SK162019U1 - Connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors - Google Patents

Connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors Download PDF

Info

Publication number
SK162019U1
SK162019U1 SK162019U SK162019U SK162019U1 SK 162019 U1 SK162019 U1 SK 162019U1 SK 162019 U SK162019 U SK 162019U SK 162019 U SK162019 U SK 162019U SK 162019 U1 SK162019 U1 SK 162019U1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
converter
multiphase
current
motors
electric motor
Prior art date
Application number
SK162019U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK8773Y1 (en
Inventor
Michal Praženica
Slavomír Kaščák
Branislav Dobrucký
Original Assignee
Univ Zilina
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 Univ Zilina filed Critical Univ Zilina
Priority to SK16-2019U priority Critical patent/SK8773Y1/en
Publication of SK162019U1 publication Critical patent/SK162019U1/en
Publication of SK8773Y1 publication Critical patent/SK8773Y1/en

Links

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

The connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors consists of an internal combustion engine (1), an electric generator (2), a smoothing filter (3), a current-powered cyclic converter (4), a left multiphase electromotor (5), a right multiphase electromotor (6), compensating converter (7), battery (8) and control system (9). The connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors belongs to the group of drives for hybrid electric vehicles and is characterized in that the motors are connected in series and powered from one current cycloconverter. The connection has two power sources. The main source is an electric generator powered by an internal combustion engine. The second source is a battery-compensated converter which also serves as an auxiliary source.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Predmetom technického riešenia je zapojenie trakčného prenosu s prúdovým cyklokonvertorom a viacfázovými motormi. Technické riešenie sa týka problematiky hybridných elektrických vozidiel (HEV), teda oblasti automobilovej techniky, elektrotechniky a výkonovej elektroniky.The subject of the technical solution is the connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors. The technical solution concerns the problems of hybrid electric vehicles (HEV), ie the field of automotive technology, electrical engineering and power electronics.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Súčasným trendom je znižovanie emisií výfukových plynov, znižovanie spotreby paliva, zvyšovanie dojazdu. Čoraz viac sa do popredia dostávajú hybridné pohonné systémy, alebo čisto elektrické pohonné systémy.The current trend is to reduce exhaust emissions, reduce fuel consumption, increase range. Hybrid propulsion systems or purely electric propulsion systems are becoming increasingly prominent.

Hybridné elektrické vozidlá pracujú principiálne buď so sériovým, alebo paralelným prenosom trakčného výkonu. Pri paralelnom HEV spaľovací motor aj elektromotor pracujú súčasne (paralelne), výkony sa sčítavajú v mechanickej transmisii hnacej nápravy. Väčšina HEV však využíva sériový prenos výkonu a napäťový napájači systém na báze elektrického meničového prenosu s usmerňovačom, jednosmerným medzi obvodom a napäťovými striedačmi s jedným centrálnym elektromotorom a mechanickým diferenciálnym prevodom Táto elektrická časť prenosu je napájaná z generátora poháňaného spaľovacím motorom Generátor slúži súčasne aj ako štartovací elektromotor pre spaľovací motor. Pri HEV s jedným trakčným motorom musí byť použitý mechanický diferenciál, pri použití elektronického diferenciálu (použité dva trakčné motory) musia byť použité zase dva samostatné meniče. Tieto spôsoby realizácie, ale výrazne znižujú účinnosť systému. V prípade aplikácií s prúdovými meničmi sa pre dosiahnutie rozdielnych otáčok musia použiť dva samostatné prúdové meniče s nezávislou reguláciou, čo zväčšuje rozmery, hmotno sť a cenu.Hybrid electric vehicles operate in principle with either serial or parallel transmission of traction power. In parallel HEV internal combustion engine and electric motor work simultaneously (parallel), the power is added in mechanical transmission of the driving axle. However, most HEVs use serial power transmission and a voltage converter system based on an inverter with a rectifier, DC between the circuit and voltage inverters with one central electric motor and a mechanical differential transmission. This electrical part of the transmission is powered by an internal combustion engine. electric motor for internal combustion engine. For HEVs with one traction motor, a mechanical differential must be used, while using an electronic differential (two traction motors used) two separate inverters must be used. However, these methods of implementation significantly reduce the efficiency of the system. In case of current converter applications, two independent current converters with independent control must be used to achieve different speeds, which increases dimensions, weight and cost.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojenie trakčného prenosu s prúdovým cyklokonvertorom a viacfázovými motormi. Technické riešenie sa skladá z troch častí.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the connection of the traction transmission with the current cyclo-converter and multiphase motors. The technical solution consists of three parts.

Prvú časť tvorí spaľovací motor, ktorý poháňa elektrický generátor a vytvárajú tak nezávislú napájaciu sieť, ktorá zásobuje energiou zvyšnú časť hybridného elektrického vozidla. Ku tejto napájacej sieti je paralelne pripojený aj kompenzačný menič, ktorý plní dve funkcie.The first part consists of an internal combustion engine that powers the electric generator and thus creates an independent power supply network that supplies power to the rest of the hybrid electric vehicle. This power supply is connected in parallel with a compensation converter, which performs two functions.

V prípade potreby do tejto siete dodáva energiu z batérie, alebo v prípade prebytku energie v tejto napájacej sieti ju akumuluje do batérie. Hlavnou činnosťou kompenzačného meniča je kompenzácia nežiaducich zložiek v tejto napájacej sieti tak, aby bol generátor namáhaný len činným výkonom a teda pracoval optimálne.If necessary, it supplies battery power to this network or accumulates it in the battery if there is an excess of power in this network. The main function of the compensation converter is to compensate for unwanted components in this supply network so that the generator is only stressed by the active power and thus works optimally.

Druhá časť je tvorená prúdovo napájaným cyklokonvertorom, ktorý z napájacej siete vytvára požadované napätia pre sériovo zapojené viacfázové elektromotory - ľavý a pravý. Použité trakčné elektromotory musia byť viac ako troj-fázové. Optimálne parametre je možné dosiahnuť použitím 5-fázových motorov. Sériovým zapojením motorov sa dosiahne taký stav, že aj pri rozdielnych rýchlostiach motorov (napríklad počas jazdy v zákrute), a teda aj rozdielnom sklze a zaťažení, sa napätia na motoroch správne prerozdelia aj bez potreby zásahu do riadenia meničov. V prípade rekuperácie (brzdenie vozidla, jazda z kopca) môže prúdovo napájaný cyklokonvertor energiu z trakčných elektromotorov dodávať späť do napájacej siete a následne ju prostredníctvom kompenzačného meniča akumuluje v batérii, alebo je ňou brzdený (odľahčovaný) spaľovací motor.The second part consists of a current-powered cyclo-converter, which generates the required voltages for the series-connected multi-phase electric motors - left and right. The traction motors used must be more than three-phase. Optimal parameters can be achieved by using 5-phase motors. The series connection of motors ensures that even at different motor speeds (eg when cornering) and therefore different slip and load, the voltages on the motors are correctly redistributed even without the need to interfere with the drive control. In the case of regeneration (vehicle braking, downhill driving), the CCD can supply the power from the traction motors back to the mains and then accumulate it in the battery via a compensating converter, or the internal combustion engine can be braked.

Posledná časť je tvorená riadiacim systémom, ktorého úlohou je snímať parametre elektrického generátora, ľavého a pravého viacfázového elektromotora, kompenzačného meniča a batérie a na základe požiadaviek riadiť spaľovací motor, prúdovo napájaný cyklokonvertor, a kompenzačný menič.The last part consists of a control system whose task is to read the parameters of the electric generator, left and right multiphase electric motor, compensating converter and battery and to control the internal combustion engine, current-powered cyclo-converter, and compensating converter.

Zapojenie trakčného prenosu s prúdovým cyklokonvertorom a viacfázovými motormi prináša mnohé výhody, napríklad:The connection of traction transmission with a current cyclo converter and multiphase motors brings many advantages, for example:

- implementovaný elektronický diferenciál - absencia mechanického diferenciálu zvyšuje účinnosť prenosu mechanickej energie a znižuje možnosť výskytu mechanických porúch,- implemented electronic differential - the absence of a mechanical differential increases the efficiency of mechanical energy transmission and reduces the possibility of mechanical failure,

- priamy prenos striedavej elektrickej energie bez jej zmeny na jednosmernú v usmerňovači, čo taktiež zvyšuje účinnosť celého systému,- direct transmission of AC power without changing it to DC in the rectifier, which also increases the efficiency of the whole system,

- paralelná prevádzka elektrického generátora a batérie umožňuje systému pracovať v rôznych samostatných prevádzkových režimoch,- parallel operation of the generator and the battery allows the system to operate in various separate operating modes,

- sériové zapojenie viacfázových motorov - nutnosť použitia iba jedného priameho meniča.- series connection of multiphase motors - only one direct converter required.

S K16-2019 U1With K16-2019 U1

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na obr. 1 je uvedená bloková schéma zapojenia trakčného prenosu s prúdovým cyklokonvertorom a viacfázovými motormi.In FIG. 1 is a block diagram of a traction transmission circuit with a current cyclo-converter and multi-phase motors.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Zapojenie trakčného prenosu s prúdovým cyklokonvertorom a viacfázovými motormi, podľa obr. 1 sa skladá zo spaľovacieho motora 1 a elektrického generátora 2, ktoré sú cez hriadele pružne spojené. Elektrický generátor 2 vytvára nezávislú napájaciu sieť, z ktorej je cez vyhladzovací filter 3 primáme napájaný prúdovo napájaný cyklokonvertor 4. Do tejto siete je pripojený aj kompenzačný menič 7, ktorého režim činnosti závisí od aktuálneho stavu celého systému. Prúdovo napájaný cyklokonvertor 4 vytvára napätie pre sériovo zapojený ľavý viacfázový elektromotor 5 a pravý viacfázový elektromotor 6. Kompenzačný menič 7, podľa režimu činnosti, je buď napájaný z batérie 8, alebo batériu 8 dobíja. O správnu činnosť celého systému sa stará riadiaci obvod 9, ktorý sníma údaje z elektrického generátora 2, ľavého viacfázového elektromotora 5, pravého viacfázového elektromotora 6, kompenzačného meniča 7 a batérie 8 a na základe požiadaviek riadi spaľovacímotor 1, prúdovo napájaný cyklokonvertor 4 a kompenzačný menič 7.The connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors, according to FIG. 1 consists of an internal combustion engine 1 and an electric generator 2 which are resiliently connected via shafts. The electric generator 2 forms an independent supply network, from which the current-powered cyclo-converter 4 is fed directly through the smoothing filter 3. The compensating converter 7, whose operation mode depends on the current state of the whole system, is also connected to this network. The current-powered cyclo-converter 4 generates voltage for the series-connected left multiphase electric motor 5 and the right multiphase electric motor 6. Depending on the mode of operation, the compensation converter 7 is either powered by battery 8 or recharged by battery 8. The correct operation of the whole system is taken care of by the control circuit 9, which reads data from the electric generator 2, the left multiphase electric motor 5, the right multiphase electric motor 6, the compensating converter 7 and the battery 8 and controls the combustion engine 1, the current-powered 7th

Priemyselná 'využiteľnosťIndustrial 'usability

Zapojenie trakčného prenosu s prúdovým cyklokonvertorom a viacfázovými motormi je možné použiť vo všetkých elektrických vozidlách - elektromobiloch HEV - (Elybridné Elektrické Vozidlo), BEV - (Batériové Elektrické Vozidlo), FCEIEV - (Fuel celí hybrid electric vehicle). Uvedené zapojenie je možné použiť aj v diesel-elektrických lokomotívach, e-nákladných automobiloch, manipulačných strojoch, atď.Connection of traction transmission with current cyclo-converter and multiphase motors can be used in all electric vehicles - HEV - (Elybrid Electric Vehicle), BEV - (Battery Electric Car), FCEIEV - (Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle). This connection can also be used in diesel-electric locomotives, e-trucks, handling machines, etc.

S K16-2019 UíS K16-2019 Ui

Zoznam vzťahových značiekList of reference marks

- spaľovacímotor- Combustion engine

- elektrický generátor- electric generator

3 - vyhladzovací filter3 - smoothing filter

-prúdovo napájaný cyklokonvertor-current-powered cyclo-converter

- ľavý viacfázový elektromotor- left multi-phase electric motor

- pravý viacfázový elektromotor- right multi-phase electric motor

- kompenzačný menič- compensating converter

8 - batéria8 - battery

-riadiaci systém-control system

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Zapojenie trakčného prenosu s prúdovým cyklokonvertorom a viacfázovými motormi pozostávajúce zo spaľovacieho motora (1), elektrického generátora (2), vyhladzovacieho filtra (3), prúdovo napájaného cyklokonvertora (4), ľavého viacfázového elektromotora (5), pravého viacfázového elektromotora (6), kompenzačného meniča (7), batérie (8) a riadiaceho systému (9), vyznačujúce sa tým, že hriadeľ spaľovacieho motora (1) je pružne spojený s hriadeľom elektrického generátora (2), ďalej že vyhladzovací filter (3) a kompenzačný menič (7) sú pomocou silových vodičov paralelne pripojené ku elektrickému generátoru (2), pričom kompenzačný menič (7) je pomocou silových vodičov spojený s batériou (8), ďalej že vyhladzovací filter (3) je pomocou silových vodičov pripojený k prúdovo napájanému cyklokonvertoru (4), ku ktorého výstupu sú pomocou silových vodičov do série zapojené ľavý viacfázový elektromotor (5) a pravý viacfázový elektromotor (6), pričom riadiaci systém (9) je pomocou signálových vodičov pripojený ku spaľovaciemu motora (1), prúdovo napájanému cyklokonvertora (4) a kompenzačnému meniču (7), pričom kriadiacemu systému (9) sú pomocou signálových vodičov pripojené elektrický generátor (2), ľavý viacfázový elektromotor (5), pravý viacfázový elektromotor (6) a batéria (8).1. Connection of traction transmission with turbocharger and multiphase motors consisting of internal combustion engine (1), electric generator (2), smoothing filter (3), current-powered cycloconverter (4), left multiphase electric motor (5), right multiphase electric motor (6) ), compensating converter (7), battery (8) and control system (9), characterized in that the shaft of the internal combustion engine (1) is flexibly connected to the shaft of the electric generator (2), furthermore a smoothing filter (3) and compensating the converter (7) is connected in parallel to the power generator (2) by means of power leads, the compensating converter (7) being connected to the battery (8) by means of power leads, furthermore that the smoothing filter (3) is connected to the current-driven cycloconverter (4), to which the left multiphase electric motor (5) and the right multiphase are connected in series via power conductors an electric motor (6), wherein the control system (9) is connected by means of signal wires to the internal combustion engine (1), the current-powered cyclo-converter (4) and the compensating converter (7); (2), left multiphase electric motor (5), right multiphase electric motor (6) and battery (8). 2. Zapojenie trakčného prenosu s prúdovým cyklokonvertorom a viacfázovými motormi podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že počet viacfázových elektromotorov je minimálne dva.A traction transmission circuit with a current cyclo-converter and multi-phase motors according to claim 1, characterized in that the number of multi-phase electric motors is at least two. 3. Zapojenie trakčného prenosu s prúdovým cyklokonvertorom a viacfázovými motormi podľa nároku 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že použité viacfázové elektromotory sú viac ako trojfázové.A traction transmission circuit with a current cyclo-converter and multi-phase motors according to claims 1 and 2, characterized in that the used multi-phase electric motors are more than three-phase.
SK16-2019U 2019-02-18 2019-02-18 Connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors SK8773Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK16-2019U SK8773Y1 (en) 2019-02-18 2019-02-18 Connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK16-2019U SK8773Y1 (en) 2019-02-18 2019-02-18 Connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK162019U1 true SK162019U1 (en) 2019-12-02
SK8773Y1 SK8773Y1 (en) 2020-06-02

Family

ID=68654899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK16-2019U SK8773Y1 (en) 2019-02-18 2019-02-18 Connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK8773Y1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK8773Y1 (en) 2020-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sun et al. Cascaded multiport converter for SRM-based hybrid electrical vehicle applications
EP2079161B1 (en) Alternating current motor drive circuit and electric vehicle drive circuit
CN102130626B (en) Variable voltage converter (VVC) with integrated battery charger
US7932633B2 (en) Apparatus for transferring energy using power electronics and machine inductance and method of manufacturing same
US8013548B2 (en) System, vehicle and related method
KR101766094B1 (en) Power control system for hybrid vehicle
EP1925493A2 (en) Energy management for hybrid energy railway vehicle
JP2006238686A (en) Double-ended inverter drive system topology for hybrid vehicle
WO2018078908A1 (en) Power conversion device
US20150283911A1 (en) Vehicle power sharing and grid connection system for electric motors and drives
Cheng et al. An integrated electrified powertrain topology with SRG and SRM for plug-in hybrid electrical vehicle
JP2006211891A (en) Method of controlling integrated power in double-ended inverter drive system for hybrid vehicle
KR20160050953A (en) Apparatus for converting power of electric vehicle
JP2009278732A (en) Alternating-current motor drive circuit and electric vehicle drive circuit
CN107791851A (en) Non-firm power supply for main capacitor electric discharge
CN101447745B (en) Two-source series inverter
EP2452848B1 (en) Electric vehicle control device
WO2013021486A1 (en) Vehicle control device and diesel hybrid vehicle system
KR102008751B1 (en) Vehicle power control device
JP2012125133A (en) Vehicle motor controller
SK162019U1 (en) Connection of the traction transmission with the current cycloconverter and multiphase motors
CN102358208B (en) Electric driving system for electric vehicle and control method of electric driving system
CN111030550B (en) Motor driver and power system
KR102008752B1 (en) Vehicle power control device
KR102008750B1 (en) Vehicle power control device