×
19.01.2018
218.016.0472

ТИРИСТОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002630474
Дата охранного документа
11.09.2017
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к сильноточной электротехнике и может быть использовано, например, в электромобилях для плавно-ступенчатого регулирования скоростью вращения колесных двигателей постоянного тока. Тиристорный переключатель постоянного тока для электромобиля выполнен из N связанных между собой анодами силовых тиристоров, образующих общий вывод переключателя. Катоды силовых тиристоров образуют N каналов переключения, включение каждого из которых осуществляется n тиристорными оптопарами, тиристоры которых подключены к управляющим электродам силовых тиристоров и общему для всех N тиристорных оптопар незаземленному источнику постоянного тока. Светодиоды оптопар подключены между вторым заземленным низковольтным источником постоянного тока и N выходами дешифратора, к входу которого подключена схема аналого-цифрового преобразователя. Переключение каналов осуществляется изменяющимся напряжением на входе аналого-цифрового преобразователя. Технический результат - повышение числа переключаемых сильноточных каналов и повышение надежности работы сильноточного переключателя. Данное устройство может найти широкое применение в электромобилях и различного рода сильноточных регуляторах напряжения промышленных объектов. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Заявляемое изобретение относится к сильноточной электротехнике и может быть использовано, например, в электромобилях для плавно-ступенчатого регулирования скоростью вращения колесных двигателей постоянного тока.

Известны механические вакуумные сильноточные переключатели со сравнительно небольшим числом переключаемых контактов. Так, известно решение, в котором низковольтный многополюсный сильноточный вакуумный выключатель содержит корпус, преимущественно три вакуумные дугогасящие камеры, расположенные в одной плоскости, пружины поджатая, включающий электромагнит с толкателем, отключающий электромагнит, отключающую пружину, подпружиненную защелку, вал с жестко связанными с ним рычагами для крепления штоков подвижных контактов вакуумных дугогасящих камер, рычажную передачу, содержащую пружину, и механизм свободного расцепления (Патент РФ №2145746, МПК H01H 33/66, приоритет от 24.06.1998 г.). В известном техническом решении вакуумные камеры, рычажный привод и электромагнит включения расположены вдоль осей вакуумных камер, а механизм свободного расцепления - поперек плоскости расположения вакуумных камер. Такое техническое решение уменьшает габариты аппарата в ширину, зато значительно увеличивает габариты в высоту, что существенно снижает область применения такого выключателя.

Недостатком известного устройства является его сложность и сравнительно низкая надежность, а также ограниченное и достаточно малое число коммутируемых каналов.

Указанные недостатки устранены в заявляемом техническом решении.

Целями изобретения являются повышение числа переключаемых сильноточных каналов и повышение надежности работы сильноточного переключателя.

Указанная цель достигается в заявляемом тиристорном переключателе постоянного тока для электромобиля, отличающемся тем, что он выполнен из N связанных между собой анодами силовых тиристоров, образующих общий вывод переключателя, а катоды силовых тиристоров образуют N каналов переключения, включение одного из N тиристоров по соответствующему его переходу «управляющий электрод - катод» силового тиристора осуществляется N тиристорными оптопарами, тиристоры которых включены к управляющим электродам силовых тиристоров и общему для всех N тиристорных оптопар незаземленному источнику постоянного тока, а светодиоды оптопар подключены между вторым заземленным низковольтным источником постоянного тока и N выходами дешифратора, к входу которого подключена схема аналого-цифрового преобразователя, при этом переключение каналов осуществляется изменяющимся напряжением на входе схемы аналого-цифрового преобразователя.

Достижение поставленных целей изобретения объясняется применением сильноточных тиристоров, управляемых от электронного блока управления.

Изобретение понятно из представленных на рис.1 следующих элементов:

1 - источника опорного напряжения,

2 - прецизионного потенциометра (может быть механически совмещен с педалью акселератора электромобиля),

3 - аналого-цифрового преобразователя (АЦП) двоичного m-разрядного кода,

4 - двоичного дешифратора с N выходными каналами,

5 - тиристорных оптопар (или оптотранзисторных) по числу N переключаемых каналов,

6 - силовых тиристоров по числу переключаемых каналов,

7 - заземленного низковольтного источника постоянного тока,

8 - второго незаземленного источника постоянного тока.

На рис. 2 указана силовая литий-ионная батарея из N последовательно соединенных аккумуляторов с отводами от каждого из них. Заземлен плюсовой вывод аккумуляторной батареи с максимальным напряжением 3N В (аккумулятор имеет напряжение около 3 В). Диапазон плавно-ступенчатой регулировки напряжения на колесные двигатели постоянного тока 0…3N вольт с шагом 3 В.

Рассмотрим действие заявляемого устройства.

Известно, что в настоящее время в электромобилях применяют асинхронные двигатели переменного тока в связи с низкой надежностью коллекторных двигателей постоянного тока. Однако это заметно усложняет состав оборудования, поскольку требуется преобразование постоянного тока от батареи аккумуляторов с полным напряжением 300…600 В в трехфазное переменное напряжение с регулируемой частотой. Использование двигателей постоянного тока было бы чрезвычайно эффективным, поскольку никаких блоков преобразования не требуется, а регулировка вращательного момента (и угловой скорости вращения) в двигателях постоянного тока осуществляется простой регулировкой подаваемого к двигателям напряжения непосредственно от аккумуляторной батареи. Однако при этом следует использовать БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЕ двигатели постоянного тока со скользящими контактами, более надежными по сравнению с коллекторными. Такие двигатели предложены в работах [1-6]. Важной их особенностью является то, что вся рабочая обмотка ротора находится постоянно под током (то есть отсутствуют переходные процессы, затрудняющие в коллекторных двигателях повышение скорости вращения ротора), что увеличивает кпд такого двигателя и его быстроходность. А использование неодимовых магнитов для создания в рабочем магнитном зазоре требуемой магнитной индукции позволяет существенно снизить расход электроэнергии.

Переключение N каналов (выводов от аккумулятора, как на рис. 2) к общему выводу (подключаемому к колесным двигателям постоянного т ока) осуществляется одним из N силовых тиристоров 6. Управление включением такого силового тиристора происходит от тиристорной (или фототранзистороной) оптопарой 5, светодиод которой включен между соответствующим выводом дешифратора 4 и заземленным низковольтным источником 7 постоянного тока ИП-1 через ограничительный резистор R1. При этом на включенном выходе дешифратора возникает сигнал «0» (с напряжением 0…+0,4 В), а на остальных его выходах возникают сигналы «1» (с напряжениями 2,4…5 В) для дешифраторов ТТЛ-логики. При зажигании светодиода оптопары становится проводящим тиристор (фототранзистор) этой оптопары, и через управляющий переход силового тиристора 6 протекает отпирающий его ток от второго незаземленного источника 8 постоянного тока (с более высоким напряжением) ИП-2 через ограничивающий резистор R2. На вход дешифратора 4 подается m-разрядный двоичный код с выхода аналого-цифрового преобразователя 3, который работает от источника опорного напряжения 1, например, с напряжением +5 В, а также к его входу подается управляющее напряжение с прецизионного потенциометра 2, также подключенного к источнику опорного напряжения. Число переключаемых каналов определено условием N≤2m.

Например, если батарея аккумуляторов рассчитана на 600 В, то есть в ней используется 200 последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов с напряжением около 3 В, то следует применить 8-разрядный АЦП 3 (AF9042) и 16 дешифраторов ТТЛ-типа К155ИДЗ всего на 256 возможных каналов, из которых будет использовано только первых 200 каналов. Младшие четыре разряда кода от АЦП 3 включают параллельно к входам всех 16-и дешифраторов 4, а старшие 4 разряда этого кода подаются на дополнительный дешифратор типа К155ИД3. все 16 выходов которого подключают соответственно к 16-и входам разрешения включением 16-и выходных дешифраторов. Эта схема отличается от указанной на рис. 1, но легко понятна для специалиста. При этом к колесным двигателям постоянного тока будут подаваться напряжения в диапазоне 0…600 В с шагом 3 В. В качестве тиристоров можно использовать лавинные тиристоры типа ТЛ371-320-8. При напряжении 600 В и общем токе в 300 А при кпд 0,9 имеем максимальную мощность двигателей около 220 л.с. применительно к электромобилям представительского класса.

Литература

1. Меньших О.Ф. Бесколлекторный двигатель постоянного тока. Патент РФ №2391761, опубл. в бюлл. №16 от 10.06.2010.

2. Электрические униполярные машины/Под ред. Л.А. Суханова. М., ВНИИЭМ, 1964.

3. Меньших О.Ф. Бесколлекторный 2-роторный двигатель постоянного тока. Патент РФ №2531029, опубл. в бюлл. №29 от 20.11.2014.

4. Меньших О.Ф. Бесколлекторный двигатель постоянного тока. Патент РФ №2532861, опубл. в бюлл. №33 от 27.11.2014.

5. Меньших О.Ф. Бесколлекторный мотор-генератор постоянного тока. Патент РФ №2545525, опубл. в бюлл. №10 от 10.04.2015.

6. Меньших О.Ф. Электрическая машина. Патент РФ №2565232, опубл. в бюлл. №29 от 20.10.2015.

Тиристорный переключатель постоянного тока для электромобиля, отличающийся тем, что он выполнен из N связанных между собой анодами силовых тиристоров, образующих общий вывод переключателя, а катоды силовых тиристоров образуют N каналов переключения, включение одного из N тиристоров по соответствующему его переходу управляющий электрод - катод силового тиристора осуществляется n тиристорными оптопарами, тиристоры которых подключены к управляющим электродам силовых тиристоров и общему для всех N тиристорных оптопар незаземленному источнику постоянного тока, а светодиоды оптопар подключены между вторым заземленным низковольтным источником постоянного тока и N выходами дешифратора, к входу которого подключена схема аналого-цифрового преобразователя, при этом переключение каналов осуществляется изменяющимся напряжением на входе схемы аналого-цифрового преобразователя.
ТИРИСТОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ
ТИРИСТОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 63.
10.02.2013
№216.012.246b

Устройство для проверки работы однофазных индукционных электросчетчиков

Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано при разработке и исследовании однофазных индукционных электросчетчиков, в частности, на чувствительность к высокочастотным составляющим тока в нагрузках. Устройство для проверки работы однофазных индукционных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474825
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.246c

Устройство для проверки чувствительности индукционных приборов учета электроэнергии к частотной модуляции рабочего тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при испытаниях однофазных индукционных электросчетчиков, в частности, при проверке погрешности отсчета расходуемой электроэнергии при прерывании рабочего тока на повышенной частоте, во много раз превышающей частоту...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474826
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2473

Устройство для проверки чувствительности трехфазных цифровых приборов учета электроэнергии

Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано при разработке и исследовании трехфазных электронных электросчетчиков, устанавливаемых на промышленных объектах и для индивидуальных пользователей взамен устаревшим индукционным приборам учета электроэнергии....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474833
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2474

Схема контроля чувствительности трехфазных электронных приборов учета электроэнергии

Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано при разработке и исследовании трехфазных электронных электросчетчиков, устанавливаемых на промышленных объектах и для индивидуальных пользователей взамен устаревшим индукционным приборам учета электроэнергии....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474834
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.05.2013
№216.012.458b

Способ производства постоянных магнитов

Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано при изготовлении постоянных магнитов с большим энергетическим произведением (ВН) в форме намагниченных колец или полых цилиндров. Предложенный способ производства постоянных магнитов, преимущественно в виде ферромагнитных колец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483380
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4a33

Бестрансформаторный источник постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве простого и экономичного источника постоянного тока низкого напряжения, включаемого к сети переменного тока, и содержит однополупериодные выпрямители и конденсатор фильтра нижних частот, две последовательно включенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484575
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.07.2013
№216.012.5802

Имитатор морской поверхности для статистического исследования распределения морских бликов при работе лазерных доплеровских локаторов по низколетящим ракетам

Устройство может быть использовано при разработке лазерных доплеровских локаторов. Имитатор морской поверхности для статистического исследования распределения морских бликов при работе лазерных доплеровских локаторов по низколетящим ракетам содержит СO-лазер непрерывного действия с передающим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488138
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.5ab2

Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле

Реферат (57) Предложен способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле. В способе измеряют силу давления, возникающую между двумя ферромагнитными образцами, между которыми помещают пьезоэлектрический датчик, выходами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488839
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5ab3

Устройство для проверки магнитной вязкости ферромагнетиков

Предложено устройство для проверки магнитной вязкости ферромагнетиков. Устройство содержит последовательно связанные блок управления, вычисления и индикации, генератор с регулируемой частотой, синхронный двигатель, на оси которого закреплено ферромагнитное кольцо из исследуемого ферроматериала,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488840
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5ab4

Устройство для измерения магнитной вязкости ферромагнетиков

Предложено устройство для измерения магнитной вязкости ферромагнетиков. Устройство содержит последовательно связанные блок управления, вычисления и индикации, многофазный генератор с регулируемой частотой, синхронный двигатель, на оси которого закреплено ферромагнитное тело вращения из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488841
Дата охранного документа: 27.07.2013
Показаны записи 1-10 из 63.
10.02.2013
№216.012.246b

Устройство для проверки работы однофазных индукционных электросчетчиков

Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано при разработке и исследовании однофазных индукционных электросчетчиков, в частности, на чувствительность к высокочастотным составляющим тока в нагрузках. Устройство для проверки работы однофазных индукционных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474825
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.246c

Устройство для проверки чувствительности индукционных приборов учета электроэнергии к частотной модуляции рабочего тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при испытаниях однофазных индукционных электросчетчиков, в частности, при проверке погрешности отсчета расходуемой электроэнергии при прерывании рабочего тока на повышенной частоте, во много раз превышающей частоту...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474826
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2473

Устройство для проверки чувствительности трехфазных цифровых приборов учета электроэнергии

Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано при разработке и исследовании трехфазных электронных электросчетчиков, устанавливаемых на промышленных объектах и для индивидуальных пользователей взамен устаревшим индукционным приборам учета электроэнергии....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474833
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2474

Схема контроля чувствительности трехфазных электронных приборов учета электроэнергии

Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано при разработке и исследовании трехфазных электронных электросчетчиков, устанавливаемых на промышленных объектах и для индивидуальных пользователей взамен устаревшим индукционным приборам учета электроэнергии....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474834
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.05.2013
№216.012.458b

Способ производства постоянных магнитов

Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано при изготовлении постоянных магнитов с большим энергетическим произведением (ВН) в форме намагниченных колец или полых цилиндров. Предложенный способ производства постоянных магнитов, преимущественно в виде ферромагнитных колец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483380
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4a33

Бестрансформаторный источник постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве простого и экономичного источника постоянного тока низкого напряжения, включаемого к сети переменного тока, и содержит однополупериодные выпрямители и конденсатор фильтра нижних частот, две последовательно включенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484575
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.07.2013
№216.012.5802

Имитатор морской поверхности для статистического исследования распределения морских бликов при работе лазерных доплеровских локаторов по низколетящим ракетам

Устройство может быть использовано при разработке лазерных доплеровских локаторов. Имитатор морской поверхности для статистического исследования распределения морских бликов при работе лазерных доплеровских локаторов по низколетящим ракетам содержит СO-лазер непрерывного действия с передающим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488138
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.5ab2

Способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле

Реферат (57) Предложен способ исследования динамики намагничивания ферромагнетика, быстро вводимого в насыщающее сверхсильное магнитное поле. В способе измеряют силу давления, возникающую между двумя ферромагнитными образцами, между которыми помещают пьезоэлектрический датчик, выходами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488839
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5ab3

Устройство для проверки магнитной вязкости ферромагнетиков

Предложено устройство для проверки магнитной вязкости ферромагнетиков. Устройство содержит последовательно связанные блок управления, вычисления и индикации, генератор с регулируемой частотой, синхронный двигатель, на оси которого закреплено ферромагнитное кольцо из исследуемого ферроматериала,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488840
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5ab4

Устройство для измерения магнитной вязкости ферромагнетиков

Предложено устройство для измерения магнитной вязкости ферромагнетиков. Устройство содержит последовательно связанные блок управления, вычисления и индикации, многофазный генератор с регулируемой частотой, синхронный двигатель, на оси которого закреплено ферромагнитное тело вращения из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488841
Дата охранного документа: 27.07.2013
+ добавить свой РИД