SI9012274A - Method and apparatus for propelling and retarding off-road haulers - Google Patents

Method and apparatus for propelling and retarding off-road haulers Download PDF

Info

Publication number
SI9012274A
SI9012274A SI9012274A SI9012274A SI9012274A SI 9012274 A SI9012274 A SI 9012274A SI 9012274 A SI9012274 A SI 9012274A SI 9012274 A SI9012274 A SI 9012274A SI 9012274 A SI9012274 A SI 9012274A
Authority
SI
Slovenia
Prior art keywords
current
thyristor
drive
motor
converter
Prior art date
Application number
SI9012274A
Other languages
Slovenian (sl)
Other versions
SI9012274B (en
Inventor
Ronald Allen Johnston
Gary Lee Nelson
Dwight Baker
Original Assignee
Letourneau Inc
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 Letourneau Inc filed Critical Letourneau Inc
Priority claimed from YU227490A external-priority patent/YU48591B/en
Publication of SI9012274A publication Critical patent/SI9012274A/en
Publication of SI9012274B publication Critical patent/SI9012274B/en

Links

Abstract

Izum se nanaša na postopek in napravo za napajanje in krmiljenje delovanja velikih dizel-električnih terenskih vlačilcev takšne vrste, pri katerih se pogonska kolesa vlačilca poganja in zaustavlja z elektromotorji na enosmerni tok za pogon koles, ki se napajajo z generatorji, vgrajenimi na vlačilcu, po želji pa ojačanih z enosmernim tokom in zunanje tokovno odjemniške mreže. Pri predstavljenem sistemu se tiristorske pretvornike, priključene na razvodno mrežo izmeničnega toka, izrablja za sprejem dodatne zunanje energije iz tokovno odjemniške mreže enosmernega toka in vodenje le-te v razvodno mrežo izmeničnega toka pri režimu pogajanja. Uporaba teh tiristorskih pretvornikov omogoča izkoriščanje dodatne energije iz tokovno odjemniške mreže brez vgraditve posebne vklopno-izklopne opreme ali krmilne opreme za napajanje elektromotorjev na enosmerni tok za pogon koles, kadar se energijo sprejema iz tokovno odjemniške mreže. Tiristorske pretvornike se da uporabiti tudi za dovod toka, ustvarjenega z motorji za pogon koles pri režimu zaustavljanja, zaustavljalnim uporom, kar omogoča, da začetna električna energija, ustvarjena z motorji za pogon koles, zamenja obremenitve dizelskega motorja, s čimer se doseže znatne prihranke goriva.The invention relates to a process and apparatus for power and control operation of large diesel-electric off - road haulers of the type in which the tractor's drive wheels are driven and stopped by direct current electric motors to drive wheels that powered by tug-mounted generators as desired and DC and DC current amplifiers client networks. With the system presented, thyristor converters connected to the distribution network AC, utilizes to receive additional external energy from the DC power supply network flow and conduct it into the distribution network alternating current in bargaining mode. The use of these Thyristor converters allow the exploitation of additional of energy from the pantry without installation of special on-off equipment or controls equipment for supplying electric motors to DC current to drive the wheels when energized receives from the client network. Thyristor converters can also be used to supply current, created with motors to drive the wheels in regime stopping, stopping resistors, allowing that the initial electricity generated by the motors for drive the wheels, change the load on the diesel engine, thus achieving significant fuel savings.

Description

11

Marathon LeTourneau CompanyMarathon LeTourneau Company

Postopek in naprava za poganjanje in zaustavljanje terenskih vlačilcevProcedure and device for propelling and stopping terrain tractors

Predstavljeni izum se nanaša na postopek in napravo za poganjanje in zaustavljanje dizelelektričnih vlačilcev. Ti vlačilci imajo zelo velike samorazkladalne terenske prikolice, katerih nosilnost je običajno med 100 in 200 tonami ter več. Največkrat se uporabljajo pri delu na dnevnih kopih, uporabne pa so tudi, kadar se mora prenašati zelo velike količine zemlje, kamenja, itd.The present invention relates to a method and apparatus for driving and stopping diesel electric tugs. These tractors have very large self-loading off-road trailers with a carrying capacity of between 100 and 200 tonnes or more. They are most commonly used when working on daily digging, but are also useful when carrying large amounts of soil, rocks, etc.

Veliko teh vlačilcev kot vir moči za poganjanje vozila danes uporablja dizelelektrični pogon. Takšni sistemi običajno sestoje iz električnega generatorja, gnanega z (dizel) motorjem, katerega osnovni izhod se uporablja za napajanje elektromorjev velike moči na enosmerni tok z električno energijo, ki so preko zobniških reduktorjev povezani s skupino pogonskih koles z obeh strani vozila. Električno energijo se običajno proizvaja kot izmenični tok (AC) in pretvarja v enosmerni tok (DC), ki ga uporabljajo DC motorji za pogon koles. Da bi se dobilo ustrezno moč za poganjanje vlačilcev je bilo projektirano veliko krmilnih sistemov za reguliranje moči in hitrosti teh motorjev. Ker DC motorji za pogon koles z večanjem hitrosti koles zahtevajo spremenljivo napetost od nič do nekega maksimuma, zaradi reguliranja vrtilnega momenta pa spremenljiv tok, morajo vsi krmilni sistemi obsegati sredstva za reguliranje teh parametrov.Many of these tugs use diesel as a power source to power the vehicle today. Such systems typically consist of an electric generator driven by a (diesel) motor whose basic output is used to supply high-power direct current electric motors, which are connected to a group of drive wheels on both sides of the vehicle via gear wheels. Electricity is usually produced as alternating current (AC) and converted to direct current (DC), which is used by DC motors to drive the wheels. In order to obtain adequate power to drive the tugs, many control systems have been designed to regulate the power and speed of these engines. Since DC motors for wheel speed motors require variable voltage from zero to a maximum and variable current due to torque regulation, all control systems must include means to regulate these parameters.

Moč za poganjanje se mora preskrbeti, ko delujejo vlačilci na ravnih ali navzgor nagnjenih površinah. Kadar delujejo na navzdol nagnjenih površinah, moč za poganjanje ni potrebna, pač pa je potrebno preskrbeti sredstva za zaustavljanje gibanja vlačilca naprej. Tome zavore za ta namen niso primerne, ker bi se zaradi zelo velike mase teh vozil prehitro obrabile, zlasti ko so naložena. Čeprav so torni ali podobni zavorni sistemi vgrajeni na vlačilce kot primarno sredstvo za zaustavljanje, največji del teh vlačilcev izkorišča DC elektromotorje 2 za pogon koles, da zagotovijo kontinuiran moment za zaustavljanje, ki je potreben pri izvajanju gibanja po navzdol usmerjeni strmini. To se doseže s spremembo smeri bodisi vzbujalnega toka bodisi toka kotve, kar ustvarja spremembo smeri vrtilnega momenta DC elektromotorjev, ki tedaj delujejo kot generatorji enosmernega toka, kateri so preko reduktorjev gnani s pogonskimi kolesi vlačilcev. Viri uporov, imenovani "zaustavljalni upori", se uporabljajo za ustvarjanje obremenitve, tako da upori porabljajo tok, ki ga generirajo DC elektromotorji, in ga oddajajo v atmosfero v obliki toplote. Količina porabljenega toka ustvarja ustrezno obremenitev na DC elektromotorjih koles, ki se kot zaustavljalni vrtilni moment preko reduktorjev prenaša na pogonska kolesa.The propulsion power must be provided when the tugs are operating on flat or sloping surfaces. When operating on sloping surfaces, power is not required to drive, but means must be provided to stop the tractor moving forward. Tome brakes are not suitable for this purpose because they would wear out too quickly due to the very large mass of these vehicles, especially when loaded. Although friction or similar braking systems are mounted on the tractors as the primary means of stopping, most of these tractors utilize DC electric motors 2 to drive the wheels to provide the continuous stopping torque required to perform downward slope movement. This is achieved by changing the direction of either the excitation current or the angle current, which creates a change in the torque direction of DC electric motors, which then act as direct current generators, which are driven by gearboxes through gearboxes. Resistance sources, called " stopping resistors ", are used to generate load so that the resistors use the current generated by the DC motors and emit it into the atmosphere in the form of heat. The amount of current consumed creates a corresponding load on the DC electric motors of the wheels, which, as a stopping torque, is transmitted to the drive wheels via gearboxes.

Pri znanih vlačilcih je tudi takrat, ko obratujejo pri režimu zaustavljanja, nujno potrebno da osnovni dizelski motorji nadaljujejo z ustvarjanjem zadostne moči, da se zadovoljijo zahteve po dodatni moči in parazitski moči na vlačilcu za potrebe kot je npr. pogon ventilatorja, napajanje hidravličnega sistema, generiranje vzbujalnega toka za motorje koles, napajanje klimatizacije ali ogrevanja, itd. Prav tako pa tudi neobremenjen motor porablja gorivo, da nadomesti izgube zaradi kompresije, trenja in podobnega. Te dodatne in parazitske obremenitve ter izgube v motorju povzročajo znatno porabo goriva v motorju tudi tedaj, ko motor deluje pri režimu zaustavljanja, ko ustvarja in oddaja v atmosfero znatne količine energije.For known tractor units, even when operating at shutdown mode, it is imperative that basic diesel engines continue to generate sufficient power to meet the requirements for additional power and parasitic power on the tractor for needs such as eg. fan drive, hydraulic system power supply, excitation current generation for bicycle engines, air conditioning or heating power supply, etc. Also, unladen motor consumes fuel to compensate for losses due to compression, friction and the like. These additional and parasitic loads and losses in the engine cause significant fuel consumption in the engine even when the engine is at shutdown mode, generating and releasing significant amounts of energy into the atmosphere.

Pri nekaterih znanih vlačilcih, kot npr. pri terenskem vozilu Marathon LeToumeau Model T-2000 TITAN, so predvidene naprave za rekuperacijo, vračanje, vsaj dela energije enosmernega toka, ki ga proizvajajo DC elektromotorji koles, ko obratujejo pri režimu zaustavljanja, v sistem energije izmeničnega toka, tako da se popolnoma ali deloma zmanjša obremenitev AC generatorja, in da se AC generator vrti kot AC sinhronski motor, ki motorju zagotavlja moč za popolno ali delno razbremenitev mehanskih obremenitev motoija. Vendar pa takšni sistemi zaradi funkcionalnih značilnosti uporov za zaustavljanje in omejevanje s stališča motorske napetosti in toka do danes niso mogli dovajati primarnega toka, generiranega s pogonskimi DC elektromotorji, v sistem izmeničnega toka, ali konsistentno dovajati energijo v sistem izmeničnega toka ves čas zaustavljalnega cikla. Zato je tudi pri najboljših obstoječih projektih pogosto nujno, da se gorivo porablja za pokrivanje motorskih parazitskih in dodatnih obremenitev, medtem ko sistem v celoti oddaja velike količine energije kot toploto iz uporov za zaustavljanje. 3With some known tugs, such as The Marathon LeToumeau Model T-2000 TITAN Off-Road Vehicle is designed to recover, recover, at least some of the DC power generated by the DC electric motors of the wheels during standstill mode, to fully or partially reduces the load on the AC generator, and that the AC generator rotates as an AC synchronous motor, providing the engine with the power to fully or partially relieve the mechanical loads of the moto. However, due to the functional characteristics of the stopping and limiting resistors, such systems, from the standpoint of motor voltage and current, have not been able to supply primary DC generated by DC motors to the AC system, or consistently supply energy to the AC system throughout the stopping cycle. Therefore, even with the best existing projects, it is often imperative that the fuel be used to cover motor parasitic and additional loads, while the system completely emits large amounts of energy as heat from the stop resistors. 3

Zaradi visokih cen fosilnih goriv in zaradi omejitve moči motorjev je včasih zaželeno, da se terenski vlačilci in podobna vozila gibljejo s pomočjo sistema tokovnih odjemnikov, pri katerem se za napajanje DC elektromotorjev koles uporablja nek zunanji vir električne energije, kot je npr. zračna napajalna mreža. Ker je napajalni vir zračne mreže sistem nespremenljive napetosti, se mora vgraditi krmilne sisteme za reguliranje napetosti in toka, ki ju zahtevajo DC elektromotorji koles. Električna energija iz zračne mreže je pogosto razpoložljiva samo na delu področja, kjer se uporablja vlačilce (npr. energija iz zračnih vodov je razpoložljiva samo na poteh do ali iz področja kopov, ne pa tudi na področju natovarjanja ali drugih delih dnevnega kopa samega). Zaradi tega je nujno nadaljevati z zagotavljanjem vgrajene dizelelektrične energije na vlačilcih. Vlačilci se lahko premikajo z energijo, generirano na njih samih, v področjih, kjer ni razpoložljive energije iz zračne mreže, v drugih delih njih obremenilnega cikla pa se preklopijo na energijo iz zračne mreže. To pa zahteva sistem za sprejem tako električne energije, generirane na vlačilcu, kot tudi električne energije enosmernega toka nespremenljive napetosti iz zunanjega vira, tj. zračnih vodov. Ta način delovanja se običajno imenuje "podprtost s tokovnim odjemnikom", ker je energija iz zračnih vodov ali žic tokovnih odjemnikov razpoložljiva samo v določenih področjih, da bi se podprlo delo vlačilcev.Due to the high prices of fossil fuels and the limitation of engine power, it is sometimes desirable for off-road tractors and similar vehicles to be driven by a pantograph system using an external power source such as a power supply for the DC electric motors of the wheels. air power supply network. Since the power source of the air network is a fixed voltage system, the control systems for voltage and current regulation required by the DC wheel motors must be installed. Electricity from the air network is often available only in the part of the area where the tugs are used (eg, power from air lines is only available on routes to or from the mine area, but not in the loading area or other parts of the daily mine itself). For this reason, it is imperative to continue to provide onboard tractor diesel power. Tractors can move with energy generated on their own in areas where there is no available energy from the air network, and in other parts of their load cycle they can switch to energy from the air network. This, in turn, requires a system to receive both the electricity generated on the tugboat and the DC power of a constant voltage from an external source, ie. air ducts. This mode of operation is commonly referred to as " current pantry support " because energy from air ducts or pantograph wires is only available in certain areas to support the operation of tugs.

Na obstoječih vlačilcih, ki izkoriščajo podprtost s tokovnim odjemnikom, so predvideni mehanski stikalni sistemi, tako da se DC elektromotorji koles vlačilcev izklapljajo iz in vklapljajo v vgrajen dizelelektrični sistem vozila ter so krmiljeni z drugo upravljalno napravo toka, ki regulira napajalno napetost in tok iz mreže tokovnih odjemnikov za DC elektromotorje koles. Kadar energija iz žic tokovnih odjemnikov ni razpoložljiva, se DC elektromotorji koles ponovno priklopijo na vgrajeni dizelelektrični sistem. To tvori delovno izbiro "ali-ali" in postavlja stroge omejitve na delovne postopke. Mehanska oprema za priklapljanje in drug krmilni sistem, potreben za delo z zračnimi vodi, prav tako večajo kapitalske in vzdrževalne stroške. Poleg tega mora vgrajeni motor pri obstoječih sistemih s podprtostjo s tokovnim odjemnikom delovati še naprej, tudi ko vlačilec deluje na energijo iz mreže tokovnih odjemnikov, da bi se zagotovilo energijo za pomožne funkcije vozila.Existing tugboats utilizing a pantograph support are provided with mechanical switching systems so that the tug-of-war DC electric motors are disconnected from and plugged into the vehicle's built-in diesel-electric system and controlled by another current control that regulates the supply voltage and mains current pantographs for DC electric motors of wheels. When power is not available from the pantograph wires, the DC wheel motor motors are reconnected to the built-in diesel system. This forms a work selection of " or-or " and places severe restrictions on work procedures. Mechanical coupling equipment and other control systems required for air duct work also increase capital and maintenance costs. In addition, the installed engine must continue to operate on existing pantograph systems, even when the tractor is powered by power from the pantograph to provide energy for the auxiliary functions of the vehicle.

Zaradi tega je prvenstvena naloga predloženega izuma ustvariti sistem za poganjanje in zaustavljanje terenskih vlačilcev, pri katerem bi se začetna moč, generirana pri režimu zaustavljanja, mogla vrniti v električni sistem izmeničnega toka, da sprejme obremenitve, 4 ki jih sicer nosi motor z notranjim zgorevanjem.Therefore, it is a primary object of the present invention to provide a system for propelling and stopping off-road tractors, in which the initial power generated during the shutdown mode can be returned to the AC system to accommodate loads otherwise borne by the internal combustion engine.

Druga naloga je ustvariti sistem, pri katerem bodo v bistvu vsem zahtevam po energiji s strani motorja z notranjim zgorevanjem in sistema izmeničnega električnega toka zadoščeno, predno je kakršnakoli količina energije, generirana pri režimu zaustavljanja, oddana preko upora za zaustavljanje.Another task is to create a system where essentially all the energy requirements of the internal combustion engine and the AC system are satisfied before any amount of energy generated in the shutdown mode is transmitted through the stop resistor.

Nadaljnja naloga je ustvariti takšen sistem, pri katerem se bo energijo iz pomožnega vira z nespremenljivo napetostjo lahko pripeljalo v sistem napajanja DC elektromotorjev koles, ne da bi se moralo motorje najprej izklopiti iz vgrajenega dizelelektričnega sistema vozila.It is a further task to create a system whereby energy from an auxiliary voltage source can be fed to the DC power supply system of the wheels without having to first disconnect the engines from the vehicle's built-in diesel system.

Naslednja naloga je ustvariti tak sistem, ki bo lahko izkoriščal pomožno energijo iz zračne mreže v širokem obsegu nespremenljivih napetosti od najmanj okoli 1000 do najmanj okoli 2000 V. Še nadaljnja naloga je ustvariti tak sistem, da se energija iz mreže tokovnih odjemnikov lahko uporablja za napajanje DC elektromotorjev koles pri režimu poganjanja, da se zadovolji vse druge potrebe vlačilca po električni energiji, kot tudi da se zagotovi energijo za motor z notranjim zgorevanjem, s čimer bi se motor osvobodilo vseh pomožnih in parazitskih obremenitev, tako da motor v obdobju, ko je na razpolago energija iz mreže tokovnih odjemnikov, v bistvu ne potrebuje goriva.The next task is to create a system that can utilize the auxiliary energy from the air network over a wide range of fixed voltages from at least about 1000 to at least about 2000 V. Another task is to create such a system that energy from the pantograph network can be used to power DC electric motors of the wheels in propulsion mode to meet all other tractor's power needs, as well as to provide energy for the internal combustion engine, thereby freeing the engine from all auxiliary and parasitic loads, so that the engine during the period when the energy available from the pantograph is essentially fuel-free.

Ta in druge naloge in prednosti predloženega izuma so razvidne iz nadaljnjega detajlnega opisa in predstavitve ter in naslednjih skic, na katerih iste številke označujejo iste dele, in kjer kaže sl. 1 shemo znanega sistema za napajanje in zaustavljanje terenskega vlačilca, sl. 2 shemo sistema po predloženem izumu za napajanje in zaustavljanje terenskega vlačilca, sl. 3 shemo alternativnega sistema po predloženem izumu za napajanje in zaustavljanje terenskega vlačilca.These and other objects and advantages of the present invention are apparent from the following detailed description and presentation and and subsequent drawings, in which the same numerals denote the same parts, and where FIG. 1 is a diagram of a known off-road tractor power and shutdown system, FIG. 2 is a schematic diagram of a system of the present invention for powering and stopping an off-road tractor, FIG. 3 is a diagram of an alternative system according to the present invention for powering and stopping an off-road tractor.

Na sl. 1 je shematsko prikazan znani sistem 10 za napajanje in zaustavljanje terenskega vlačilca, kot npr. Marathon LeTourneau TITAN terenskega vozila Model T-2000. Motor 12, 5 napajan z ogljikovodikovim gorivom (prednostno dizel gorivom), je osnovno gonilo in je preko sklopke 14 povezan z generatorjem 16. Generator je prednostno trifazni AC generator, katerega moč je glede na zahteve sistema prilagojena motorju 12. Generator je prilagojen tako, da, kadar ga poganja motor 12, oddaja izmenični tok želene napetosti (prednostno okoli 1000 V) v razvodno napravo za izmenično napetost, kot npr. mrežo izmenične napetosti, prikazano z debelejšimi črtami 18. Sistem, prikazan na sl. 1, se nahaja v popolnosti na vlačilcu in je prilagojen za delo v dveh režimih: režimu poganjanja, pri katerem zagotavlja pogonskim kolesom vlačilca pogonski vrtilni moment, in v režimu zaustavljanja, pri katerem zagotavlja zaustavljalni moment na pogonskih kolesih vlačilca, tako da zaustavlja napredovalno gibanje vlačilca na navzdol nagnjenih površinah.In FIG. 1 is a schematic representation of a known off-road tractor power and shutdown system 10, such as e.g. Marathon LeTourneau TITAN Off-Road Vehicle Model T-2000. The engine 12, 5 is powered by hydrocarbon fuel (preferably diesel), is the primary gearbox and is connected to the generator via the clutch 14. The generator is preferably a three-phase AC generator whose power is adapted to the engine according to the requirements of the system. that when it is driven by motor 12, it outputs the AC voltage of the desired voltage (preferably about 1000 V) to the AC switchgear such as e.g. AC grid shown by thicker lines 18. The system shown in FIG. 1, is fully integrated on the tractor and is adapted to operate in two modes: a driving mode in which it provides the tractor drive wheels with driving torque, and a stopping mode in which it provides a stopping moment on the tractor driving wheels to stop progressive movement tug on sloping surfaces.

Generator 16 je prav tako prilagojen, da sprejema energijo izmeničnega toka iz AC razvodne mreže, kadar sistem 10 funkcionira v režimu zaustavljanja, in je gnan kot AC sinhronski motor, ki preko sklopke 14 posreduje vrtilno energijo motorju 10. Čeprav na sl. ni prikazano, mora motor 12 poleg zagotovitve energije za pogon generatoija 16 zagotoviti tudi energijo za različne pomožne naprave, ki so gnane neposredno z motorjem ali so napajane iz AC napajalne mreže, kot so ventilatorji, črpalka za vodo in gorivo, črpalke hidravličnega sistema, ipd. Motor 12 mora zagotoviti tudi energijo za premagovanje notranjih obremenitev, ki jih tvorijo trenje, tlak goriva in podobno.Generator 16 is also adapted to receive AC energy from the AC distribution network when the system 10 is operating in stop mode and is driven as an AC synchronous motor, which transmits rotational energy to the motor 10 through the clutch 14. not shown, in addition to providing energy to drive the generatoy 16, the engine 12 must also provide power for various auxiliaries powered directly by the engine or powered by an AC power grid such as fans, water and fuel pump, hydraulic system pumps, etc. . The engine 12 must also provide the energy to overcome the internal loads generated by friction, fuel pressure and the like.

Električno povezano z AC razvodno mrežo 18 je razporejen napetostni regulator 20, ki regulira napetost izmeničnega toka v AC razvodni mreži tako, da regulira pretok toka do vzbujalnega polja v rotorskem delu AC generatorja 16, ki je na sl. 1 shematsko prikazan z navojem 22. Napetostni regulatorje prednostno trifazni polvalovni upravljalni pretvornik običajne konstrukcije. Z AC razvodno mrežo sta električno povezana tudi tiristorska pretvornika 24 in 26, ki pretvarjata energijo izmeničnega toka v energijo enosmernega toka, ki preko DC vodov 28 in 30 napaja par DC elektromotorjev 32 in 34 za pogon koles. Motorja 32 in 34 preko pogonskih gredi 36 in 38 ter zobniških reduktorjev 40, 42 po sebi zagotavljata vrtilni moment pogonskim kolesom 44, 46 za poganjanje vlačilca. Prvi motor koles običajno poganja pogonska kolesa na prvi strani vlačilca, drugi pa kolesa na drugi strani vlačilca. 6Electrically connected to the AC distribution network 18, a voltage regulator 20 is arranged, which regulates the AC voltage in the AC distribution network by regulating the flow of current to the excitation field in the rotor part of the AC generator 16, which is in FIG. 1 shows schematically a thread 22. Voltage regulators are preferably a three-phase half-wave control converter of a conventional construction. Thyristor converters 24 and 26 are also electrically connected to the AC distribution network, converting alternating current energy to direct current energy, which supplies a pair of DC motors 32 and 34 to drive wheels via DC lines 28 and 30. The engines 32 and 34, through the drive shafts 36 and 38 and the gear reducers 40, 42, in themselves, provide torque to the drive wheels 44, 46 to drive the tractor. The first wheel motor usually drives the drive wheels on the first side of the tractor and the second one drives the wheels on the other side of the tractor. 6

Tiristorska pretvornika 24, 26 kotve motorja koles sta prednostno trofazna, v celoti krmiljena, polnovalovna tiristorska pretvornika običajne konstrukcije, ki se uporablja pri pogonskih sistemih DC motorjev. Pri takih tiristorskih pretvornikih se napetost izmeničnega toka izravnava in krmili z ustrezno sinhronizacijo izbirnih impulzov do sklopa tiristorjev. Le-ti imajo sposobnost, da prenesejo energijo od izvora izmeničnega toka do potrošnika enosmernega toka na neskončno spremenljiv način od ničelne do naj večje napetosti enosmernega toka, če pa porabnik enosmernega toka postane vir, kar se dogaja, ko sistem 10 obratuje pri režimu zaustavljanja, imata tiristorska pretvornika 24, 26 tudi sposobnost, da vračata energijo nazaj iz sistema enosmernega toka v sistem izmeničnega toka. Najbolj prednostno je, da sta tiristorska kotvena pretvornika 24,26 trofazna, polnovalovno krmiljena izravnalna ali "šestimpulzna mostična pretvornika", ki obsegata šest tiristoijev, priključenih na tri faze izmeničnega toka v mostični konfiguraciji. To je neke vrste dvokvadranten pretvornik, ki oddaja energijo v eni smeri, sprejme pa jo lahko v nasprotni smeri. Ta funkcija pretvornika, namreč, da sprejema energijo s strani enosmernega toka in jo oddaja v AC razvodno mrežo, se bo imenovala "regeneriranje" ali "regeneracija". Z AC razvodno mrežo 18 je povezan tudi pretvornik 58 vzbujalnega polja motorja, ki pretvarja energijo izmeničnega toka v energijo enosmernega toka, da jo preko DC električnih vodov 60 pripeljal do navojev DC pogonskih motorjev 32, 34 koles. Ti vzbujalni navoji so shematsko prikazani na sl. 1 z električnima navojema 62, 64. DC motor mora imeti tudi vzbujalni tok in tok na kotvi, da bi ustvaril vrtilni moment.Thyristor converters 24, 26 The angles of the wheel motor are preferably three-phase, fully controlled, full-wave thyristor converters of the conventional construction used in DC drive systems. With such thyristor converters, the AC voltage is balanced and controlled by the proper synchronization of the selection pulses to the thyristor assembly. They have the ability to transfer energy from the AC source to the DC consumer in an infinitely variable manner from zero to the maximum DC voltage, but if the DC consumer becomes the source, which happens when the system 10 is in shutdown mode, Thyristor converters 24, 26 also have the ability to recover energy back from DC power to AC power. Most preferably, the 24.26 Thyristor Angular Converters are a three-phase, full-wave offset, or " six-pulse bridge inverters " comprising six thyristors connected to three AC phases in the bridge configuration. This is a kind of two-way converter that emits energy in one direction but can receive it in the opposite direction. This converter function, namely that it receives the DC power and transmits it to the AC distribution network, will be called " regeneration " or " regeneration ". An AC field converter 58 is also connected to the AC distribution network 18, which converts alternating current energy into direct current energy to bring it through the DC power lines 60 to the threads of the DC drive motors 32, 34 of the wheels. These excitation threads are shown schematically in FIG. 1 with electric threads 62, 64. The DC motor must also have excitation current and angle current to produce torque.

Tudi pretvornik 58 vzbujanja motorja je tiristorski pretvornik, znan strokovnjakom. Prednostno je to dvojni trifazni polvalovno krmiljeni usmernik ali dvojni triimpulzni pretvornik s središčnim spojem. Le-ta izrablja tri tiristorje, priključene na tri faze izmeničnega toka, da zagotovijo vračanje toka obremenitve na nevtralno v eni smeri, in tri tiristorje, priključene v nasprotni smeri na tri faze izmeničnega toka, da zagotovijo tok obremenitve, vrnjen v nasprotni smeri. Ker lahko vsak trifazni segment dobavlja energijo v eni smeri in jo sprejema nazaj v nasprotni smeri (regeneracija), se temu pogosto reče tudi štirikvadrantni pretvornik. Povratno gibanje toka skozi vzbujalna polja motorja izvaja spremembo smeri vrtilnega momenta motorja, kar omogoča celotnemu motorskemu sistemu, da deluje v štirih kvadrantih (poganja in zaustavlja v smeri naprej in nazaj ter poganja in zaustavlja v nasprotni smeri). 7Also, the motor excitation converter 58 is a thyristor converter known to those skilled in the art. Preferably, this is a dual three-phase half-wave rectifier or a dual three-pulse converter with a center joint. It utilizes three thyristors connected to the three AC phases to ensure that the load current returns to neutral in one direction, and three thyristors connected in the opposite direction to the three AC phases to provide the load current returned in the opposite direction. Since each three-phase segment can supply energy in one direction and receive it back in the opposite direction (regeneration), this is often called a four-quadrant converter. The reverse motion of the current through the excitation fields of the motor performs a change in the direction of the torque of the motor, which allows the whole motor system to operate in four quadrants (drive and stop in the forward and reverse direction and drive and stop in the opposite direction). 7

Preko kroga enosmernega toka sta priključeni skupini zaustavljalnih uporov 48, 50 in par zaustavljalnih diod 52, 54, prikazanih s črtama 28 in 30. Zaustavljalni upori so skupina stopenjsko spremenljivih uporov velike moči za enosmerni tok, ki so sposobni izvesti disipacijo velikih količin električne energije v obliki toplote, kadar sistem 10 deluje v režimu zaustavljanja. Upori so opremljeni s hladilnimi ventilatorji (neprikazano), ki so gnani z električnimi motorji 56. En sam motor 56 lahko zagotovi energijo za pogon hladilnih ventilatorjev obeh skupin zaustavljalnih uporov 48, 50. Kadar sistem deluje v režimu poganjanja, sta zaustavljalni diodi 52, 54 namenjeni blokiranju energije za zaustavljalne upore.Through the dc circuit are connected the groups of arresting resistors 48, 50 and the pair of arresting diodes 52, 54 shown by lines 28 and 30. The arresting resistors are a group of variable-rate DC power resistors capable of dissipating large quantities of electricity in heat when the system 10 operates in stop mode. The resistors are equipped with cooling fans (not shown), which are driven by electric motors 56. A single motor 56 can supply energy to drive the cooling fans of both groups of stop resistors 48, 50. When the system is in the drive mode, the stop diodes are 52, 54 designed to block energy for stop resistors.

Sistem se upravlja s krmilnikom 66, ki je z električnimi vodi 68, 70, 72 in 74 povezan z regulatorjem 20 napetosti, vzbujalnim pretvornikom 58 in kotvenima pretvornikoma 24, 26. Krmilnik je lahko poljubne ustrezne konstrukcije. Od voznika sprejema vhodne signale ukazov o hitrosti, izbiri smeri, ukaze za premikanje naprej ali zaustavljanje, o hitrosti motorja in moči generatorja. Krmilnik prav tako sprejema povratne signale sistema, ki predstavljajo napetost motorja, tok kotve, vzbujalni tok motorja, napetost generatorja, hitrost motorja/frekvenco izmeničnega toka in hitrost motorja. Po želji se da v krmilnik vgraditi tudi dodatne ukaze za voznika, povratne signale in druge krmilne značilnosti.The system is controlled by a controller 66, which is connected to the voltage regulator 20, the excitation converter 58 and the angled converters 24, 26 by electrical lines 68, 70, 72 and 74. The controller can be of any suitable construction. It receives input signals from the driver about speed, direction selection, forward or stop commands, engine speed and generator power. The controller also receives system feedback signals representing the motor voltage, anchor current, excitation motor current, generator voltage, motor speed / ac frequency and motor speed. Optionally, additional driver commands, feedback signals and other control features can be integrated into the controller.

Kot upravljalni in računski del sistema zagotavlja krmilnik 66 logične impulze krmilnih zank in usmerjevalne impulze za regulacijo vseh izhodov pretvornikov. Sestoji se iz nizov in kombinacij proporcionalnih, integralnih in derivativnih krmilnih vezij s prenosno funkcijo, opisano z običajno teorijo krmilnega sistema in povratne zveze. Ta krmilna vezja se da ustvariti z delovnimi vezji ojačevalniškega tipa (analogno) ali prenosnimi enačbami, računanimi z mikroprocesorskimi vezji (digitalno). Posebna narava sistema, katerega se krmili, kot tudi zahteve po močni integraciji, napeljujejo na posebno projektiranje zank po naročilu, namesto da bi se uporabilo standardne razpoložljive računalniške in krmilne sisteme. Prednostno je, da je krmilni sistem zasnovan na zaprtih krmilnih zankah, kjer se odgovor na ukazni nivo vrača nazaj v krmilnik 66, da bi tako postal del procesa krmiljenja. Zunanja ali skupna zanka je odgovor krmilnega sistema na hitrost vozila, s katerim upravlja voznik. Znotraj te zanke so podzanke, ki krmilijo hitrost motorja in napetost generatorja, in notranje zanke, ki krmilijo napetost motorja in parametre toka, ki ustvarjajo motorski moment, s tem pa tudi hitrost motorja. Časovne konstante in prenosne funkcije krmilnih zank so zaradi pravilne sinhronizacije in reagiranja koordinirane. Glavni izhod krmilnika 66 8 so pravilno sinhronizirani izbirni impulzi za razne tiristorske pretvornike, da se dobi zahtevan tok kotve, vzbujaini tok in tok pretvornika za zaustavljanje kot tudi ustrezne napetosti.As a control and computational part of the system, the controller 66 provides logic pulses of the control loops and routing pulses to control all the outputs of the inverters. It consists of arrays and combinations of proportional, integral and derivative control circuits with a transfer function described by conventional control system theory and feedback. These control circuits can be created by amplifier-type working circuits (analog) or transmission equations calculated by microprocessor circuits (digital). The specific nature of the controllable system, as well as the requirements for strong integration, lead to the specific design of custom loops instead of using the standard computer and control systems available. Preferably, the control system is based on closed control loops, where the response to the command level is fed back to controller 66 to become part of the control process. An external or common loop is the response of the steering system to the speed of the driver-controlled vehicle. Inside this loop are sub-loops that control motor speed and generator voltage, and internal loops that control motor voltage and current parameters that generate motor torque, and therefore motor speed. The timing constants and transfer functions of the control loops are coordinated for correct synchronization and response. The main output of the controller 66 8 is a properly synchronized selection pulse for the various thyristor converters to obtain the required anchor current, excitation current and stop current of the inverter as well as the corresponding voltages.

Sistem 10, kot je opisan, se lahko uporablja bodisi za poganjanje bodisi za zaustavljanje terenskega vlačilca. Kadar deluje v režimu poganjanja se dizelski motor 12 izrablja za pogon AC generatorja 16. Potek ko je generator 16 vzbujen, napetost izmeničnega toka pa prične naraščati, vzdržuje napetostni regulator 20 kontrolo napetosti izmeničnega toka z regulacijo toka do vzbuditve 22 generatorja. Krmilnik 66 spremlja napetost in frekvenco generatorja, da bi obdržal ustrezne nivoje. Medtem ko voznik odreja hitrost in smer vozila, zagotavlja krmilnik 66 tiristorjem vzbujalnega pretvornika 58 in prevomikoma 24, 26 kotve motorja izbirne impulze. Ti pretvorniki posredujejo zatem enosmerni tok DC elektromotorjema 32, 34 koles in vzbujalnim navojem 62, 64 motorja. Krmilnik 66 vzdržuje pravilni vrtilni moment in hitrost motorja 32 tako, da spremlja različne povratne signale, ki merijo tok kotve, vzbujaini tok, napetosti in hitrosti motorja, in ki z ustreznim prilagajanjem tiristorskih izbir vzdržujejo pravilne nivoje v pretvornikih. Ko se z namenom, da bi se upočasnilo ali zaustavilo vlačilec, aktivira režim zaustavljanja, vzbujaini pretvornik 58 regenerira obstoječo vzbujalno energijo nazaj v AC razvodno mrežo 18, zatem pa oddaja vzbujaini tok v nasprotni smeri. S tem se spremeni smer vrtilnega momenta in polarnost napetosti na motorjih 32, 34, ki tedaj obratujeta kot DC generatorja. Vzbujaini tok pa alternativno lahko ostane nespremenjen, spremeni pa se smer toka v kotvi vsakega od motorjev 32, 34 koles, kar ponovno povzroči, da delujeta kot DC generatorja.System 10, as described, can be used to either propel or stop the off-road tractor. When operating in the drive mode, the diesel engine 12 is used to drive the AC generator 16. When the generator 16 is excited and the AC voltage starts to rise, the voltage regulator 20 maintains AC voltage control by regulating the current until the generator 22 is excited. Controller 66 monitors the voltage and frequency of the generator to maintain proper levels. While the driver determines the speed and direction of the vehicle, the controller 66 provides the thyristors to the excitation converter 58 and the inverted 24, 26 angles of the motor to the selection pulses. These converters then transmit DC power to DC motors 32, 34 wheels and the excitation thread 62, 64 of the motor. Controller 66 maintains the correct torque and speed of the motor 32 by monitoring various feedback signals that measure anchor current, excitation current, voltages, and motor speed, and which maintain the correct levels in the inverters by adjusting the thyristor choices accordingly. When the shutdown mode is activated in order to slow or stop the tractor, the excitation converter 58 regenerates the existing excitation energy back to the AC distribution network 18 and then emits the exciter current in the opposite direction. This changes the direction of the torque and the polarity of the voltage on the motors 32, 34, which then operate as DC generators. Alternatively, the excitation current can remain unchanged, and the direction of current in the angle of each of the engines 32, 34 wheels is changed, again causing them to act as DC generators.

Pri negativni motorski napetosti sta diodi 52, 54 za zaustavljanje obrnjeni naprej in enosmerni tok, ki ga generirata motorja 32, 34, teče skozi zaustavljalna upora 48, 50, kjer se električna energija pretvarja v toploto. Za pihanje okoliškega zraka prek uporov ali prek reber za izmenjavo toplote, ali česa podobnega, povezanega z upori, so zaradi disipacije generirane toplote razporejeni ventilatorji. Ventilatorji so gnani z električnim motorjem 56, serijsko navitega DC motorja, ki je priključen preko dela zaustavljalnega upora 48. Z naraščanjem zaustavljalne napetosti se veča tudi hitrost motorja 56 ventilatorja, tako da se prek zaustavljalnih uporov 48, 50 samodejno dovaja več hladilnega zraka.In the case of negative motor voltage, the stop diodes 52, 54 are inverted and the direct current generated by the motors 32, 34 flows through the stop resistors 48, 50, where electricity is converted to heat. To blow ambient air through resistors or through heat exchange fins or the like associated with resistors, fans are arranged to dissipate the heat generated. The fans are driven by an electric motor 56, a serially wound DC motor connected via a portion of the stop resistor 48. As the stopping voltage increases, the speed of the fan motor 56 is also increased, so that more cooling air is automatically supplied through the stop resistors 48, 50.

Kotvena pretvornika 24, 26 se da nastaviti tako, da se del energije enosmernega toka, ki jo 9 generirata motorja koles, regenerira nazaj v AC razvodno mrežo 18. Skupek energije, prenesene na zaustavljalna upora 48, 50, in energije, regenerirane v AC mrežo preko kotvenih pretvornikov 24, 26, predstavlja skupno zaustavljalno obremenitev, s katero na pogonska kolesa 44, 46 vlačilca delujeta motorja 32, 34. Energijo izmeničnega toka, ki se jo v AC razvodno mrežo 18 dovaja iz kotvenih pretvornikov 24, 26, se da porabiti za zamenjavo energije izmeničnega toka, ki so jo porabili vzbujalni pretvornik 58 za vzpostavitev vzbujalnih tokov 62, 64, napetostni regulator 20 pri vzpostavljanju vzbujanja 22 generatorja in drugi potrošniki izmeničnega toka v sistemu. Poleg tega se da AC generator 16 upravljati tako, da, kadar ima dovolj energije izmeničnega toka iz kotvenih pretvornikov 24, 26, deluje kot sinhronski motor, ki poganja motor 12 preko sklopke 14, tako da sprejme obremenitve, s katerimi je preko pomožne opreme obremenjen motor, in parazitske obremenitve, tako da se znatno zmanjša potrebna količina goriva za motor. Vendar mora motor delovati tako, da v prostem teku obratuje z delovno hitrostjo, tudi kadar obratuje v stanju "brez obremenitve", s čimer vzdržuje ustrezno napetost in frekvenco generatorja in je po potrebi pripravljen za napajanje sistema z energijo.The angular converter 24, 26 can be adjusted so that a portion of the direct current generated by the wheel motors 9 is regenerated back to the AC distribution network 18. The sum of the energy transferred to the stop resistors 48, 50 and the energy recovered to the AC network through angular converters 24, 26, represents the total stopping load by which the engines 32, 34 are actuated on the drive wheels 44, 46 of the tractor. The AC energy supplied to the AC distribution network 18 from the angular converters 24, 26 is consumable for replacing the AC energy consumed by the excitation converter 58 to establish the excitation currents 62, 64, the voltage regulator 20 in establishing the excitation 22 of the generator and other AC consumers in the system. In addition, the AC generator 16 can be controlled so that when it has enough alternating current energy from the inverters 24, 26, it acts as a synchronous motor, which drives the motor 12 through the clutch 14, to accommodate the loads exerted on the auxiliary equipment engine, and parasitic loads, thus significantly reducing the amount of engine fuel required. However, the engine must be able to operate at idle speed, even when operating at " no load " to maintain the proper voltage and frequency of the generator and, if necessary, ready to power the system.

Nivo moči za zaustavljanje in razdelitev energije motorjema 32, 34 koles se regulira s krmilnikom 66. Obstajajo pa omejitve glede razdelitve energije, generirane tekom zaustavljanja, ker so zaustavljalni upori 48, 50 skupina stopenjskih uporov nespremenljivih vrednosti, napetost in tok, ustvarjena z motorjema 32, 34 pa sta omejena s konstrukcijskimi omejitvami motorjev samih. Moč za zaustavljanje, ki se mora kot moč (v vatih) mehansko generirati v motorjih 32, 34 koles, je električno funkcija produkta napetosti in toka, mehansko pa funkcija produkta momenta in hitrosti. Konstrukcija komutatorja, motorskih navitij in drugi magnetni pogoji omejujejo največjo napetost in velikost toka, ki se ju da komutirati (prenesti s krtačk na komutator) v motorjih. Zaradi tega je potrebno takrat, ko se izbira vrednosti za skupine stopenjskih uporov 48, 50, upoštevati tokovne in napetostne omejitve motorja. Izbrane vrednosti upora so, ko se preuči celoten obseg hitrosti motorja, v najboljšem primeru kompromis. Pri največji napetosti motorja vzpostavljajo upori 48, 50 tok kotve, zgradba motorja pa vzpostavlja delovno hitrost, ki lahko komutira s tem tokom. Pri tej delovni hitrosti mora ves tok, generiran z motorjema 32, 34 koles, teči skozi izbrane upore, da bi se ustvarilo največjo silo (ali napetost) zaustavljanja. Če se ne zahteva največje sile zaustavljanja, se lahko napetost motorja zniža, tako da se zniža tok skozi upore 48, 50, kar omogoča, da se del motorskega toka preko kotvenih pretvornikov 24, 26 regenerira 10 nazaj v AC razvodno mrežo 18. To predstavlja večje tokove in manjši učinek pri isti sili zaustavljanja, kot če se napetost lahko obdrži na največji vrednosti, tok pa zmanjša. Pri hitrostih motorja, manjših od poprej omenjene delovne hitrosti, pride do regeneracije energije v AC razvodno mrežo šele potem, ko so izbrani zaustavljalni upori absorbirali svojo največjo obremenitev za to napetost. Prav tako se lahko druga regeneracija pri manjših silah zaustavljanja udejani z nadaljnjim nižanjem motorske napetosti, vendar pomeni to večje tokove in manjši učinek, kot če se motorje vzdržuje na največji napetosti. Ko pride do regeneracije, je potrebno upoštevati tudi dejstvo, da se ne regenerira več energije, kot jo AC mreža lahko absorbira. Nasprotno, če motorja koles obratujeta s hitrostmi, večjimi od izbrane, se mora tok zaradi dobre komutacije motorjev zmanjšati. Napetost se mora znižati, da bi se zmanjšal tok, kar pomeni, da je sila zaustavljanja zmanjšana proporcionalno kvadratu zahtevanega zmanjšanja toka namesto linearno, kar bi bil primer, ko bi se moglo zadržati največjo vrednost napetosti, zmanjšati pa samo tok.The power level for stopping and distributing energy to the motors 32, 34 of the wheels is regulated by controller 66. However, there are restrictions on the distribution of energy generated during the stopping because the stopping resistors 48, 50 are a group of steady-state resistors of fixed values, voltage and current generated by the motors 32 , 34, however, are limited by the design constraints of the engines themselves. The stopping power, which as a power (in watts) must be mechanically generated in motors 32, 34 of the wheels, is electrically a function of the product of voltage and current, and mechanically it is a function of the product of moment and speed. The design of the commutator, motor windings and other magnetic conditions limit the maximum voltage and the amount of current that can be switched (transferred from the brushes to the commutator) in the motors. Therefore, when selecting the value for the groups of step resistors 48, 50, the current and voltage limits of the motor must be observed. The chosen resistance values are, when the full range of engine speed is examined, a compromise at best. At maximum motor voltage, resistors 48, 50 produce an anchor current, and the motor structure establishes a working speed that can commute with this current. At this operating speed, all current generated by the 32, 34 wheel motors must flow through the selected resistors in order to generate maximum stopping force (or voltage). If no maximum stopping force is required, the motor voltage can be reduced by reducing the current through resistors 48, 50, which allows a portion of the motor current to be regenerated 10 back to the AC distribution network 18 via the angular converters 24, 26. higher currents and less effect at the same stopping force than if the voltage can be kept at maximum value and the current reduced. At engine speeds less than the aforementioned operating speed, energy is recovered into the AC distribution network only after the selected stopping resistors have absorbed their maximum load for this voltage. Also, the second regeneration at lower stopping forces can be accomplished by further lowering the motor voltage, but this results in higher currents and less effect than if the engines are maintained at maximum voltage. When regeneration occurs, the fact that no more energy is recovered than the AC grid can absorb must also be taken into account. On the contrary, if the engines of the wheels operate at speeds higher than the selected one, the current must be reduced due to the good motor commutation. The voltage must be lowered in order to reduce the current, meaning that the stopping force is reduced in proportion to the square of the required current reduction instead of linear, which would be the case where the maximum voltage value could be retained and the current alone reduced.

Kot rezultat teh omejitev je dodaten tok za napajanje preko pretvornikov 24, 26 AC razvodne mreže razpoložljiv samo pri določenih nivojih zaustavljalnega napora. Preostali čas je potrebno v motorju 12 trošiti dodatno gorivo zaradi napajanja motorja za premagovanje parazitskih ali dodatnih obremenitev in zaradi poganjanja generatorja 16 tudi tedaj, ko sistem obratuje v režimu zaustavljanja, medtem ko se uporom 48, 50 dovaja znatne količine energije in razsipa kot toplota. Učinkoviteje bi bilo, če bi se prvo energijo, generirano z motorjema 32, 34, ko obratujeta v režimu zaustavljanja, preko pretvornika dalo voditi neposredno nazaj v AC mrežo, da zamenja obremenitve AC mreže in/ali pomožne in parazitske obremenitve motorjev, predno se kakršnakoli količina energije razsipa preko zaustavljalnih uporov. Vendar to zaradi poprej podanih sistemskih funkcionalnih omejitev ni mogoče z obstoječimi pogonskimi in krmilnimi sistemi vlačilcev.As a result of these limitations, an additional supply current through the inverters 24, 26 of the AC mains is only available at certain levels of stopping power. The remaining time requires additional fuel to be consumed in the engine 12 to power the engine to overcome parasitic or additional loads and to drive the generator 16 even when the system is in shutdown mode, while the resistors 48, 50 supply significant amounts of energy and dissipate as heat. It would be more efficient if the first energy generated by the engines 32, 34 when in shutdown mode could be routed directly back to the AC network via the converter to replace AC network loads and / or auxiliary and parasitic engine loads before any the amount of energy dissipates over the stop resistors. However, due to the previously stated system functional limitations, it is not possible with the existing propulsion and steering systems of the tractor units.

Na sl. 2 je prikazan izboljšan sistem 110 za poganjanje in zaustavljanje vlačilcev po predloženem izumu, ki omogoča, da se začetna energija, generirana med zaustavljanjem, regenerira v AC mrežo, da bi regenerirala vse obremenitve dizelskega motorja, predno se kakršnokoli količino energije odda uporom. Pri izboljšanem sistemu 110 je večina komponent ista ali v bistvu ista kot ustrezni deli in komponente, prikazane in opisane v zvezi z znanim sistemom s sl. 1, pri čemer imajo ustrezne referenčne Številke, pred katerimi je postavljena števka "P. Tako motor 112 v sistemu 110 ustreza dizelskemu motorju 12 iz 11 znanega sistema 10, AC generator 116 ustreza AC generatorju 16, itd.In FIG. 2 shows an improved traction drive and shutdown system 110 of the present invention that allows the initial energy generated during the shutdown to be regenerated in the AC grid to regenerate all diesel engine loads before any amount of energy is transmitted to the resistors. In the enhanced system 110, most of the components are the same or substantially the same as the corresponding parts and components shown and described in connection with the known system of FIG. 1, with the corresponding Reference Numbers preceded by the " P. Thus, motor 112 in system 110 corresponds to diesel engine 12 of the known system 10, AC generator 116 corresponds to AC generator 16, etc.

Pri sistemu 110 so zaustavljalni upori 48, 50 odstranjeni iz tokokroga enosmernega toka, povezanega z motorjema 32, 34, in nadomeščeni z zaustavljalnimi upori 176, ki imajo podobno funkcijo in enako kapaciteto kot kombinirani upori 48, 50 s sl. 1. Upori 176 so povezani s tokokrogom enosmernega toka, prikazanega z napajalnimi vodi 180, 182 za enosmerni tok, ki so po sebi električno povezani z zaustavljalnim pretvornikom 184. Zaustavljalni pretvornik 184 je smotrno povezan z AC razvodno mrežo 118, preko krmilnega voda 186 pa s krmilnikom 166.In system 110, the stop resistors 48, 50 are removed from the DC circuit connected to the motors 32, 34 and replaced by the stop resistors 176 having a similar function and the same capacity as the combined resistors 48, 50 of FIG. 1. Resistors 176 are connected to a direct current circuit shown by the supply lines 180, 182 for direct current, which are themselves electrically connected to the stop converter 184. The stop converter 184 is operably connected to the AC distribution network 118 and via the control line 186. with controller 166.

Zaustavljalni pretvornik 184 je tiristorske vrste in je prednostno trifazni, polnovalovno krmiljeni usmernik, ki izrablja šest tiristorjev, priključenih na tri faze izmeničnega toka v mostični konfiguraciji, podobno kotvenim pretvornikom 124, 126, toda z ustrezno zvečano kapaciteto. V režimu poganjanja deluje sistem 110 v bistvu na enak način kot znani sistem 10 (sl. 1). Energija izmeničnega toka, generirana v AC generatorju 116, gnanim z motorjem 112, se zaradi pretvarjanja v energijo enosmernega toka dovaja preko AC mreže 118 do tiristorskih kotvenih pretvornikov 124, 126. Energija se dovaja do DC elektromotorjev 132, 134 koles in prenaša preko pogonskih gredi 136, 138 in zobniških reduktorjev 140, 142 na pogonska kolesa 144, 146 vlačilca. Zaustavljalni pretvornik se tekom poganjanja ne aktivira, zato se zaustavljalnim uporom energije ne dovaja.The stopping converter 184 is of a thyristor type and is preferably a three-phase, full-wave rectifier utilizing six thyristors connected to three alternating-phase phases in a bridge configuration, similar to angled converters 124, 126, but with a correspondingly increased capacity. In the drive mode, system 110 operates in essentially the same manner as the known system 10 (Fig. 1). The AC energy generated in the AC generator 116 driven by the motor 112 is fed to the thyristor anchor converters 124, 126 to convert the DC power to the DC motors 132, 134 wheels and transmitted through the drive shafts. 136, 138 and gear reducers 140, 142 to tractor wheels 144, 146 of tractor. The stopping converter does not activate during the drive, so it does not supply the stopping resistor.

Ko se aktivira režim zaustavljanja, regenerira vzbujalni pretvornik 58 obstoječo vzbujalno energijo nazaj v AC mrežo, nato pa oddaja vzbujalni tok v nasprotni smeri. S tem se zamenja smer motorskega momenta, pri čemer DC elektromotorja 132, 134 koles delujeta kot DC generatorja, ki sta gnana s pogonskimi kolesi 144, 146 vlačilca. Alternativno se lahko namesto zamenjave smeri vzbujalnega toka spremeni smer toka kotve v motorjih 132, 134 koles, pri čemer se namesto kotvenih pretvornikov 124, 126 uporabi dvojne kotvene pretvornike. Kotvena pretvornika 124, 126 sta nastavljena tako, da se energija regenerira v AC mrežo. Da bi se obdržalo ukazano hitrost vozila, je količina generirane zaustavljalne energije krmiljena s krmilnikom 166. Ker v tokokrogih 128, 130 DC motorja ni več zaustavljalnih uporov, se vsa energija, generirana z motorji, regenerira preko tiristorskih 12 pretvornikov v AC razvodno mrežo 118. Regenerirana energija se najprej izrablja za napajanje vseh drugih obremenitev v AC mreži, kot npr. vzbujalnega pretvornika 158 in napetostnega regulatorja 120. To razbremeni AC generator 116 in zmanjša porabo goriva motorja 112. Ker je dodatno generirana energija razpoložljiva od motorjev 132, 134, sejo dovaja AC generatorju 116, tako da le-ta prične delovati kot AC sinhronski motor, ki poganja motor 112. To popolnoma razbremeni motor 112, kajti energija iz generatorja 116 je na razpolago za zadovoljitev vseh dodatnih in parazitskih energijskih potreb motorja 112, s čimer se poraba goriva v bistvu zmanjša na nič. V tem trenutku je vsa dodatna energija, generirana z motorjema 132, 134 koles, zaradi pretvarjanja v energijo enosmernega toka in porabo v zaustavljalnih uporih 176 prenešena preko AC razvodne mreže 118 do zaustavljalnega pretvornika 184. Motor 156 ventilatorja poganja, tako kot pri sistemu s sl 1, hladilni ventilator (neprikazano) zaradi disipacije generirane toplote v atmosfero.When the shutdown mode is activated, it regenerates the excitation converter 58 to the existing excitation energy back into the AC grid, and then emits the excitation current in the opposite direction. This changes the direction of the motor torque, whereby the DC motors 132, 134 of the wheels act as DC generators driven by the tractor wheels 144, 146 of the tractor. Alternatively, instead of changing the direction of the excitation current, the direction of the angular current can be changed in the motors 132, 134 of the wheels, using dual angular converters instead of the angular converters 124, 126. Angular converters 124, 126 are configured to recover energy into the AC grid. In order to maintain the commanded speed of the vehicle, the amount of stopping energy generated is controlled by controller 166. Since there are no longer stopping resistors in the circuits 128, 130 DC of the motor, all the energy generated by the motors is regenerated via thyristor 12 converters to the AC distribution network 118. Regenerated energy is first used to power all other loads in the AC grid, such as the excitation converter 158 and the voltage regulator 120. This relieves the AC generator 116 and reduces the fuel consumption of the engine 112. As the additional power generated is available from the engines 132, 134, it supplies the session to the AC generator 116 so that it starts to act as an AC synchronous motor, which drives the engine 112. This completely relieves the engine 112, since the energy from the generator 116 is available to meet all additional and parasitic energy needs of the engine 112, thereby substantially reducing fuel consumption to zero. At this point, all the additional energy generated by the engines 132, 134 wheels, due to conversion to direct current energy and consumption in the stop resistors 176, is transmitted via the AC distribution network 118 to the stop converter 184. The fan motor 156 is driven, as in the system of FIG. 1, cooling fan (not shown) due to dissipation of generated heat into the atmosphere.

Krmilnik 166 spremlja količino regenerirane zaustavljalne energije, vnešene v tokokrog izmeničnega toka, število vrtljajev motorja in frekvenco ter napetost AC generatorja kot tudi druge relevantne parametre pogonskega motorja, tako da pravilno upravlja s celotnim funkcioniranjem sistema. Prisotnost tiristorskega pretvornika 184 za zaustavljanje, povezanega z energetskim sistemom izmeničnega toka, omogoča neskočno spremenljivo izročanje viška zaustavljalne energije zaustavljalnim uporom 176. Ker kotveni pretvorniki 124, 126 omogočajo, da se vsa zaustavljalna energija, generirana z motorjema 132, 134, regenerira v AC mrežo, lahko motorja 132, 134 obratujeta na največjih mejah napetosti in toka v celotnem obsegu njih hitrosti, s čimer zagotavljajo največji vrtilni moment in moč za zaustavljanje. S tem so odstranjene funkcionalne omejitve, kijih postavljajo znani sistemi s stopenjskimi zaustavljalnimi upori nespremenljive kapacitete, povezanih preko tokokroga enosmernega toka pogonskim motorjev.Controller 166 monitors the amount of regenerative stopping energy input to the AC circuit, the engine speed and frequency, and the voltage of the AC generator as well as other relevant parameters of the drive motor, by properly managing the overall functioning of the system. The presence of a thyristor converter 184 for shutdown associated with an AC power system allows for an infinitely variable delivery of excess stopping energy to the stopping resistors 176. Because the angled converters 124, 126 allow all the stopping energy generated by the motors 132, 134 to be regenerated into an AC network , motors 132, 134 can be operated at maximum voltage and current limits over their full speed range, providing maximum torque and stopping power. This eliminates the functional constraints imposed by known systems with steady-state stop resistors of fixed capacity, connected via DC motors to drive motors.

Sistem 110 je prav tako prilagojen za sprejem in izrabljanje energije enosmernega toka iz vira izven vlačilca, kot so npr. običajne dvojne zračne linije tokovnih odjemnikov enosmernega toka. Kot je na sl. 2 prikazano s črtkanimi črtami se vlačilcu po želji lahko doda odjemniško enoto 188, ki obsega elemente kot so pantograf ali palice tokovnega odjemnika, ki so shematsko prikazane z oznako 190 in ki se jih po izbiri da priključiti na DC linijo tokovnega odjemnika. Odjemniška enota 188 prav tako obsega elemente za električno povezavo preko vodov 180, 182 enosmernega toka z DC stranjo zaustavljalnega 13 pretvornika 184. Zaustavljalnim uporom 176 je dodana zaustavljal na dioda 178. Odjemniška enota je prilagojena za priključitev na napetostne pole, ki so nasprotni tistim, ki so običajni na zaustavljalnih uporih 176, tako da je dioda 178 normalno usmerjena obratno in izolira zaustavljalne upore 176, s čimer preprečuje odvod energije iz odjemniške mreže v upore.The system 110 is also adapted to receive and utilize DC energy from a source outside the tractor, such as e.g. conventional dual air lines of direct current pantographs. As in FIG. 2 illustrated by dashed lines, a client unit 188 may be added to the hauler if desired, comprising elements such as pantograph or pantograph bars, which are schematically indicated by code 190 and which can be optionally connected to the DC pantograph line. The client unit 188 also comprises elements for electrical connection through the lines 180, 182 DC with the DC side of the stop 13 of the converter 184. The stop resistor 176 has been added stop to diode 178. The client unit is adapted to be connected to voltage terminals opposite to those of which are common on stop resistors 176 such that diode 178 is normally oriented in reverse and isolates stop resistors 176, thereby preventing the energy from the client network from being drawn into the resistors.

Na mestih, kjer je odjemniška napajalna mreža razpoložljiva, se lahko aktivira napravo 190 za priključitev na zračno mrežo, bodisi stori to voznik bodisi samodejna naprava, s čimer se sistem 110 priključi na odjemniško napajalno mrežo. Ko krmilnik 166 zazna, da je vključena odjemniška enota 188, se tiristorje v zaustavljalnem pretvorniku 184 (ki sedaj funkcionira kot kombinirani pretvornik tokovni odjemnik/zaustavljanje) nastavlja tako, da se energija regenerira v AC razvodno mrežo 118. Regenerirana energija se porablja z? napajanje vseh potrošnikov izmeničnega toka na vlačilcu pri režimu poganjanja, vključno s potrebno energijo za pogonska motorja 132, 134, vzbujalni pretvornik 158 in napetostni regulator 120. Dodatna energija izmeničnega toka iz zaustavljalnega pretvornika 174 je na razpolago za pogon AC generatorja 116 kot sinhronskega motorja za popolno razbremenitev motorja 112, s čimer se porabo goriva zmanjša praktično na nič. Da bi se obdržalo želeno napetost sistema, krmilnik 166 nadaljuje s krmiljenjem napetostnega regulatorja 120.Where available on the client power grid, a device 190 for connection to the air network can be activated, either by the driver or an automatic device, thereby connecting the system 110 to the client power supply network. When controller 166 detects that client unit 188 is turned on, the thyristors in the stop converter 184 (which now functions as a combined current collector / stop converter) are adjusted so that the energy is regenerated into the AC distribution network 118. The regenerated energy is consumed by? power to all AC consumers on the tractor in the drive mode, including the required energy for the drive motors 132, 134, the excitation converter 158 and the voltage regulator 120. Additional AC power from the stop converter 174 is available to drive the AC generator 116 as a synchronous motor for complete unloading of the 112 engine, reducing fuel consumption to practically zero. In order to maintain the desired system voltage, the controller 166 continues to control the voltage regulator 120.

Pri sistemu 110 se energijo lahko dovaja v AC mrežo sočasno iz odjemniške enote 188 preko pretvornika 184 in iz AC generatorja 116, gnanega z motorjem 112. Zaradi tega ni potrebno, da se pred priključitvijo na zunanjo odjemniško napajalno mrežo izklaplja ali prekinja vgrajeni dizelelektrični sistem za generiranje energije. Ko je energija iz odjemniške mreže na razpolago, samodejno zamenja energijo izmeničnega toka iz AC generatorja, s čimeri se zmanjša in na koncu odpravi obremenitev motorja 112. Obratno pa, kadar vlačilec zapušča področje, kjer je na razpolago energija iz odjemniške mreže, se naprava 190 za priključitev na odjemniško mrežo izklopi in preneha dovajati energijo iz odjemniške enote v sistem izmeničnega toka. Krmilnik 166 zazna izgubo napajanja iz odjemniške enote in samodejno spusti dodatno gorivo v motor 112, da se preko AC generatorja 116 generira potrebna pogonska energija. Vse to poteka brez uporabe zamotane električne vklopno-izklopne opreme ali posebnega krmilnega sistema za reguliranje napetosti in toka, ki se iz odjemniške mreže vodi k DC pogonskima motorjema 132, 134.For system 110, energy can be supplied to the AC grid simultaneously from the client unit 188 via the converter 184 and from the AC generator 116 driven by the motor 112. Therefore, it is not necessary to switch off or interrupt the built-in diesel electrical system before connecting to an external client power grid. energy generation. When available from the client network, it automatically replaces AC energy from the AC generator, thereby reducing and ultimately eliminating the load on the engine 112. Conversely, when the tractor is leaving the area where client network energy is available, the device 190 to connect to the client network, it switches off and stops supplying power from the client unit to the AC system. Controller 166 detects power loss from the client unit and automatically releases additional fuel into the engine 112 to generate the required propulsion energy through the AC generator 116. All this is done without the use of a coiled electrical start-up equipment or a special control system for regulating voltage and current, which is fed from the client network to the DC drive motors 132, 134.

Pri sistemu s sl. 2 ni potrebno, da je največja napetost odjemniške mreže mnogo višja od 14 največje napetosti, ki se z generatorjem 116 običajno generira v AC razvodnem sistemu 118, da bi tiristorji pravilno delovali. Napetost enosmernega toka, ki se ga dovaja na vsakokratni DC elektromotor 132, 134 preko kotvenih pretvornikov 124, 126 je številčno približno enaka kot napetost izmeničnega toka. Za DC elektromotorja koles, projektirana za 5 obratovanje pri največ okoli 1000 V, je na sl. 2 prikazani sistem primeren za uporabo z odjemniško mrežo za napajanje z do 1000 V. Obstaja določeno število postrojenj za podporo tokovnim odjemnikom v rudnikih po vsem svetu, ki linije tokovnih odjemnikov uporabljajo za napajanje z enosmernim tokom napetosti 1000 do 1200 V, in ki so razporejena kot dodatni vir energije za dizelelektrične vlačilce, kateri obratujejo na strmih nagnjenih 10 površinah. Za takšna postrojenja bi bil primeren sistem za napajanje in zaustavljanje, kot je prikazan na sl. 2, ki izrablja pogonske motorje na 1000 V, in bi zagotavljal znatne prednosti glede na znane sisteme.In the system of FIG. 2, the maximum voltage of the client network is not required to be much higher than the 14 maximum voltage normally generated by the generator 116 in the AC distribution system 118 for the thyristors to function properly. The DC voltage supplied to the respective DC electric motor 132, 134 via the angle converters 124, 126 is numerically approximately the same as the AC voltage. For a DC electric motor designed for 5 operation at a maximum of about 1000 V, FIG. 2 shows a system suitable for use with a supply network of up to 1000 V. There are a number of facilities for supporting pantographs in mines around the world that use pantograph lines to supply DC power from 1000 to 1200 V and which are deployed as an additional source of energy for diesel tugs operating on steeply sloped 10 surfaces. A power and shutdown system as shown in FIG. 2, which uses 1000 V propulsion engines and would provide significant advantages over known systems.

Druga postrojenja za podporo tokovnim odjemnikom pa generirajo napetosti v odjemniški 15 mreži v obsegu od 2000 do 2200 V in ne morejo biti primerna za uporabo z vlačilci, ki imajo vzporedno vezane motorje koles na enosmerni tok napetosti 1000 V kot je prikazano na sl. 2. Zaradi tega sta pri alternativnem izvedbenem primeru izuma ustvarjena postopek in naprava za poganjanje in zaustavljanje terenskih vlačilcev, ki lahko izkoriščajo dodatno energijo iz odjemniške mreže v širokem obsegu napetosti enosmernega toka od okoli 1000 20 do okoli 2200 V. Ta izvedbeni primer, prikazan na sl. 3, obsega sistem 210, ki ima mnogo istih komponent kot sistem 110, prikazan na sl. 2. Ustrezni deli in funkcije so označeni z ustreznimi referenčnimi številkami, pri čemer je prva števka vsake številke komponente spremenjena iz "1" v ''2". Tako je motor 212 s sl. 3 v bistvu enak kot motor 112 z notranjim zgorevanjem s sl. 2, AC generator 216 pa enak kot AC generator 116, itd. 25Other installations for supporting pantographs, however, generate voltages in client 15 grids in the range of 2000 to 2200 V and may not be suitable for use with tractors having parallel motors of wheels to a DC voltage of 1000 V as shown in fig. 2. For this reason, an alternative embodiment of the invention provides a method and apparatus for propelling and stopping off-road tractors that can utilize additional energy from the client network over a wide DC voltage range from about 1000 20 to about 2200 V. This embodiment shown in FIG. 3, comprises a system 210 having many of the same components as the system 110 shown in FIG. 2. The corresponding parts and functions are indicated by the corresponding reference numbers, with the first digit of each component number changed from " 1 " v '' 2 ". Thus, engine 212 of FIG. 3 is substantially the same as the internal combustion engine 112 of FIG. 2, AC generator 216 is the same as AC generator 116, etc. 25

Pri sistemu 210 je AC generator 216 prilagojen za generiranje izmeničnega toka z napetostjo okoli 2000 V, katerega tiristorski kotveni pretvornik 224 pretvori v enosmerni tok iste napetosti za napajanje DC elektromotorjev 232, 234 koles. Ker pa sta pogonska motorja 232, 234 vezana serijsko dobi vsak največ samo okoli 1000 V, kar omogoča uporabo 30 običajnih 1000 V motorjev za pogon koles vlačilca. S to konfiguracijo lahko enota 228 tokovnega odjemnika uporablja enosmerni napajalni tok iz zračne linije vse do okoli 2000 do 2200 V. Ker odjemniški/zaustavljalni pretvornik 284 15 regenerira ves enosmerni tok nižjih napetosti, pridobljen iz odjemniške enote, v AC napajalno mrežo na želeni višji napetosti (npr. 2000 V), se ta sistem brez sprememb v sestavu za poganjanje in zaustavljanje vlačilca lahko uporablja tudi z obstoječimi odjemniškimi linijami napajanja z enosmernim tokom 1000 V.In system 210, the AC generator 216 is adapted to generate alternating current at a voltage of about 2000 V, whose thyristor angular converter 224 converts to direct current of the same voltage to supply DC motors 232, 234 to the wheels. However, since the drive motors 232, 234 are coupled in series each receives only a maximum of about 1000 V each, allowing the use of 30 conventional 1000 V motors to drive the tractor's wheels. With this configuration, unit 228 of the pantograph can use DC power from the air line up to about 2000 to 2200 V. As the client / stop converter 284 15 recovers all DC voltage obtained from the client unit into the AC power supply at the desired higher voltage (eg 2000 V), this system can also be used with existing 1000 V DC client lines without modification in the tractor's drive and stop assembly.

Ker sta oba pogonska motorja 232, 234 in motorski vzbujanji 262, 264 vezani serijsko, daje vsak od motorjev 232, 234 v bistvu enak vrtilni moment pogonskim kolesom 244, 246 vlačilca. V nekaterih primerih, kot so pogoji na spolzki cesti, je lahko zaželeno, da dajejo pogonska kolesa na eni strani vlačilca manjši vrtilni moment od tistih na drugi strani, s čimer se kontrolira zdrs koles. Ta cilj se po želji doseže z vgraditvijo dodatnega tiristorskega vzbujalnega pretvornika 292 v sistem, ki je zgrajen enako kot vzbujaln’ pretvornik 258. Vzbujalni pretvornik 292 je lahko električno povezan z AC razvodno mrežo kot je prikazano in preko krmilnega voda 294 povezan s krmilnikom 266. Dodatni vod 296 enosmernega toka povezuje drugi pretvornik 292 z drugim vzbujalnim navitjem 264, pri čemer sta obe vzbujalni navitji 262, 264 posebej ozemljeni, kot je tudi prikazano. Krmilnik 266 se tedaj lahko uporablja za neodvisno krmiljenje vzbujalnega toka za motorja 232, 234, s čimer se posamično nastavlja velikost poganjalnega ali zaustavljalnega momenta, ki ga generira vsak od motorjev.Since both the drive motors 232, 234 and the motor excitations 262, 264 are serially coupled, each of the motors 232, 234 gives essentially the same torque to the tractor wheels 244, 246. In some cases, such as slippery conditions, it may be desirable to give the drive wheels on one side of the tractor less torque than those on the other, thereby controlling the slip of the wheels. This objective is optionally achieved by incorporating an additional thyristor excitation converter 292 into a system constructed in the same way as excitation converter 258. The excitation converter 292 may be electrically connected to the AC distribution network as shown and connected to the controller 266 via a control line 294. An additional conduit 296 of direct current connects the second converter 292 to the second excitation winding 264, both excitation windings 262, 264 being separately grounded as shown. Controller 266 can then be used to independently control the excitation current for the engines 232, 234, thereby individually adjusting the size of the driving or stopping torque generated by each of the motors.

Delovanje in prednosti sistema 210 za poganjanje oz. zaustavljanje so v bistvu enake kot tiste, opisane v zvezi s sistemom 110, prikazanim na sl. 2, razen da odjemniška enota 288 lahko samodejno sprejme napetost odjemniške mreže od okoli 1000 do okoli 2200 V brez potrebe po spremembi priključkov, vpeljevanju vklopno-izklopnih naprav ali drugih spremembah sistema. Napetost AC generatorja se z delovanjem napetostnega regulatorja 220 samodejno obdrži na želeni višini okoli 2000 V izmeničnega toka. V sistem se lahko vgradi generatorje višje napetosti izmeničnega toka, kar daje proporcionalno večji obseg največje napetosti odjemniške mreže.Performance and benefits of the 210 propulsion system the stops are essentially the same as those described in connection with the system 110 shown in FIG. 2, except that the client unit 288 can automatically receive the voltage of the client network from about 1000 to about 2200 V without the need to change the connectors, introduce the on-off devices or make other changes to the system. The voltage of the AC generator is automatically maintained at the desired altitude of about 2000 VAC by the operation of the voltage regulator 220. Higher AC power generators can be installed in the system, which gives a proportionally larger range of maximum voltage to the client network.

Predhodna predstavitev in opis je podan samo ilustrativno, zato so mogoče raznorazne spremembe v konfiguraviji, delovanju in krmiljenju sistema, ne da bi se odstopilo od obsega zaščite, predstavljenega v priloženih patentnih zahtevkih. Za strokovnjake je očitno, da se npr. tiristorski pretvornik lahko uporablja za napajanje z energijo AC razvodne mreže iz drugega zunanjega vira napajanja z energijo enosmernega toka, ne glede na to, ali se 16 16 10 zunanja energija dovaja preko zaustavljalnega pretvornika, kot je prikazano na sl. 2 ali 3, ali se energija dovaja preko posebnega odjemniškega pretvornika, priključenega na enoto tokovnega odjemnika. Na tak način se znane sisteme, kot je tisti s sl. 1, lahko modificira, ali se obstoječe vlačilce dopolni za izkoriščanje podprtosti s tokovnim odjemnikom tako, da se doda napravo za priključitev na odjemniško mrežo, ki je preko tiristorskih pretvornikov vključena v AC napajalno mrežo. Funkcionalne prednosti dovajanja energije iz odjemniške linije v AC razvodno mrežo preko tiristorkega pretvornika so uresničene ne glede na to, ali so zaustavljalni upori priključeni na AC napajalno mrežo, kot je prikazano na sl. 2 in 3, ali na linijo DC motorjev, kot je prikazano na sl. 1. Nadalje je iz poprejšnje predstavitve in opisa predloženega izuma očitno, če se znani sistem po sl. 1 modificira tako, da sprejme napajanje iz odjemniške mreže preko tiristorskega pretvornika pri 2000 V, da se motorja 32 34 koles v znanem sistemu da vezati serijsko, druge komponente pa modificirati tako, da sprejmejo približno 2000 V izmeničnega toka v AC napajalni mreži 18. Za vse te opisane modifikacije kot tudi druge, ki so očitne strokovnjakom s tega področja, se šteje, da so v obsegu predloženega izuma.The foregoing presentation and description is provided for illustrative purposes only, and various changes in system configuration, operation and control are possible without departing from the scope of protection presented in the appended claims. It is obvious to experts that e.g. a thyristor converter can be used to supply AC power to the distribution network from another external DC power source, regardless of whether 16 16 10 external energy is supplied through the stop converter, as shown in FIG. 2 or 3, whether the energy is supplied through a dedicated inverter connected to the current pantograph unit. In this way, known systems such as the one in FIG. 1, it may modify whether existing tugs are supplemented to take advantage of the current pantograph by adding a device to be connected to the client network which is connected to the AC power supply via thyristor converters. The functional advantages of supplying power from the client line to the AC distribution network via a thyristor converter are realized regardless of whether the stopping resistors are connected to the AC supply network, as shown in FIG. 2 and 3, or to the line of DC motors as shown in FIG. 1. It is further apparent from the previous presentation and description of the present invention that the known system of FIG. 1 modifies to receive power from the client network through a 2000 V thyristor converter so that the 32 34-wheel motor in the known system can be serially coupled and the other components modified to receive about 2000 V AC in the AC power network 18. For all of these modifications as described, as well as others apparent to those skilled in the art, are considered to be within the scope of the present invention.

Marathon LeToumeau CompanyMarathon LeToumeau Company

LJUBLJANA, ČOPOVA 14LJUBLJANA, ČOPOVA 14

Claims (2)

17 Patentni zahtevki Sistem za poganjanje in zaustavljanje terenskih vlačilcev, značilen po tem, da obsega motor z notranjim zgorevanjem, generator izmeničnega toka, ki je zato, da generira izmenični električni tok, prilagojen za pogon z omenjenim motorjem, razvodno mrežo izmeničnega toka za razvod izmeničnega toka, generiranega z omenjenim generatorjem, napetostni regulator izmeničnega električnega toka, kolesni motor na enosmerni tok za prenos pogonske moči na pogonsko kolo omenjenega vlačilca, kotveni tiristorski pretvornik, prilagojen za sprejem izmeničnega toka iz razvodne mreže izmeničnega toka in za dovajanje enosmernega električnega toka omenjenemu elektromotorju na enosmerni tok za pogon koles, generator vzbujalnega toka zl generiranje enosmernega vzbujalnega toka za motor na enosmerni tok za pogon koles, tiristorski pretvornik vzbujalnega toka za sprejem izmeničnega toka iz omenjene razvodne mreže za izmenični tok in dovod enosmernega toka v omenjeni generator izmeničnega toka, napravo za povezavo s tokovno odjemniško mrežo za selektivno priključitev omenjenega sistema na napajanje z enosmernim tokom iz vira izven omenjenega vlačilca, tiristorski pretvornik tokovne odjemniške mreže za sprejem enosmernega električnega toka iz omenjene naprave za povezavo z odjemniško mrežo in za dovod izmeničnega toka do omenjene razvodne mreže izmeničnega toka, krmilno napravo za krmiljenje delovanja napetostnega regulatorja, kotvenega tiristorskega pretvornika, tiristorskega pretvornika vzbujalnega toka in tiristorskega pretvornika odjemniške mreže, pri čemer se lahko omenjeni terenski vlačilec selektivno premika z energijo, ustvarjeno na samem vlačilcu s pomočjo omenjenega generatorja izmeničnega toka, ali z enosmernim tokom iz omenjenega vira izven omenjenega vlačilca. Sistem po zahtevku 1, značilen po tem, daje omenjeni generator izmeničnega toka prilagojen za to, da, kadar se sistem napaja z električnim tokom iz vira izven omenjenega vlačilca, deluje kot električni motor na izmenični tok, ki poganja omenjeni pogonski motor vlačilca, pri čemer se omenjeni enosmerni tok iz vira izven vlačilca lahko uporablja za odpravo obremenitev omenjenega motorja vlačilca, da bi se s tem znatno zmanjšala poraba goriva tega motorja vlačilca. 18 Sistem po zahtevku 1, značilen po tem, da kotveni tiristorski pretvornik obsega en sam tiristorski pretvornik, ki je priključen na omenjeno razvodno mrežo izmeničnega toka, in da motor na izmenični tok za pogon koles obsega par motorjev na enosmerni tok za pogon koles, ki sta vezana serijsko na strani enosmernega toka omenjenega kotvenega tiristorskega pretvornika. Sistem po zahtevku 3, značilen po tem, da omenjeni tiristorski pretvornik vzbujalnega toka obsega dva tiristorja vzbujalnega toka, priključena na razvodno mrežo izmeničnega toka, in da omenjeni generator vzbujalnega toka obsega dve navitji vzbujalnega toka, pri čemer je vsak od teh navitij vzbujalnega toka električno priključen na enega od dveh tiristorjev vzbujalnega toka in je povezan z enim od dveh serijsko vezanih motorjev na enosmerni tok za pogon koles, pri čemer je vsak od teh dveh tiristorskih pretvornikov vzbujalnega toka lahko neodvisno krmiljen z omenjeno krmilno napravo, da bi se neodvisno reguliralo vzbujalni tok v vsakem od navitij vzbujalnega toka kot tudi velikost momenta, ki ga ustvarja vsak od omenjenih motorjev na enosmerni tok za pogon koles. Sistem za poganjanje terenskega vlačilca, pri katerem motor z notranjim zgorevanjem poganja generator izmeničnega toka za proizvodnjo izmeničnega toka, pri čemer razvodna mreža izmeničnega toka razpeljuje ta izmenični tok, prvi tiristorski pretvornik pa sprejema izmenični tok iz razvodne mreže izmeničnega toka in dobavlja enosmerni tok električnemu motorju na enosmerni tok za pogon kolesa, ki po sebi prenaša pogonsko energijo na pogonsko kolo omenjenega vlačilca, značilen po tem, da da obsega napravo za zvezo z zračno mrežo za selektivno priključitev na enosmerno napajalno mrežo iz sistema izven omenjenega vlačilca, kot tudi drugi tiristorski pretvornik za sprejem enosmernega toka iz naprave za zvezo z zračno napajalno mrežo in dobavo izmeničnega toka v omenjeno mrežo izmeničnega toka, pri čemer se električni tok iz vira izven omenjenega vlačilca lahko uporablja selektivno za zamenjavo izmeničnega toka, pridobljenega iz omenjenega generatorja izmeničnega toka, s čimer se zmanjša porabo goriva pri omenjenem motorju z notranjim zgorevanjem. Sistem po zahtevku 5, značilen po tem, da omenjena naprava za zvezo z zračno 19 linijo obsega sredstva za električno priključitev omenjenega vlačilca na zračno odjemniško linijo. Sistem, ki lahko selektivno deluje v režimu poganjanja in zaustavljanja zaradi selektivnega poganjanja in zaustavljanja terenskega vlačilca, značilen po tem, da obsega motor z notranjim zgorevanjem, generator izmeničnega toka, prilagojen za to, daje, kadar ta sistem deluje v režimu poganjanja, gnan z omenjenim motorjem, da ustvarja izmenični električni tok, in prilagojen, da, kadar sistem deluje v režimu zaustavljanja, deluje kot električni motor na izmenični tok, in da dobavlja energijo omenjenemu motorju z notranjim zgorevanjem, razvodno mrežo izmeničnega toka, prilagojeno, da, kadar ta sistem deluje v režimu poganjanja, vodi električno energijo, ustvarjeno z omenjenim generatorjem, in prilagojena, da, kadar ta sistem deluje v režimu zaustavljanja, dobavlja izmenični tok omenjenemu generatoiju, napetostni regulator za reguliranje napetosti omenjenega izmeničnega električnega toka, motor na enosmerni tok za pogon koles, prilagojen za to, da, kadar ta sistem deluje v režimu poganjanja, prenaša pogonski vrtilni moment na pogonsko kolo omenjenega vlačilca, in prilagojen za to, da, kadar ta sistem deluje v režimu zaustavljanja, deluje kot generator enosmernega toka, ki sprejema pogonsko energijo od omenjenega pogonskega kolesa omenjenega vlačilca, in da ustvarja enosmerni električni tok, s čimer deluje z zaustavljalnim vrtilnim momentom na omenjeno pogonsko kolo, kotveni tiristorski pretvornik, prilagojen, da, kadar ta sistem deluje v režimu poganjanja, sprejema izmenični električni tok iz omenjene razvodne mreže izmeničnega toka, in da dobavlja enosmerni električni tok omenjenemu motorju na enosmerni tok za pogon koles, in prilagojen, da, kadar ta sistem deluje v režimu zaustavljanja, sprejema enosmerni tok, ustvarjen z omenjenim motorjem na enosmerni tok za pogon koles, in da dobavlja izmenični tok omenjeni razvodni mreži izmeničnega toka, napravo za ustvarjanje vzbujalnega toka za generiranje enosmernega vzbujalnega toka za omenjeni motor na enosmerni tok za pogon koles, tirstorski pretvornik vzbujalnega toka za sprejem izmeničnega toka iz razvodne mreže izmeničnega toka in dovod enosmernega toka omenjenemu generatorju vzbujalnega toka, napravo za selektivno vzbujanje omenjenega motorja na enosmerni tok za pogon koles, da obratuje kot motor, kadar je ta sistem aktiviran v režimu poganjanja, in kot generator enosmernega toka, kadar sistem obratuje v režimu 20 zaustavljanja, zaustavljalni upor, prilagojen, da, kadar sistem deluje v režimu zaustavljanja, porabi električno energijo, ki jo ustvarja omenjeni motor na enosmerni tok za pogon koles, tirstorski pretvornik zaustavljalnega upora za sprejem izmeničnega toka iz omenjene razvodne mreže izmeničnega toka in dobavo enosmernega električnega toka do omenjenega zaustavljalnega upora, in napravo za krmiljenje z omenjenim napetostnim regulatorjem, kotvenim tiristorskim pretvornikom, tiristorskim pretvornikom vzbujalnega toka in tiristorskim pratvomikom zaustavljalnega upora, s čimer se krmili smer in velikost vrtilnega momenta za poganjanje in zaustavljanje, ki se pojavlja na omenjenem motorju na enosmerni tok za pogon koles, pri čemer se, kadar ta sistem deluje v omenjenem režimu zaustavljanja, električno energijo, ki jo ustvarja omenjeni motor na enosmerni tok za pogon koles, lahko najprej izrabi za zmanjšanje potrebne energije za omenjeni motor z notranjim zgorevanjem, pri čemer se višek električne energije, ustvarjene z omenjenim motorjem na enosmerni tok za pogon koles, dobavlja zaustavljalnemu uporu. Sistem po zahtevku 2, značilen po tem, da dodatno obsega napravo za priključitev za selektivno priključitev tega sistema na enosmerni tok iz vira izven omenjenega vlačilca in dovod omenjenega zunanjega enosmernega toka do strani enosmernega toka omenjenega tiristorskega pretvornika zaustavljalnega upora, pri čemer se enosmerni tok iz omenjenega tujega vira s pomočjo tega tiristorskega pretvornika zaustavljalnega upora lahko pretvori v izmenični električni tok in se ga pripelje do razvodne mreže izmeničnega toka, da zamenja enosmerni tok, ustvarjen z omenjenim generatorjem izmeničnega toka, in da zmanjša potrebno energijo za omenjeni motor z notranjim zgorevanjem. Sistem po zahtevku 8, značilen po tem, da je omenjena naprava za priključitev v zračno mrežo povezana v ta sistem pri napetosti enosmernega toka nasprotne polarnosti od tiste, ki običajno obstaja na omenjenem zaustavljalnem uporu, in dodatno obsega diodo, povezano v ta sistem med napravo za priključitev v zračno mrežo in omenjenim zaustavljalnim uporom, pri čemer je omenjeni zunanji vir napajanja z enosmernim tokom povezan s tem sistemom preko omenjene naprave za priključitev na zračno linijo, pri čemer omenjena nasprotna polarnost te napajalne 21 linije enosmernega toka spremeni usmerjenost te diode in blokira enosmerni tok iz zračne mreže, tako da teče v omenjeni zaustavljalni upor, medtem ko omogoča pretok enosmernega toka iz zračne mreže v omenjeni tiristorski pretvornik zaustavljalnega upora zaradi pretvarjanja v izmenični tok. Sistem po zahtevku 7, značilen po tem, da omenjeno sredstvo selektivno povzroča, da omenjeni motor na enosmerni tok za pogon kolesa deluje kot motor, kadar ta sistem obratuje v režimu poganjanja, in kot generator enosmernega toka, kadar ta sistem obratuje v omenjenem režimu zaustavljanja zaradi selektivne spremembe smeri omenjenega enosmernega vzbujalnega toka. Sistem po zahtevkih 7, 8, 9 ali 10, značilen po tem, da omenjeni kotveni tiristorski pretvornik obsega en sam tiristorski kotveni pretvornik, priključen na omenjeni razvodni sistem napajanja z izmeničnim tokom, pri čemer omenjeni motor na enosmerni tok za pogon koles obsega par motorjev na enosmerni tok, ki sta serijsko vezana na strani enosmerne napetosti omenjenega kotvenega tiristorskega pretvornika. Sistem po zahtevku 11, značilen po tem, da omenjeni tiristorski pretvornik vzbujalnega toka obsega en sam tiristorski pretvornik vzbujalnega toka in da omenjeni generator vzbujalnega toka obsega dve navitji vzbujalnega toka, vezani serijsko na stran enosmernega toka omenjenega tiristorskega pretvornika vzbujalnega toka, ter je povezan z omenjenim parom električnih motorjev na enosmerni tok za pogon koles, pri čemer ta elektromotorja na enosmerni tok za pogon koles delujeta tako, da dobavljata v bistvu enake vrednosti vrtilnega momenta, kadar ta sistem deluje v režimu poganjanja, in generirata v bistvu enak zaustavljalni moment, kadar ta sistem deluje v režimu zaustavljanja. Sistem po zahtevku 11, značilen po tem, da omenjeni tiristorski pretvornik vzbujalnega toka obsega dva tiristorska pretvornika vzbujalnega toka, priključena na razvodno mrežo izmeničnega toka, in da omenjeni generator vzbujalnega toka obsega dve navitji vzbujalnega toka, pri čemer sta navitji vzbujalnega toka električno povezani z enim od omenjenih tiristorskih pretvornikov vzbujalnega toka, povezanim 22 z enim od obeh serijsko vezanih motorjev na enosmerni tok za pogon koles, pri čemer je vsak od tiristorskih pretvornikov vzbujalnega toka lahko neodvisno krmiljen z omenjeno krmilno napravo, s čimer se regulira količino toka v vsakem od navitij vzbujalnega toka, tako da regulira neodvisno velikost vrtilnega momenta, ki ga ustvarjata elektromotorja na enosmerni tok za pogon koles. Sistem po zahtevku 7, 8, 9 ali 10, značilen po tem, da omenjeni kotveni tiristorski pretvornik obsega več kotvenih tiristorskih pretvornikov, vezanih vzporedno z razvodno mrežo izmeničnega toka, in da omenjeni motor na enosmerni tok obsega več motorjev na enosmerni tok za pogon koles, pri čemer je vsk od teh motorjev na enosmerni tok električno zvezan na enega od kotvenih tiristorskih pretvornikov. Sistem po zahtevku 7, značilen po tem, da omenjeni zaustavljalni upor obsega več stopenjskih uporov, prilagojenih za pretvorbo viška električne energije, ustvarjene v tem sistemu, v toploto, in da obsega dodatne elemente za disipacijo toplote, ki jo ustvarjajo omenjeni upori. Sistem za selektivno poganjanje in zaustavljanje terenskega vlačilca, značilen po tem, da obsega motor z notranjim zgorevanjem, generator izmeničnega toka, ki je mehansko povezan z omenjenim motorjem, razvodno mrežo izmeničnega toka, ki je električno povezana s tem generatorjem izmeničnega toka, napetostni regulator, ki je električno priključen na omenjeno razvodno mrežo izmeničnega toka zaradi regulacije napetosti izmeničnega toka v tej razvodni mreži izmeničnega toka, kotveni tiristorski pretvornik, ki je električno priključen na to razvodno mrežo izmeničnega toka, elektromotor na enosmerni tok za pogon kolesa, kije električno povezan s tem kotvenim tiristorskim pretvornikom, pogonsko kolo omenjenega terenskega vlačilca, ki je mehansko povezano s tem elektromotorjem na enosmerni tok za pogon kolesa, električno navitje za ustvarjanje enosmernega vzbujalnega toka za ta elektromotor na enosmerni tok za pogon kolesa, tiristorski pretvornik vzbujalnega toka, ki je električno priključen na omenjeno navitje in ana omenjeno razvodno mrežo izmeničnega toka, več zaustavljalnih uporov za disipacijo viška električne energije, ustvarjene v tem sistemu, tiristorski pretvornik zaustavljalnega upora, kije električno povezan z omenjenimi več zaustavljalnimi upori in električno povezan z razvodno 23 mrežo izmeničnega toka, pri čemer ta sistem lahko deluje v režimu poganjanja, pri katerem omenjeni motor z notranjim zgorevanjem poganja omenjeni generator izmeničnega toka, da proizvaja izmenični tok za napajanje razvodne mreže izmeničnega toka, da omenjeni kotveni tiristorski pretvornik pretvarja izmenični tok v enosmerni tok za omenjeni elektromotor na enosmerni tok za pogon kolesa, ta elektromotor na enosmerni tok za pogon kolesa pa z želenim pogonskim vrtilnim momentom deluje na omenjeno pogonsko kolo, in da ta sistem lahko deluje tudi pri režimu zaustavljanja, pri katerem je smer toka v polju vzbujalnega toka in v omenjenem elektromotorju na enosmerni tok za pogon kolesa obratne polarnosti, in to pogonsko kolo vlačilca poganja ta elektromotor na enosmerni tok za pogon kolesa, kar povzroča, da omenjeni motor na enosmerni tok za pogon kolesa ustvarja električni tok, ki se z omenjenim kotvenim tiristorskim pretvornikom pretvarja v izmenični tok in dovaja v razvodno mrežo izmeničnega toka, pri čemer generator izmeničnega toka dobiva izmenični tok iz omenjenega razvodnega sistema izmeničnega toka, kar povzroča, da generator izmeničnega toka deluje kot motor na izmenični tok, ki poganja omenjeni motor z notranjim zgorevanjem, tako da zmanjšuje potrebno količino goriva za ta motor, višek izmeničnega toka, ustvarjenega z omenjenim elektromotorjem na enosmerni tok za pogon kolesa, ki ni potreben za zmanjšanje porabe goriva omenjenega motorja, pa porabijo omenjeni zaustavljalni upori in ga razsipajo kot toploto. Sistem po zahtevku 16, značilen po tem, da dodatno obsega napravo za priključitev na zračno linijo, ki se lahko selektivno poveže z virom napajanja z enosmernim tokom izven omenjenega vlačilca, in je električno povezana s stranjo enosmernega toka omenjenega tiristorskega pretvornika zaustavljalnih uporov, pri čemer se električna energija iz omenjenega zunanjega vira lahko selektivno dovaja v ta sistem. Sistem po zahtevku 17, značilen po tem, da dodatno obsega diodo moči, ki je električno vključena v ta sistem med omenjeno napravo za priključitev in omenjenimi zaustavljalnimi upori, pri čemer je ta naprava za priključitev prilagojena za dovajanje enosmernega toka iz tega zunanjega vira v ta sistem s polarnostjo, katera je nasprotna tisti, ki se normalno dovaja tem zaustavljalnim uporom, s čimer omenjena dioda samodejno prepreči, da bi se enosmerni tok iz zunanje mreže pripeljal na 24 zaustavljalne upore. Sistem po zahtevku 16, 17 ali 18, značilen po tem, da sta razporejena dva elektromotorja na enosmmi tok za pogon koles in dva kotvena tiristorska pretvornika, pri čemer je vsak od motorjev za pogon koles priključen na pogonsko kolo omenjenega vlačilca in na kotveni tiristorski pretvornik, pri čemer sta ta kotvena tiristorska pretvornika vzporedno priključena na razvodni sistem izmeničnega toka, pri čemer vsak od elektromotorjev na enosmerni tok lahko obratuje pri največji napetosti, ki je približno enaka največji napetosti, ki jo daje omenjeni generator izmeničnega toka. Sistem po zahtevku 16, 17 ali 18, značilen po tem, da je razporejen par elektromotorjev na enosmerni tok za pogon koles, pri čemer je vsak od teh elektromotorjev na enosmerni tok za pogon koles priključen na pogonsko kolo omenjenega vlačilca, pri čemer je ta par elektromotorjev na enosmerni tok za pogon koles električno serijsko povezan z enim samim tiristorskim pretvornikom, pri čemer vsak od teh elektromotorjev na enosmerni tok lahko deluje pri največji napetosti, enaki približno polovici največje napetosti, ki jo daje generator izmeničnega toka. Sistem po zahtevku 20, značilen po tem, da omenjeni tiristorski pretvornik vzbujalnega toka obsega en sam tiristorski pretvornik vzbujalnega toka in da omenjeno električno navitje obsega dve navitji vzbujalnega toka, serijsko vezani na stran enosmernega toka omenjenega tiristorskega pretvornika vzbujalnega toka in povezani z omenjenim parom elektromotorjev na enosmerni tok za pogon koles, pri čemer ta dva elektromotorja na enosmerni tok za pogon koles delujeta tako, da oddajata pogonski vrtilni moment v bistvu enake velikosti, kadar sistem obratuje v režimu zaustavljanja, in ustarjata zaustavljalni vrtilni moment v bistvu enake velikosti, kadar ta sistem obratuje v režimu zaustavljanja. Sistem po zahtevku 20, značilen po tem, da omenjeni tiristorski pretvornik vzbujalnega toka obsega par tiristorskih pretvornikov vzbujalnega toka, povezanih vzporedno z razvodno mrežo izmeničnega toka, in da omenjeno električno navitje za ustvarjanje enosmernega vzbujalnega toka obsega par takšnih električnih navitij, 25 pri čemer je vsakokratno električno navitje električno povezano z enim od tiristorskih pretvornikov vzbujalnega toka in povezano z enim od omenjenega serijsko vezanega para elektromotorjev na enosmerni tok za pogon koles, pri čemer je vsak od teh tiristorskih pretvornikov vzbujalnega toka lahko neodvisno upravljan z omenjeno krmilno napravo, s čimer se krmili količino toka v vsakem od omenjenih električnih navojev zaradi neodvisnega krmiljenja velikosti vrtilnega momenta, ki ga ustvarja vsak od omenjenega para elektromotorjev na enosmerni tok za pogon koles. Postopek ravnanja z električno napajanim terenskim vlačilcem, ki selektivno izkorišča električno energijo, ustvarjeno na samem vlačilcu, in električno energijo iz zunanjega vira, značilen po tem, da obsega aktiviranje motorja z notranjim zgorevanjem na omenjenem vlačilcu kot glavno gonilo, poganjanje generatorja izmeničnega toka s tem motorjem zaradi ustvarjanja izmeničnega električnega toka z želeno napetostjo, dovajanje izmeničnega toka od tega generatorja izmeničnega toka do razvodne mreže za napajanje z izmeničnim tokom, dovajanje izmeničnega toka od razvodne mreže izmeničnega toka do vsaj enega kotvenega tiristorskega pretvornika, pretvarjanje izmeničnega toka v enosmerni tok v tem kotvenem tiristorskem pretvorniku, dovajanje enosmernega električneg toka od omenjenega kotvenega tiristorskega pretvornika do vsaj enega elektromotorja na enosmerni tok za pogon koles, poganjanje vsaj enega pogonskega kolesa vlačilca z omenjenim elektromotorjem na enosmerni tok za pogon koles, selektivno napajanje drugega tiristorskega pretvornika, razporejenega na omenjenem vlačilcu, z enosmernim tokom iz omenjenega zunanjega vira, pretvarjanje enosmernega toka iz omenjenega zunanjega vira v izmenični tok v omenjenem drugem tiristorskem pretvorniku, dovajanje izmeničnega toka iz omenjenega drugega tiristorskega pretvornika v omenjeno razvodno mrežo izmeničnega toka, in izkoriščanje izmeničnega električnega toka, dovedenega v razvodno mrežo izmeničnega toka iz omenjenega zunanjega vira, za napajanje omenjenega elektromotorja na enosmerni tok za pogon kolesa, da bi se zamenjalo izmenični tok, ustvarjen z omenjenim generatorjem izmeničnega toka, in zmanjšalo porabo goriva omenjenega motorja z notranjim zgorevanjem. Postopek po zahtevku 23, značilen po tem, da dodatno obsega izkoriščanje 26 izmeničnega električnega toka, dovedenega v razvodno mrežo izmeničnega toka iz zunanjega vira, za pogon generatorja izmeničnega toka kot motorja na izmenični tok, in poganjanje omenjenega motorja z notranjim zgorevanjem s pomočjo generatorja izmeničnega toka, ki deluje kot motor na izmenični tok, s čimer se zmanjša porabo goriva tega motorja z notranjim zgorevanjem.17 Claims An off-road tractor start and stop system, characterized in that it comprises an internal combustion engine, an alternator, which, in order to generate an alternating current adapted to drive the said motor, is an alternating current mains for alternating current. the current generated by said generator, the AC voltage regulator, the DC motor wheel for transferring the driving power to the drive wheel of said tractor, an angular thyristor converter adapted to receive AC power from the AC power supply network and to supply DC power to said electric motor dc to drive wheels, exciter generator zl generating dc exciters for dc motor to drive wheels, thyristor exciter converter to receive alternating current from said ac mains and supply dc to said genes alternator, device for connection to a current client network for the selective connection of said system to DC power from a source outside said tractor, a thyristor converter of current client network for receiving DC power from said device for connection to the client network and for supplying AC power to said AC power grid, a control device for controlling the operation of a voltage regulator, an angular thyristor converter, a thyristor excitation current converter and a thyristor converter of the client network, said field tractor being able to selectively move with the energy generated on the tractor itself by means of said tractor current, or direct current from said source outside said tractor. The system of claim 1, characterized in that said alternator is adapted to act as an alternating current motor driving said tractor motor motor when the system is powered by a source outside said tractor. said direct current from a source outside the tractor may be used to eliminate the load on said tractor engine in order to substantially reduce the fuel consumption of that tractor engine. The system of claim 1, characterized in that the angular thyristor converter comprises a single thyristor converter connected to said AC power grid, and that the AC motor comprises a pair of DC motors for driving the wheels, which are connected in series on the DC side of said anchor thyristor converter. The system of claim 3, characterized in that said thyristor excitation current converter comprises two thyristor excitation currents connected to the alternating current distribution network, and said said excitation current generator comprises two windings of excitation current, each of these windings of excitation current being electrically connected to one of the two thyristor excitation currents and connected to one of the two serially coupled DC motors to drive the wheels, each of these two thyristor excitation current converters being independently controlled by said control device to independently regulate the excitation the current in each of the windings of the excitation current as well as the magnitude of the torque generated by each of the said DC motors for driving the wheels. An off-road tractor propulsion system in which an internal combustion engine drives an alternator for alternating current production, the alternating current distribution network distributing this alternating current and the first thyristor converter receiving alternating current from the alternating current distribution network and supplying direct current to the electric motor to direct current for driving a wheel which itself transmits propulsion energy to the drive wheel of said tractor, characterized in that it comprises an air network communication device for selectively connecting to a DC power network from a system outside said tractor, as well as a second thyristor converter for receiving a direct current from an air supply network communication device and supplying an alternating current to said alternating current network, wherein the electrical current from a source outside said tractor can be used selectively to replace the alternating current obtained from said alternating current generator ka, thus reducing the fuel consumption of said internal combustion engine. System according to claim 5, characterized in that said air link device 19 comprises means for electrically connecting said tractor to the air client line. A system capable of operating selectively in the propulsion and stopping mode due to the selective propulsion and stopping of the off-road tractor, characterized in that it comprises an internal combustion engine, an AC generator adapted to give when driven in propulsion mode said motor to generate alternating current and adapted to act as an alternating current electric motor when the system is in shutdown mode and to supply power to said internal combustion engine, alternating current mains adapted to, when the system operates in the drive mode, conducts electricity generated by said generator and is adapted to supply an alternating current to said generator when that system is in stop mode, a voltage regulator for regulating the voltage of said alternating current, a DC motor to drive wheels adapted to that when this system is running in drive mode, transmits the drive torque to the drive wheel of said tractor, and adapted to act as a direct current generator when receiving this power from the drive drive wheel of said tractor and to generate a direct electric drive. a current, thereby acting with a stopping torque on said drive wheel, an angular thyristor converter adapted to receive alternating current from said AC power supply when the system is in drive mode and to supply a direct current to said motor at and is adapted to receive, when this system is in stop mode, to receive DC generated by said motor for DC power and to supply AC power to said AC power supply, a device for generating excitation current. to generate a direct excitation current for the aforementioned i a DC motor for driving the wheels, a thyristor excitation converter for receiving alternating current from the AC power supply network and supplying a direct current to said excitation generator, a device for selectively driving said DC motor to drive the wheels to operate as an engine when this system is activated in the drive mode and as a direct current generator when the system is operating in stop mode 20, a stopping resistor adapted to, when the system is in stop mode, consume the electricity generated by said DC motor for propulsion wheels, a thyristor stop converter for receiving alternating current from said AC mains supply and supplying direct current to said stopping resistance, and a control device with said voltage regulator, an thyristor converter, a thyristor exciter converter and a thyristor follower of stopping resistance, thereby controlling the direction and magnitude of the driving and stopping torque occurring on said DC motor for driving the wheels, whereby, when said system operates in said stopping mode, the electricity generated by said the DC motor may first utilize to reduce the energy required for said internal combustion engine, the excess electricity generated by said DC motor being supplied to the stopping resistor. The system of claim 2, further comprising a connection device for selectively connecting this system to a direct current from a source outside said tractor and supplying said external direct current to the direct current side of said thyristor stopping resistor, wherein the direct current from the said foreign source can be converted to alternating current by means of this thyristor stop-current converter and fed to the alternating current mains to replace the direct current generated by said alternator and to reduce the energy required for said internal combustion engine. System according to claim 8, characterized in that said device for connection to the air network is connected to this system at a DC voltage opposite to that which usually exists at said stopping resistor and further comprises a diode connected to this system between the device for connecting to the air network and said stopping resistor, said external DC power source being connected to this system via said device for connecting to the air line, said opposite polarity of this DC power line 21 changing the orientation of that diode and blocking direct current from the air mains so that it flows into said stopping resistor while allowing the direct current to flow from the air mains into said thyristor stop current resistor for conversion to alternating current. System according to claim 7, characterized in that said means selectively causes said DC motor to act as a motor when the system is operating in drive mode and as a direct current generator when that system is operated in said stop mode due to the selective change in direction of said DC excitation current. The system according to claims 7, 8, 9 or 10, characterized in that said angular thyristor converter comprises a single thyristor angular converter connected to said AC power distribution system, wherein said DC motor comprises a pair of motors to DC, which are serially coupled to the DC side of said angled thyristor converter. System according to claim 11, characterized in that said thyristor excitation current converter comprises a single thyristor excitation current converter and said excitation current generator comprises two windings of excitation current, connected in series to the direct current side of said thyristor excitation current converter, and is connected to it. said pairs of direct-current electric motors for wheel propulsion, wherein these direct-current electric motors for wheel propulsion operate to deliver substantially the same torque values when the system is in drive mode and generate substantially the same stopping torque when this system operates in stop mode. System according to claim 11, characterized in that said thyristor excitation current converter comprises two thyristor excitation current converters connected to the alternating current distribution network, and said said excitation current generator comprises two excitation current windings, the excitation current coils being electrically connected one of said thyristor excitation current converters connected 22 to one of the two serially coupled DC motors to drive the wheels, each of the thyristor excitation current converters being independently controlled by said control device, thereby regulating the amount of current in each of excitation current windings by regulating the independent torque magnitude generated by direct current motors for wheel propulsion. The system according to claim 7, 8, 9 or 10, characterized in that said angular thyristor converter comprises several angular thyristor transducers connected in parallel with the AC power grid, and said said DC motor comprises several DC motors for driving wheels , whereby the vsk of these DC motors is electrically coupled to one of the angular thyristor converters. The system of claim 7, characterized in that said stopping resistor comprises multiple stage resistors adapted to convert the excess electricity generated in that system into heat, and comprises additional heat dissipation elements generated by said resistors. A system for selectively driving and stopping an off-road tractor, characterized in that it comprises an internal combustion engine, an alternator that is mechanically connected to said engine, an AC power grid that is electrically connected to that alternator, a voltage regulator, which is electrically connected to said AC mains due to the regulation of AC voltage in this AC mains, an thyristor converter which is electrically connected to this AC mains, a DC motor for driving a wheel electrically connected therewith angular thyristor converters, a drive wheel of said off-road tractor mechanically coupled to this DC motor to drive the wheel, electric winding to create a direct excitation current for this DC motor to drive the wheel, a thyristor DC exciter converter ktric connected to said winding and to the aforementioned alternating current distribution network, multiple stop resistors for dissipation of excess electricity generated in this system, a thyristor stop resistance converter electrically connected to said multiple stop resistors and electrically connected to an alternating current line 23, wherein the system may operate in a drive mode in which said internal combustion engine drives said alternator to produce alternating current to supply the alternating current distribution network, said angular thyristor converter converting alternating current to direct current for said electric motor to DC the current for the drive of the wheel, and this DC motor for direct drive of the wheel, with the desired driving torque, acts on said drive wheel, and that this system can also operate in stop mode, where the direction of current is in the field of excitation current and in the said electric motor u to DC for driving a reverse polarity wheel, and this tractor drive wheel drives this electric motor to DC for driving the wheel, causing said DC motor to generate electrical current which is converted to the said thyristor inverter by and supplying it to the AC power grid, wherein the AC generator receives AC power from said AC power system, causing the AC generator to act as an AC motor that drives said internal combustion engine by reducing the required amount of fuel for that engine, and the excess AC generated by said DC motor to drive a wheel that is not required to reduce the fuel consumption of said engine is consumed by said stopping resistors and dissipated as heat. The system of claim 16, further comprising a device for connecting to an air line that can selectively connect to a DC power source outside said tractor, and is electrically connected to the DC side of said thyristor stop resistor, wherein the electricity from said external source can be selectively fed into this system. The system of claim 17, further comprising a power diode which is electrically incorporated into this system between said connection device and said stopping resistors, said connection device being adapted to supply direct current from this external source to this system. a system with a polarity opposite to that normally supplied to these arresting resistors, thereby automatically preventing said diode from supplying DC power to 24 arresting resistors. System according to claim 16, 17 or 18, characterized in that two electric motors are arranged on a single current drive for the wheels and two angular thyristor inverters, each of the motors for driving the wheels being connected to the drive wheel of said tractor and to the angular thyristor inverter , wherein these angled thyristor converters are connected in parallel to the alternating current distribution system, each of the DC motors being able to operate at a maximum voltage approximately equal to the maximum voltage supplied by said alternator. A system according to claim 16, 17 or 18, characterized in that a pair of DC motors is arranged to drive the wheels, each of these DC motors being connected to the drive wheel of said tractor, said pair being direct current electric motors for wheel drive electrically connected in series to a single thyristor converter, each of these direct current electric motors being able to operate at a maximum voltage equal to about half the maximum voltage supplied by the alternator. System according to claim 20, characterized in that said thyristor excitation current converter comprises a single thyristor excitation current converter and said electric winding comprises two windings of excitation current, serially connected to the DC side of said thyristor exciter current converter and connected to said electrical exciter current converter dc to drive wheels, wherein these two dc motors operate to emit a driving torque of essentially the same size when the system is in stop mode and to obsolete a stopping torque of essentially the same size when the system is in stop mode. The system of claim 20, characterized in that said thyristor excitation current converter comprises a pair of thyristor excitation current converters connected in parallel to the alternating current distribution network, and said electric winding for generating a direct excitation current comprises a pair of such electrical windings, 25 wherein electrical winding in each case electrically coupled to one of the thyristor excitation current converters and connected to one of said serially coupled DC motors to drive the wheels, each of these thyristor excitation current converters being independently controlled by said control device, thereby controls the amount of current in each of said electrical threads due to the independent control of the torque magnitude generated by each of said pair of DC motors to drive the wheels. The process of handling an electrically powered off-road tractor that selectively utilizes the electricity generated on the tractor itself and the electricity from an external source, characterized in that it comprises activating the internal combustion engine on said tractor as the main drive, driving the alternator current generator engine for generating AC power at the desired voltage, supplying AC power from this AC generator to the AC power supply network, supplying AC power from AC power supply to at least one angular thyristor converter, converting AC power to DC an thyristor converter, supplying a direct current from said angular thyristor converter to at least one DC motor for wheel drive, driving at least one tractor drive wheel with said DC motor with a wheel drive, selectively supplying a second thyristor inverter arranged on said tractor, direct current from said external source, converting direct current from said external source to alternating current in said second thyristor converter, supplying alternating current from said second thyristor inverter and utilizing the alternating current supplied to the alternating current supply from said external source to supply said electric motor to direct current for wheel propulsion to replace the alternating current generated by said alternator and reduce fuel consumption of the said internal combustion engine. The method of claim 23, further comprising utilizing an alternating current 26 supplied to an AC power source from an external source to drive the alternator as an AC motor, and drive said internal combustion engine by means of an alternator which acts as an AC motor, thereby reducing the fuel consumption of this internal combustion engine. 25. Postopek po zahtevku 23, značilen po tem, da obsega dodatne stopnje vzpostavljanja vzbujalnega toka z želeno polariteto za omenjeni elektromotor za pogon koles, selektivnega menjanja polaritete omenjenega vzbujalnega toka, kadar se želi zavirati napredovalno gibanje omenjenega vlačilca, da bi se povzročilo, da ta elektromotor na enosmerni tok za pogon kolesa deluje kot generator enosmernega toka, poganjanja tega elektromotorja na enosmerni tok za pogon koles s pogonskim kolesom vlačilca, da bi proizvajal enosmerni električni tok, dovajanja enomemega toka, ustvarjenega s tem elektromotorjem na enosmerni tok za pogon kolesa, na omenjeni kotveni tiristorski pretvornik, pretvarjanja tega enosmernega električnega toka v izmenični električni tok v omenjenem kotvenem tiristorskem pretvorniku, dovajanja izmeničnega električnega toka iz tega kotvenega tiristorskega pretvornika v omenjeno razvodno mrežo izmeničnega toka, izkoriščanja tega izmeničnega električnega toka iz tega kotvenega tiristorskega pretvornika za pogon generatorja izmeničnega toka kot motorja na izmenični tok, da bi se omenjenemu motorju z notranjim zgorevanjem dovajalo energijo in zmanjšalo potrebe po gorivu zanj, dovajanja dodatne izmenične električne energije iz omenjenega kotvenega tiristorskega pretvornika na električne upore zaradi pretvaijanja v toploto, in disipacije toplote, ustvarjene s temi električnimi upori, s čimer se da zaustaviti napredovalno gibanje omenjenega vlačilca. Marathon LeTourneau Company Za:25. A method according to claim 23, characterized in that it comprises additional steps of establishing an excitation current with the desired polarity for said electric motor for wheel propulsion, selectively changing the polarity of said excitation current when it is intended to inhibit the forward motion of said tractor to cause it to this direct current electric motor to drive the wheel acts as a generator of direct current, to drive that electric motor to direct current to drive the wheels with the drive wheel of the tractor to produce direct current, to supply a single current generated by this electric motor to drive the wheel, to said anchor thyristor converter, converting this direct current to alternating current in said anchor thyristor converter, supplying alternating current from that angled thyristor converter to said alternating current mains, utilizing this alternating current from this an angular thyristor converter for driving an alternator as an alternating current motor to supply said internal combustion engine with energy and reduce fuel requirements for it, supplying additional alternating electricity from said angular thyristor converter to electrical resistors for heat conversion, and the dissipation of heat generated by these electrical resistors, thereby stopping the forward movement of said tractor. Marathon LeTourneau Company For: 22180PP0.IV-VII/9522180PP0.IV-VII / 95
SI9012274A 1990-11-28 1990-11-28 Method and apparatus for propelling and retarding off-road haulers SI9012274B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
YU227490A YU48591B (en) 1989-11-30 1990-11-28 Method and apparatus for propelling and slowing-down off-road haulers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SI9012274A true SI9012274A (en) 1997-12-31
SI9012274B SI9012274B (en) 2000-04-30

Family

ID=25557479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SI9012274A SI9012274B (en) 1990-11-28 1990-11-28 Method and apparatus for propelling and retarding off-road haulers

Country Status (1)

Country Link
SI (1) SI9012274B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SI9012274B (en) 2000-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU639056B2 (en) Method and apparatus for propelling and retarding off-road haulers
US7137344B2 (en) Hybrid energy off highway vehicle load control system and method
US6331365B1 (en) Traction motor drive system
US7571683B2 (en) Electrical energy capture system with circuitry for blocking flow of undesirable electrical currents therein
KR100562092B1 (en) Heating system for a hybrid electric vehicle
US6612245B2 (en) Locomotive energy tender
US7669534B2 (en) Hybrid energy off highway vehicle propulsion circuit
US7448328B2 (en) Hybrid energy off highway vehicle electric power storage system and method
US7848857B2 (en) System and method for braking in an electric vehicle
US7532960B2 (en) Hybrid energy off highway vehicle electric power management system and method
AU2012348038B2 (en) Method and apparatus to eliminate fuel use for electric drive machines during trolley operation
AU2012348038A1 (en) Method and apparatus to eliminate fuel use for electric drive machines during trolley operation
SI9012274A (en) Method and apparatus for propelling and retarding off-road haulers
CA2591696C (en) Method and apparatus for a hybrid battery configuration for use in an electric or hybrid electric motive power system
HRP930418A2 (en) Method and apparatus for propelling and retarding off - road haulers

Legal Events

Date Code Title Description
IF Valid on the prs date