Тяговый электрический привод

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик) 15.09.71 Гасударственный квинтеСовета Министров СССРао делан нзооретеннйн открытий 33) Японн 43) Опубликовано 05,07.77. Бюллетень25 вання опнсання 14.07.7 4 б) Дата опуб 2) Автор изобретенн Иностранец Фукуо ШнбвтвИностранная фирма авасвки Дзюкогно Кабусик(71) Заявител ЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИИ ПРИ(54 эффициента п едотвращення кумулятор ной олеэного действия системы пут нежелательного заряда и рвзр батареи и уменьшения ее нвгре ния КПД тяговый электрик дополнительным злектричес чениым параллельно катушкетивно.емкостиого фильтра текания тока разряда аккуму ння.Для повышепривод снабженвентилем, подклюдуктивности нндук; направлению проторной батареи. Электрический генератор может представлять собой генератор переменного тока с выпрямителем в якорной цепи.Генератор переменного тока может быть вы. полнен с взаимовращающимися якорем и индуктором, один иэ которых механически связан с рото. ром электродвигателя. Один из вращающихся у лов указанного генератора может быть выполнен с цилиндрическими внутренней и внешней поверх. ностями, снабженными магнитопроводамн, обре. зующимн магнитные цепи соответственно генервто. ра н электродвигателя, причем этот узел генератора и ротор электродвигателя могут быть объединены в единый ротор, вращающийся в пространстве между Изобретение относится к области электрическо го привода транспортных средств, колесо которых вращается электродвигателем, питаемым электри.ческой энергией от аккумуляторной батареи, соеди.пенной параллельно с электрическим генератором, приводимым в движение приводным механизмом, апример первичным движителем.Известен тяговый электрический привод, в ко.тором тяговый электродвигатель питается от источ.ника энергии в виде параллельно соединенных аккумуляторной батареи и электрического генератора через тнрнсторный нли транзисторный импульсный прерыватель тока и индуктивно-емкостный фильтр,Недостатком известного привода является импульсньтй характер разряда аккумуляторной бата реи прн открытом состоянии прерыввтеля тока, Аккумуляторная батарея зарвкается электрическим генератором в каждый момент появления "пикового" скачка напряжения, КПД тягового электрического привода вследствие потерь прн пе. 20 резарядке аккумуляторной батареи снижается.Кроме того, имеется нежелательный нагрев ак.кумулятор ной батареи.Целью настоящего изобретения является созда.нне тягового электрического привода без снижения б б 3) УДК 629.113,65(088,8)10 б 20 25 30 И 40 45 50 Я 60 статором электродвигателя и другим вращающимсяузлом генератора.Привод может быть снабжен дополнительныминвертором, а электродвигатель представляет собойасинхронный двигатель с фазным ротором, подключенным к аккумуляторной батарее через дополнительньй инвертор, и якорем, подключенным квыходу генератора переменного тока.На фиг, 1 изображен предлагаемый тяговыйпривод; на фиг. 2 - то же, с асинхронным двигателем с фазным ротором; на фиг,З - то же, сдвухроторным генератором; на фиг, 4 - генератор;на фиг. 5 - тяговый привод с генератором постоянного тока,Тяговый электрический привод содержит при.водной механизм 1, вращающий, электрическийгенератор 2. Первичным двигателем приводного ме.ханиэма 1 могут быть бензиновыйдизельный, паровой, поршневой двигатели, двигатель.Стирлинга,роторный двигатель, а также газовая паровая, воздушная или азотные турбины, Якорная обмоткагенератора 2 соединена с выпрямителем 3, выполненным иэ электрических вентилей. Индуктивноемкостный фильтр содержит конденсатор 4 и катушку индуктивности 5, зашунтированную электрическим вентилем 6, анод которого соединен сположительным полюсом аккумуляторной батареи 7, а катод - со входом импульсного прерывателя тока 8.Тяговый электродвигатель 9 подключен междувыходом импульсного прерывателя тока 8 и отрицательным полюсом аккумуляторной батареи 7, Ротор тятового электродвигателя 9 вращает колесо 10транспортного средства. Конденсатор 4 подключенк выходу электрического генератора таким обра.зом, что он может заряжаться от электрическогогенератора 2 или от электродвигателя 9,На фиг. 2 электродвигатель 9 для привода колеса транспортного средства выполнен асинхроннымдвигателем с фазным ротором и имеет первичную ивторичную обмотки. Первичная обмотка питаетсяпеременным электрическим током от генератора 2переменного тока, а вторичная обмотка питаетсяпеременным электрическим током от источникапостоянного тока, состоящего из аккумуляторнойбатареи 7, подключенной параллельно выпрямителю 3 электрического генератора 2 через прерыва.тель 8 и инвертор 11, состоящий из управляемыхэлектрических вентилей. Асинхронный двигатель сфазным ротором регулируется в широком диапазоне скоростей в том числе и при скольжении большем единицы.На фиг. 3 электрический генератор 2 выполненс двумя роторами 12 и 13, вращающимися относительно друг друга и один из которых снабженякорной обмоткой, а с другой - обмоткой возбуж.дения, На роторе 12 имеется два контактных кольца 14, а на роторе 13 - три контактных кольца 15.Ротор 13 генератора 2 механически обьединен сротором электродвигателя 9, а ротор 14 приводится во вращение приводным механизмом. По существу генератор 2 является электромагнитной муфтой между приводным механизмом 1 и электродвигате. лем 9,На фиг, 3 электродвигатель 9 постоянного тока снабжен обмоткой независимого возбуждения 16 и обмоткой возбуждения 17 и связан с колесом 10 через зубчатую передачу 18, например коробку передач. Электродвигатель постоянного тока снабжен токосъемными щетками 19 и коллектором 20. Ротор 12 генератора 2 снабжен обмоткой возбуждения, которая питается током возбуждения от электрического источника 21 через управляемые электрические вентили 22 и контактные кольца 14, Ротор 13 генератора 2 снабжен якорной обмоткой, которая соединена с выпрямителем 3, составленным иэ электрических вентилей, через контактные кольца 15, Скорость вращения колеса 10 регулируется как совместным, так и раздельным управлением реостатом 23 обмотки независимого возбуждения 16 или устройством управления 24 прерьвателя 8, Эти управляющие устройства могут управляться педалью 25.На фиг, 3 часть выхода приводного механизма 1 может быть передана на нагрузку непосредственно или механически через генератор 2, выполняющий функции электромагнитной муфты. Другая часть выходной энергии приводного механизма 1 может быть преобразована в электрическую энергию с помощью генератора 2,Ротор 12 генератора 2 может приводить во вращение колесо 10, а ротор 13 может приводиться во вращение приводным механизмом 1.Ротор 13, имеющий цилиндрическую внутреннюю поверхность 26, снабженную магнитопроводом 27, образующим магнитную цепь генератора 2, и внешнюю цилиндрическую поверхность 28, снабженную магнитопроводом 29, образующим магнитную цепь электродвигателя 9, и ротор электродвигателя объединены в единый ротор, который вращается в пространстве между статором 30 электроцвигателя 9 и друтим ротором 12 генератора 2. На фиг, 4 электродвигатель 9 является двигателем постоянного тока,Магнитопровод 31, образующий магнитную цепь внутреннего ротора 12 генератора 2, и магии. топровод 32, образующий магнитную цепь статора 30 электродвигателя 9, установлены в сече. нии А - А, перпендикулярном валу внутреннего ротора 12 генератора 2. Якорная обмотка 33 электри. ческого двигателя соединена с коллектором 20.Электрический генератор 2 может служить гене. ратором постоянного тока (фиг, 5), выходные клеммы 34 которого соединены с полюсами ак. кумуляторной батареи 7 через электрический вен. тиль 6, подсоединенный параллельно катушке индуктивности 5,11 ри управлении прсрывателсм 8 электродвига. тепя 9, вращающего колесо 10, в цепи прерывателявозникают импульсы напряжения высокой частоты. Электрическая энергия этих импульсов напряжения поглощается конденсатором 4 и не проходит через катушку индуктивности 5. Так как электрический вентиль 6 не пропускает зарядный ток батареи 7, то на аккумуляторную батарею 7 не поступает электрическая энергия импульсов напряжения высокой частоты, производимых прерывателем 8. Через ка. тушку индуктивности 5 проходит только постоянный ток или электрический ток низкой частоты. Аккумуляторная батарея 7 заряжается постоянным электрическим током через катушку индуктивности 5 от электрического генератора 2 и разряжается через электрический вентиль 6.Электрическая энергия, поглощенная конденсатором 4, может .быть использована для питания электродвигателя 9. Следовательно, аккумуляторная батарея 7 предохраняется от нежелательного заряда и разряда. Таким образом, не возникает нежелательный нагрев аккумуляторной батареи.формула изобретения1, Тяговый электрический привод, содержащий вращаемый приводным механизмом электрический генератор, соединенный с ним через тиристорный прерыватель тока, электродвигатель и аккумуляторную батарею, подключенную параллельно элект. рическому генератору через индуктивно- емкостный фильтр, о тлича ющийся тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен дополнительнымэлектрическим вентилем, подключенным парал.лельно катушке иццуктивности фильтра по направ.лению протекания тока от батареи к электродвига.телю,2. Привод по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю щи й с ятем, что электрический генератор представля.ет собой генератор переменного тока с выпрямителем в якорной цепи.р 3. Привод по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что генератор переменного тока выполнен свзаимно вращающимися якорем и индуктором,один из которых механически связан с роторомэлектродвигателя.4.Приводпопп.1 - 3, о тли ч а ю щи й с я тем,что один из вращающихся узлов указанного генератора выполнен с цилиндрическими внутренней ивнешней поверхностями, снабженными магнитопро.водами, образующими магнитные цепи соответстщ венно генератора и электродвигателя, причем этотузел генератора и ротор электродвигателя объединены в единый ротор, вращающийся в пространствемежду статором электродвигателя и другим вращающимся узлом генератора,25 5, Привод по пп, 1 и 2, отличающийсятем, что он снабжен дополнительным инвертором, аэлектродвигатель представляет собой асинхронныйдвигатель с фазным ротором, подключенным каккумуляторной батарее через дополнительный ин.30 вертор, и якорем, подключенным к выходу генератора переменного тока.564791 д ель В. Куц И. Асталбш Сос актор В. Смирягина И. Гоксич Корре еяре Заказ 2078/22 ЦНИ 13035, Москва, Жиал ППППатент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 893осударственного ком по делам изобрет Подписноеитет Совета Министров СССРний и открытийРаушская наб., д. 4(5