управления 6, соединенный с обеими шинами CAN 2 и 3 и контроллером верхнего уровня 1, который соединен с контроллером двигателя внутреннего сгорания 32, первый регулятор напряжения 9, суммирующий вход которого подключен к выходу блока управления 6, а два вычитающих входа соединены с выходами соответствующих датчиков напряжения 13 и 14, а выход через управляемый блок ограничения 12 соединен с суммирующим входом второго регулятора напряжения 17, вычитающие входы которого подключены к выходам измерительных преобразователей амплитудного значения переменного напряжения 25 и 26, подключенных входами к обмоткам статора тягового генератора 30, выход второго регулятора напряжения 17 соединен с суммирующим входом регулятора тока 22, два вычитающих входа которого соединены с выходами соответствующих датчиков тока 23 и 24, управляющий вход блока ограничения соединен с выходом блока управления 6.The electromechanical transmission of the dump truck contains a traction generator 30, the rotor of which is mechanically connected to the internal combustion engine 31, the rotor winding is connected through a power amplifier 27 to the output of the current regulator 22, and the stator contains two three-phase windings, the first of which is connected through a series-connected bridge diode rectifier 28 and a three-phase inverter 10 to the stator windings of the corresponding asynchronous motor 7 of the motor-wheel (left), and the second is connected through a series-connected bridge diode rectifier 29 and a three-phase inverter 11 to the stator windings of the corresponding asynchronous motor 8 of the motor-wheel (right), two capacitor units 20 and 21, connected to the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers 28 and 29, two electric braking units, each of which contains a series-connected braking resistor 15 (16) and a power switch 18 (19) and is connected to the output of the corresponding bridge diode rectifier For 20 and 29, two current sensors 23 and 24 and two DC voltage sensors 13 and 14 installed at the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers 28 and 29, two angular speed sensors 4 and 5 connected to the rotors of the corresponding induction motors 7 and 8, two interconnected CAN buses 2 and 3, each of which is connected to the corresponding yaw rate sensor 4 (5), inverter 10 (11), DC voltage sensor 13 (14) and current sensor 23 (24), control unit 6, connected to both CAN buses 2 and 3 and the upper level controller 1, which is connected to the controller of the internal combustion engine 32, the first voltage regulator 9, the summing input of which is connected to the output of the control unit 6, and two subtractive inputs are connected to the outputs of the corresponding voltage sensors 13 and 14, and the output through the controlled limiting unit 12 is connected to the summing input of the second voltage regulator 17, the subtractive inputs of which are connected to the outputs of the measuring transducers AC voltage peaks 25 and 26 connected by inputs to the stator windings of the traction generator 30, the output of the second voltage regulator 17 is connected to the summing input of the current regulator 22, two subtractive inputs of which are connected to the outputs of the corresponding current sensors 23 and 24, the control input of the limiting unit is connected with control unit output 6.

Электромеханическая трансмиссия автосамосвала работает следующим образом. Ротор тягового генератора 30 - синхронной электрической машины, приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания 31. Трехфазные переменные напряжения с двух обмоток статора тягового генератора 30 преобразуются в постоянные напряжения с помощью диодных выпрямителей 28 и 29. К выходам выпрямителей 28 и 29 подключены датчики токов 23 и 24, блоки конденсаторов 20 и 21, тормозные резисторы 15 и 16 с последовательно соединенными силовыми ключами 18 и 19 и трехфазные инверторы 10 и 11. Два трехфазных инвертора 10 и 11 обеспечивают электропитание асинхронных двигателей 7 и 8 левого и правого ведущих мотор-колес автосамосвала. Для измерения угловых скоростей асинхронных двигателей 7 и 8 используются датчики угловой скорости 4 и 5. Стабилизация выходных напряжений выпрямителей 28 и 29 осуществляется путем регулирования тока в обмотке возбуждения тягового генератора 30 с помощью усилителя 27, вход которого подключен к выходу регулятора тока 22.Electromechanical transmission of a dump truck works as follows. The rotor of the traction generator 30 is a synchronous electric machine driven by an internal combustion engine 31. Three-phase alternating voltages from two stator windings of the traction generator 30 are converted into direct voltages using diode rectifiers 28 and 29. Current sensors 23 and 29 are connected to the outputs of the rectifiers 28 and 29. 24, capacitor banks 20 and 21, braking resistors 15 and 16 with power switches 18 and 19 connected in series, and three-phase inverters 10 and 11. Two three-phase inverters 10 and 11 provide power to asynchronous motors 7 and 8 of the left and right driving motor-wheels of the dump truck. To measure the angular velocities of induction motors 7 and 8, angular rate sensors 4 and 5 are used. Stabilization of the output voltages of the rectifiers 28 and 29 is carried out by regulating the current in the excitation winding of the traction generator 30 using an amplifier 27, the input of which is connected to the output of the current regulator 22.

Управление электромеханической трансмиссией осуществляется контроллером верхнего уровня 1, который в зависимости от действий водителя, выполняемых с помощью органов управления автосамосвалом, формирует сигналы для контроллера 32 двигателя внутреннего сгорания 31 и блока управления 6. Блок управления 6 по шинам CAN 2 и 3 получает данные от датчиков угловых скоростей 4 и 6, датчиков напряжений постоянного тока 13 и 14, измерительных преобразователей напряжений генератора 25 и 26, обменивается данными с инверторами 10 и 11 и формирует сигналы управления для инверторов 10 и 11 и сигнал задания для первого регулятора напряжения 9. На вычитающих входах первого регулятора напряжения 9 действуют сигналы с выходов датчиков напряжений 13 и 14. Эти сигналы обычно равны, т.к. равны напряжения обеих трехфазных обмоток тягового генератора 30. Первый регулятор напряжения 9 вычисляет ошибку регулирования напряжений постоянного тока на выходах диодных выпрямителей 20 и 21 и преобразует ее в соответствии с выбранным законом регулирования, например, пропорционально-интегральным законом. Основная функция первого регулятора напряжения 9 - это стабилизация напряжений постоянного тока на выходах диодных выпрямителей 10 и 11. Выходной сигнал первого регулятора напряжения 9 через управляемый блок ограничения 12 поступает на суммирующий вход второго регулятора напряжения 17. На вычитающих входах второго регулятора напряжения действуют сигналы с выходов измерительных преобразователей амплитудного значения напряжений 25 и 26 тягового генератора 30. Т.к. напряжения обеих трехфазных обмоток тягового генератора 30 обычно равны, то равны и выходные сигналы измерительных преобразователей амплитудного значения напряжений 25 и 26. Выходной сигнал управляемого блока ограничения 12 представляет собой задание для второго регулятора напряжения 17, который обеспечивает стабилизацию выходного напряжения тягового генератора 30. Нижний уровень ограничения сигнала устанавливается пропорциональным выходному сигналу блока управления 6 и регулируется в соответствии с сигналом задания для первого регулятора напряжения 9. Верхний уровень ограничения определяет максимально допустимое значение напряжения тягового генератора 30 и не регулируется. Второй регулятор напряжения 17 вычисляет ошибку регулирования напряжений статорных обмоток тягового генератора 30 и преобразует ее в соответствии с выбранным законом регулирования, например, пропорционально-интегральным законом. Основная функция второго регулятора напряжения 17 - это стабилизация напряжения тягового генератора 30. Выходной сигнал второго регулятора напряжения 22 действует на суммирующем входе регулятора тока 27, на вычитающие входы которого поступают выходные сигналы датчиков тока 23 и 24. Регулятор тока 22 вычисляет ошибку регулирования выходных токов диодных выпрямителей 28 и 29 и преобразует ее в соответствии с выбранным законом регулирования, например, пропорционально-интегральным законом. Выходной сигнал регулятора тока 22 поступает на вход усилителя мощности 27, который подключен к обмотке возбуждения тягового генератора 30.The electromechanical transmission is controlled by the upper level controller 1, which, depending on the actions of the driver performed using the dump truck controls, generates signals for the controller 32 of the internal combustion engine 31 and the control unit 6. The control unit 6 receives data from the sensors via CAN buses 2 and 3 angular velocities 4 and 6, DC voltage sensors 13 and 14, generator voltage transducers 25 and 26, exchanges data with inverters 10 and 11 and generates control signals for inverters 10 and 11 and a reference signal for the first voltage regulator 9. At the subtractive inputs the first voltage regulator 9, the signals from the outputs of the voltage sensors 13 and 14. These signals are usually equal, since the voltages of both three-phase windings of the traction generator 30 are equal. The first voltage regulator 9 calculates the control error of the DC voltages at the outputs of the diode rectifiers 20 and 21 and converts it in accordance with the selected control law, for example, a proportional-integral law. The main function of the first voltage regulator 9 is to stabilize the DC voltages at the outputs of the diode rectifiers 10 and 11. The output signal of the first voltage regulator 9 through the controlled limiting unit 12 is fed to the summing input of the second voltage regulator 17. Signals from the outputs act on the subtractive inputs of the second voltage regulator measuring transducers of the amplitude values of voltages 25 and 26 of the traction generator 30. the voltages of both three-phase windings of the traction generator 30 are usually equal, then the output signals of the measuring transducers of the amplitude value of voltages 25 and 26 are also equal. The output signal of the controlled limiting unit 12 is a task for the second voltage regulator 17, which stabilizes the output voltage of the traction generator 30. Lower level signal limiting is set proportional to the output signal of the control unit 6 and is regulated in accordance with the reference signal for the first voltage regulator 9. The upper limiting level determines the maximum allowable voltage value of the traction generator 30 and is not adjustable. The second voltage regulator 17 calculates the voltage regulation error of the stator windings of the traction generator 30 and converts it in accordance with the selected regulation law, for example, a proportional-integral law. The main function of the second voltage regulator 17 is to stabilize the voltage of the traction generator 30. The output signal of the second voltage regulator 22 acts on the summing input of the current regulator 27, the subtractive inputs of which receive the output signals of the current sensors 23 and 24. The current regulator 22 calculates the regulation error of the output currents of the diode rectifiers 28 and 29 and converts it in accordance with the selected control law, for example, proportional-integral law. The output signal of the current regulator 22 is fed to the input of the power amplifier 27, which is connected to the excitation winding of the traction generator 30.

Таким образом, система стабилизации напряжений постоянного тока на выходах диодных выпрямителей 28 и 29 представляет собой трехконтурную систему автоматического регулирования. Главный контур замкнут по напряжению на выходах диодных выпрямителей 28 и 29 и поддерживает это напряжение пропорциональным напряжению задания, поступающему с выхода блока управления 6 на суммирующий вход первого регулятора напряжения 9. Внутренний подчиненный контур замкнут по выходным токам диодных выпрямителей 28 и 29. Второй подчиненный контур замкнут по выходному напряжению тягового генератора 30. Сигналом задания для этого контура служит выходной сигнал первого регулятора напряжения 9, преобразованный блоком ограничения 12. Уровень ограничения сигнала снизу пропорционален выходному напряжению блока управления 6, т.е. заданному значению напряжения на выходах диодных выпрямителей 28 и 29. Это означает, что при изменении сигнала задания на выходе блока управления 6 происходит соответствующее изменение сигнала на выходе блока ограничения 12, вызывающее изменение выходного напряжения тягового генератора 30. В результате происходит стабилизация напряжения постоянного тока путем изменения тока возбуждения тягового генератора 30. В случае увеличения напряжения постоянного тока на выходах диодных выпрямителей 28 и 29 при постоянном сигнале задания, например, при торможении автосамосвала и рекуперации энергии, происходит уменьшение выходного напряжения первого регулятора напряжения 9, но выходной сигнал блока ограничения 12 сохраняется на уровне, пропорциональном сигналу задания с выхода блока управления 6. В результате этого выходное напряжение тягового генератора стабилизируется на заданном уровне, а коррекция напряжения постоянного тока на выходах диодных выпрямителей 28 и 29 происходит за счет разряда конденсаторов 20 и 21 на тормозные резисторы соответственно 15 и 16. Благодаря этому колебания в подсистеме регулирования напряжения тягового генератора 30 отсутствуют.Thus, the DC voltage stabilization system at the outputs of the diode rectifiers 28 and 29 is a three-loop automatic control system. The main loop is closed in voltage at the outputs of the diode rectifiers 28 and 29 and maintains this voltage proportional to the reference voltage coming from the output of the control unit 6 to the summing input of the first voltage regulator 9. The internal slave loop is closed by the output currents of the diode rectifiers 28 and 29. The second slave loop closed by the output voltage of the traction generator 30. The reference signal for this circuit is the output signal of the first voltage regulator 9, converted by the limiting unit 12. The level of the signal limiting from below is proportional to the output voltage of the control unit 6, i.e. the specified voltage value at the outputs of the diode rectifiers 28 and 29. This means that when the reference signal at the output of the control unit 6 changes, a corresponding change in the signal at the output of the limiting unit 12 occurs, causing a change in the output voltage of the traction generator 30. As a result, the DC voltage is stabilized by changes in the excitation current of the traction generator 30. In the event of an increase in the DC voltage at the outputs of the diode rectifiers 28 and 29 with a constant reference signal, for example, when braking a dump truck and energy recovery, the output voltage of the first voltage regulator 9 decreases, but the output signal of the limiting unit 12 remains at a level proportional to the reference signal from the output of the control unit 6. As a result, the output voltage of the traction generator is stabilized at a predetermined level, and the DC voltage correction at the outputs of the diode rectifiers 28 and 29 occurs due to the discharge capacitors 20 and 21 for braking resistors 15 and 16. Due to this, there are no oscillations in the voltage regulation subsystem of the traction generator 30.

Основными возмущающими воздействиями системы регулирования постоянного напряжения являются изменение частоты вращения ротора тягового генератора 30 и ток рекуперации при торможении мотор-колес. При механоэлектрическом преобразовании энергии происходит заряд конденсаторов 18 и 19 и повышение напряжений на выходах выпрямителей. При повышении напряжения на конденсаторах 20 и 21 выше заданного порогового уровня открываются силовые ключи 18 и 19 и происходит разряд конденсаторов 20 и 21 на тормозные резисторы 15 и 16.The main disturbing effects of the constant voltage regulation system are the change in the rotor speed of the traction generator 30 and the recuperation current during braking of the motor wheels. During the mechanoelectric conversion of energy, the capacitors 18 and 19 are charged and the voltages at the outputs of the rectifiers increase. When the voltage across the capacitors 20 and 21 rises above a predetermined threshold level, the power switches 18 and 19 open and the capacitors 20 and 21 are discharged to the braking resistors 15 and 16.

Таким образом, использование в системе регулирования напряжения постоянного тока на выходах выпрямителей дополнительного подчиненного контура регулирования напряжения тягового генератора 30 с ограничением сигнала задания подчиненного контура регулирования напряжения тягового генератора по нижнему уровню обеспечивает стабилизацию напряжения тягового генератора при повышении напряжения звена постоянного тока в случае рекуперации энергии. Благодаря этому повышение напряжения звена постоянного тока при рекуперативном торможении не вызывает изменения выходного напряжения генератора. Рекуперированная энергия преобразуется в теплоту на тормозных резисторах. В результате этого повышается качество процессов регулирования в системе электропривода мотор-колес.Thus, the use in the DC voltage control system at the rectifier outputs of an additional subordinate voltage control loop of the traction generator 30 with the limitation of the setting signal of the subordinate voltage control loop of the traction generator at a lower level ensures the voltage stabilization of the traction generator when the DC link voltage rises in the case of energy recovery. As a result, an increase in the DC link voltage during regenerative braking does not cause a change in the generator output voltage. The recovered energy is converted into heat via braking resistors. As a result, the quality of the control processes in the electric drive system of the motor-wheels is improved.

Следовательно, использование в предлагаемой электромеханической трансмиссии автосамосвала содержащей тяговый генератор, ротор которого механически соединен с двигателем внутреннего сгорания, обмотка ротора подключена через усилитель мощности к выходу регулятора тока, а статор содержит две трехфазные обмотки, каждая из которых подключена через последовательно соединенные мостовой диодный выпрямитель и трехфазный инвертор к статорным обмоткам соответствующего асинхронного двигателя мотор-колеса (левого и правого), два конденсаторных блока, подключенных к выходам соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два блока электрического торможения, каждый из которых содержит последовательно соединенные тормозной резистор и силовой ключ и подключен к выходу соответствующего мостового диодного выпрямителя, два датчика тока и два датчика напряжения постоянного тока, установленных на выходах соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два датчика угловой скорости, соединенных с роторами соответствующих асинхронных двигателей, две соединенные между собой шины CAN, к каждой из которых подключены соответствующие датчик угловой скорости, инвертор, датчик напряжения постоянного тока и датчик тока, блок управления, соединенный с обеими шинами CAN и контроллером верхнего уровня, который соединен с контроллером двигателя внутреннего сгорания, регулятор постоянного напряжения, суммирующий вход которого подключен к выходу блока управления, а два вычитающих входа соединены с выходами соответствующих датчиков напряжения, два вычитающих входа регулятора тока соединены с выходами соответствующих датчиков тока, дополнительно управляемого блока ограничения, второго регулятора напряжения и двух измерительных преобразователей амплитудного значения переменного напряжения, подключенных входами к соответствующим обмоткам генератора, а выходами к вычитающим входам второго регулятора напряжения, суммирующий вход которого через блок ограничения соединен с выходом первого регулятора напряжения, а выход подключен к суммирующему входу регулятора тока, управляющий вход блока ограничения соединен с выходом блока управления, повышает качество процессов регулирования в системе электропривода мотор-колес.Consequently, the use in the proposed electromechanical transmission of a dump truck containing a traction generator, the rotor of which is mechanically connected to an internal combustion engine, the rotor winding is connected through a power amplifier to the output of the current regulator, and the stator contains two three-phase windings, each of which is connected through a series-connected bridge diode rectifier and three-phase inverter to the stator windings of the corresponding asynchronous motor-wheel motor (left and right), two capacitor units connected to the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers, two electric braking units, each of which contains a series-connected braking resistor and a power switch and is connected to the output of the corresponding bridge diode rectifier, two current sensors and two DC voltage sensors installed at the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers, two angular velocity sensors connected to the rotors, respectively connected asynchronous motors, two interconnected CAN buses, each of which is connected to a corresponding yaw rate sensor, an inverter, a DC voltage sensor and a current sensor, a control unit connected to both CAN buses and a high-level controller that is connected to the internal motor controller combustion, constant voltage regulator, the summing input of which is connected to the output of the control unit, and two subtractive inputs are connected to the outputs of the corresponding voltage sensors, two subtractive inputs of the current regulator are connected to the outputs of the corresponding current sensors, an additionally controlled limiting unit, a second voltage regulator and two measuring transducers the amplitude value of the alternating voltage connected by the inputs to the corresponding windings of the generator, and by the outputs to the subtractive inputs of the second voltage regulator, the summing input of which is connected through the limiting block to the output of the first voltage regulator, and the output is connected to the summing input of the current regulator, the control input of the limiting unit is connected to the output of the control unit, improves the quality of regulation processes in the electric drive system of the motor-wheels.

Использование предлагаемого технического решения на карьерных автосамосвалах позволит повысить качество процессов управления электроприводами мотор-колес.The use of the proposed technical solution on mining dump trucks will improve the quality of control processes for electric drives of motor-wheels.

Claims (1)

Электромеханическая трансмиссия автосамосвала, содержащая тяговый генератор, ротор которого механически соединен с двигателем внутреннего сгорания, обмотка ротора подключена через усилитель мощности к выходу регулятора тока, а статор содержит две трехфазные обмотки, каждая из которых подключена через последовательно соединенные мостовой диодный выпрямитель и трехфазный инвертор к статорным обмоткам соответствующего асинхронного двигателя левого и правого мотор-колес, два конденсаторных блока, подключенных к выходам соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два блока электрического торможения, каждый из которых содержит последовательно соединенные тормозной резистор и силовой ключ и подключен к выходу соответствующего мостового диодного выпрямителя, два датчика тока и два датчика напряжения постоянного тока, установленных на выходах соответствующих мостовых диодных выпрямителей, два датчика угловой скорости, соединенных с роторами соответствующих асинхронных двигателей, две соединенные между собой шины CAN, к каждой из которых подключены соответствующие датчик угловой скорости, инвертор, датчик напряжения постоянного тока и датчик тока, блок управления, соединенный с обеими шинами CAN и контроллером верхнего уровня, который соединен с контроллером двигателя внутреннего сгорания, регулятор напряжения, суммирующий вход которого подключен к выходу блока управления, а два вычитающих входа соединены с выходами соответствующих датчиков напряжения, два вычитающих входа регулятора тока соединены с выходами соответствующих датчиков тока, отличающаяся тем, что дополнительно введены управляемый блок ограничения, второй регулятор напряжения и два измерительных преобразователя амплитудного значения переменного напряжения, подключенные входами к соответствующим обмоткам генератора, а выходами к вычитающим входам второго регулятора напряжения, суммирующий вход которого через блок ограничения соединен с выходом первого регулятора напряжения, а выход подключен к суммирующему входу регулятора тока, управляющий вход блока ограничения соединен с выходом блока управления.Electromechanical transmission of a dump truck, containing a traction generator, the rotor of which is mechanically connected to an internal combustion engine, the rotor winding is connected through a power amplifier to the output of the current regulator, and the stator contains two three-phase windings, each of which is connected through a series-connected bridge diode rectifier and a three-phase inverter to the stator windings of the corresponding asynchronous motor of the left and right wheel motors, two capacitor units connected to the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers, two electric braking units, each of which contains a braking resistor and a power switch connected in series and is connected to the output of the corresponding bridge diode rectifier, two sensors current and two DC voltage sensors installed at the outputs of the corresponding bridge diode rectifiers, two angular velocity sensors connected to the rotors of the corresponding induction motors, two connected interconnected CAN buses, each of which is connected to a corresponding yaw rate sensor, an inverter, a DC voltage sensor and a current sensor, a control unit connected to both CAN buses and a higher-level controller that is connected to an internal combustion engine controller, a voltage regulator, the summing input of which is connected to the output of the control unit, and two subtractive inputs are connected to the outputs of the corresponding voltage sensors, two subtractive inputs of the current regulator are connected to the outputs of the corresponding current sensors, characterized in that a controlled limiting unit, a second voltage regulator and two measuring transducers of the amplitude AC voltage values connected by inputs to the corresponding windings of the generator, and outputs to subtractive inputs of the second voltage regulator, the summing input of which is connected through the limiting block to the output of the first voltage regulator, and the output is connected to the summing input du current regulator, the control input of the limiting unit is connected to the output of the control unit.
RU2021107119A 2021-03-17 2021-03-17 Electromechanical transmission of a truck RU2757093C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107119A RU2757093C1 (en) 2021-03-17 2021-03-17 Electromechanical transmission of a truck

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107119A RU2757093C1 (en) 2021-03-17 2021-03-17 Electromechanical transmission of a truck

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2757093C1 true RU2757093C1 (en) 2021-10-11

Family

ID=78286390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107119A RU2757093C1 (en) 2021-03-17 2021-03-17 Electromechanical transmission of a truck

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2757093C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643903C1 (en) * 2017-04-05 2018-02-06 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") Self-propelled vehicle electromechanical transmission
RU2648652C1 (en) * 2017-04-13 2018-03-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") Electromechanical transmission of the machine with internal combustion engine
RU2688563C1 (en) * 2018-10-05 2019-05-21 Владимир Андреевич Коровин Electromechanical transmission of self-propelled machine with internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643903C1 (en) * 2017-04-05 2018-02-06 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") Self-propelled vehicle electromechanical transmission
RU2648652C1 (en) * 2017-04-13 2018-03-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") Electromechanical transmission of the machine with internal combustion engine
RU2688563C1 (en) * 2018-10-05 2019-05-21 Владимир Андреевич Коровин Electromechanical transmission of self-propelled machine with internal combustion engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"КОМПЛЕКТ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ БЕЛАЗ", брошюра опубликована на сайте <https://neftegaz.ru/science/coal/331460-tyagovoe-elektrooborudovanie-ruselprom-dlya-karernykh-samosvalov-belaz/>, 27.06.2018. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9327604B2 (en) Electric vehicle control apparatus and electric vehicle
CN101034864B (en) Controller for electric vehicle and driving apparatus for the electric vehicle
JP4134439B2 (en) Power conversion system
US20150349679A1 (en) Hybrid-vehicle variable-voltage traction motor drive
KR101787823B1 (en) Electrically-driven vehicle
JP2000115907A (en) Control equipment for locomotive driven by electric internal combustion engine
JPWO2016092985A1 (en) Power converter
KR101673797B1 (en) Series mode control method of hybrid electric vehicle
JP2015116092A (en) Electric vehicle
JP2006311635A (en) Step-up converter controller
CN102416878B (en) Generation system for rail cars
US20190149068A1 (en) Motor controller, power converter, auxiliary power source, and method for controlling auxiliary power source
RU2757093C1 (en) Electromechanical transmission of a truck
RU2297090C1 (en) Traction vehicle electric power transmission gear
JP2003102133A (en) Apparatus for controlling temperature rise of secondary battery
JP5409660B2 (en) Vehicle power supply system
RU2451389C1 (en) Method to control induction propulsion engine
JPS61262006A (en) Controller of induction motor for vehicle
Prejbeanu Self-Scanning System and Evaluation of Dynamic Electrical Performance of Electric Vehicles Using Different Control Systems
WO2021020115A1 (en) Control device and electric vehicle
JP7056730B2 (en) Boost converter control method and control device
US20240042867A1 (en) Motor control device, electromechanical integrated unit, boost converter system, electric vehicle system, and motor control method
JP2014093883A (en) Motive power output device
JPS63194596A (en) Controller for ac elevator
JP2732619B2 (en) Electric car control device