×
24.06.2020
220.018.2a4c

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002724214
Дата охранного документа
22.06.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Система электродвижения автономных транспортных средств содержит тепловой двигатель, асинхронные двигатели, асинхронный генератор, активный выпрямитель, автономные инверторы, сглаживающий фильтр и тормозное устройство. Асинхронный генератор жестко соединен с тепловым двигателем и связан с активным выпрямителем, который через сглаживающий фильтр связан с тормозным устройством, которое связано с автономными инверторами. Асинхронные двигатели связаны с автономными инверторами и жестко соединены с движителями транспортного средства. Причем асинхронный генератор и активный выпрямитель подключены к системе управления генератором и активным выпрямителем. Автономные инверторы и асинхронные двигатели подключены к системе управления автономными инверторами и асинхронными двигателями. При этом тепловой двигатель, система управления генератором и выпрямителем, система управления инверторами и асинхронными двигателями подключены к системе управления движением. Технический результат заключается в повышение надежности, ремонтопригодности, а также эффективности электромеханической трансмиссии. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к тяговому электрическому приводу автономного транспортного средства, построенному по системе генератор - преобразователь частоты - двигатель переменного тока, и может быть использовано в качестве устройства регулирования тяги, упора, мощности и скорости транспортного средства.

Известна электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора (патент RU №2179119, опубл. 10.02.2002), содержащая тепловой двигатель, кинематически соединенный с ним электрический синхронный генератор, а также подключенный к генератору через преобразователь частоты тока тяговый асинхронный двигатель. Выходной вал электрического двигателя через зубчатую муфту связан посредством конической передачи с осевым валом, который соединен с входными валами левого и правого механизмов поворота планетарного типа. Последние через бортовые редукторы связаны с ведущими колесами трактора. Система управления трансмиссией включает в себя датчик оборотов выходного вала асинхронного двигателя, датчик и задатчик потока намагничивания асинхронного двигателя, подключенные к выходному блоку управления электромашинами, который соединен с блоком возбуждения синхронного генератора и преобразователем частоты тока. Генератор имеет выход для питания потребителей сети переменного тока. Электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора обеспечивает возможность автоматического регулирования тягового усилия и скорости трактора в широком диапазоне за счет сохранения постоянства мощности при изменении тягового усилия трактора.

Недостатками устройства являются: наличие обмоток на роторе синхронного генератора и на роторе асинхронного двигателя, на которые действуют большие центробежные силы, которые со временем могут привести к разрушению изоляции обмоток и выходу электромеханической трансмиссии из строя, невозможность работы при выходе из строя одной из фазных обмоток асинхронного двигателя или синхронного генератора, низкая ремонтопригодность, так как сложная конструкция статорных фазных обмоток асинхронного двигателя и синхронного генератора трансмиссии не позволяет производить ремонт вышедшей из строя фазной обмотки, не затрагивая работоспособные фазные обмотки, относительно невысокий КПД асинхронного электродвигателя в области низких частот вращения, низкий уровень унификации вследствие использования разных типов электрических машин, низкие массо-габаритные характеристики из-за наличия щеточно-контактных узлов в используемых электрических машинах.

Известна электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе (патент RU №2509002, опубл. 10.10.2013), которая содержит первичный тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, обратимый статический преобразователь частоты. Первичный тепловой двигатель механически соединен с валом асинхронного генератора. Статорная обмотка асинхронного генератора подключена непосредственно к статорной обмотке тягового асинхронного электродвигателя. Роторная обмотка асинхронного генератора подключена к одному из входов обратимого статического преобразователя частоты. Другой вход обратимого статического преобразователя частоты подключен непосредственно к соединенным между собой статорным обмоткам асинхронного генератора и тягового асинхронного электродвигателя.

Недостатками устройства являются наличие обмоток на роторе асинхронного генератора, на которые действуют большие центробежные силы, которые со временем могут привести к разрушению изоляции обмоток и выходу электромеханической трансмиссии из строя, низкая надежность, а также низкая ремонтопригодность щеточно-контактного узла асинхронного генератора с фазным ротором, низкий уровень унификации вследствие использования разных типов асинхронных машин, низкий момент при трогании с места и сложностью изменения направления движения, низкий коэффициент использования мощности теплового двигателя в широком диапазоне скоростей и низкие массо-габаритными характеристиками из-за наличия щеточно-контактных узлов в используемых электрических машинах.

Известна электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе (патент RU №2640378 опубл. 14.09.2017), которая содержит тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и обратимый статический преобразователь частоты. Электрическая передача снабжена дополнительным инвертором напряжения, согласующим трансформатором, дизель-генераторной установкой, щитом питания внешних потребителей, пятью автоматическими выключателями, главным распределительным щитом и потребителями собственных нужд. Вход постоянного тока инвертора согласовано подключен к звену постоянного тока обратимого статического преобразователя, а вход переменного тока инвертора через согласующий трансформатор и четвертый автоматический выключатель подключен к шинам главного распределительного щита, к шинам которого подключены потребители собственных нужд и дизель-генераторная установка.

Недостатками устройства являются наличие обмоток на роторе асинхронного генератора, на которые действуют большие центробежные силы, которые со временем могут привести к разрушению изоляции обмоток и выходу электромеханической трансмиссии из строя, низкая надежность и низкая ремонтопригодность щеточно-контактного узла асинхронного генератора с фазным ротором, низкий уровень унификации вследствие использования разных типов асинхронных машин и низкие массо-габаритные характеристики из-за наличия щеточно-контактных узлов в используемых электрических машинах.

Известна электрическая передача мощности переменного тока тягового транспортного средства (патент RU №2283247, опубл. 10.09.2006), которая содержит приводимый от теплового двигателя тяговый синхронный генератор, к статорным обмоткам которого подключены статорные обмотки двух одинаковых асинхронных тяговых двигателей. Роторные обмотки асинхронных тяговых двигателей соединены последовательно, их валы соединены между собой и с осями движущих колес тягового транспортного средства. Статор одного из асинхронных тяговых двигателей выполнен поворотным и соединен с механизмом поворота. Блок управления тепловым двигателем и передачей мощности подключен к тепловому двигателю, блоку возбуждения тягового синхронного генератора и к механизму поворота статора асинхронного тягового двигателя. Непосредственный преобразователь частоты подключен к роторным обмоткам асинхронных тяговых двигателей и к статорным обмоткам тягового синхронного генератора, а его блок управления подключен к блоку управления тепловым двигателем и передачей мощности.

Недостатками данного устройства являются наличие обмоток на роторах электрических машин, на которые действуют большие центробежные силы, которые со временем могут привести к разрушению изоляции обмоток и выходу электромеханической трансмиссии из строя, низкая надежность и низкая ремонтопригодность щеточно-контактного узла электрических машин с фазным ротором, низкие массо-габаритные характеристики из-за наличия щеточно-контактных узлов в используемых электрических машинах.

Известна электрическая передача мощности переменного тока тягового транспортного средства (патент RU №2252150, опубл. 20.05.2005), принятая за прототип, которая содержит тяговый синхронный генератор с блоком возбуждения, приводимый от теплового двигателя, асинхронный тяговый электродвигатель с фазным ротором, вал которого связан с осью движущих колес, непосредственный преобразователь частоты с блоком управления и блок управления тепловым двигателем и электрической передачей мощности. Статорные обмотки асинхронного тягового электродвигателя подключены к статорным обмоткам тягового синхронного генератора, а роторная обмотка - к выходу непосредственного преобразователя частоты, также подключенного к статорным обмоткам тягового синхронного генератора. Блок управления тепловым двигателем и электрической передачей мощности подключен к тепловому двигателю, к блоку возбуждения тягового синхронного генератора и блоку управления непосредственного преобразователя частоты.

Недостатками устройства являются низкая надежность и низкая ремонтопригодность щеточно-контактных узлов синхронного генератора и асинхронного электродвигателя, низкий коэффициент использования мощности теплового двигателя в широком диапазоне скоростей и низкие массо-габаритными характеристики из-за наличия щеточно-контактных узлов в используемых электрических машинах.

Техническим результатом является унификация силовой части установки, повышение надежности и ремонтопригодности, а также эффективности электромеханической трансмиссии, оптимизация ее массо-габаритных характеристик.

Технический результат достигается тем, что система дополнительно оснащена асинхронным генератором, жестко соединенный с тепловым двигателем, электрически связан с активным выпрямителем, который через сглаживающий фильтр, электрически связан с как минимум одним тормозным устройством, которое электрически связан с автономными инверторами по числу асинхронных двигателей, асинхронные двигатели, по числу движителей электрически связаны с автономными инверторами и жестко соединены с движителями транспортного средства, причем асинхронный генератор и активный выпрямитель информационными электрическими связями подключены к системе управления генератором и активным выпрямителем, автономные инверторы и асинхронные двигатели информационными электрическими связями подключены к системе управления автономными инверторами и асинхронными двигателями, при этом тепловой двигатель, система управления генератором и активным выпрямителем, система управления автономными инверторами и асинхронными двигателями информационными электрическими связями подключены с системой управления движением.

Система электродвижения автономных транспортных средств поясняется общей схемой устройства (фиг. 1), где:

1 - асинхронный генератор;

2 - активный выпрямитель;

3 - сглаживающий фильтр;

4 - тормозное устройство;

5 - автономный инвертор;

6 - асинхронный двигатель;

7 - движитель;

8 - тепловой двигатель;

9 - система управления асинхронным генератором и активным выпрямителем;

10 - система управления автономными инверторами и асинхронными двигателями;

11 - система управления движением.

Система электродвижения автономных транспортных средств содержит асинхронный генератор 1, который жестко соединен с тепловым двигателем 8. Асинхронные двигатели 6 жестко соединены с движителями 7 транспортного средства. Активный выпрямитель 2 электрически связан с асинхронным генератором 1 и сглаживающим фильтром 3. Тормозное устройство 4 электрически связано со сглаживающим фильтром 3 и автономными инверторами 5, которые электрически подключены к асинхронным двигателям 6.

Асинхронный генератор 1 и активный выпрямитель 2 информационными электрическими связями подключены к системе управления асинхронным генератором и активным выпрямителем 9. Автономные инверторы 5 и асинхронные двигатели 6 информационными электрическими связями подключены к системе управления автономными инверторами и асинхронными двигателями 10. Тепловой двигатель 8, система управления асинхронным генератором и активным выпрямителем 9, система управления автономными инверторами и асинхронными двигателями 10 информационными электрическими связями подключены к системе управления движением 11.

Устройство работает следующим образом. Тепловой двигатель 8 приводит во вращение ротор асинхронного генератора 1. Активный выпрямитель 2 коммутирует фазные обмотки статора асинхронного генератора 1 со сглаживающим фильтром 3. Электрическая энергия с фазных обмоток асинхронного генератора 1 через активный выпрямитель 2, сглаживающий фильтр 3 и тормозное устройство 4 поступает на входы автономных инверторов 5. Автономные инверторы 5 коммутируют фазные обмотки асинхронных двигателей 6 с тормозным устройством 4, асинхронные двигатели 6 преобразуют электрическую энергию в механическую и через кинематическую связь передают ее движителю 7.

Система управления асинхронным генератором и активным выпрямителем 9 получает информацию о координатах асинхронного генератора 1 и формирует управляющие воздействия для активного выпрямителя 2. Таким образом обеспечиваются управление асинхронным генератором 1, а также энергетическая развязка в системе электродвижения автономных транспортных средств.

Система управления автономными инверторами и асинхронными двигателями 10 получает информацию о координатах асинхронных двигателей 6 и формирует управляющие воздействия для автономных инверторов 5. Таким образом реализуется управление асинхронными двигателями 6.

Система управления движением 11 управляет тепловым двигателем 8, системой управления асинхронным генератором и активным выпрямителем 9, системой управления автономными инверторами и асинхронными двигателями 10. Система управления движением 11 работает по сигналам с пульта управления транспортным средством. Таким образом реализуется управление движением транспортного средства.

Таким образом, достигается унификация силовой части установки, повышение надежности и ремонтопригодности, а также эффективности электромеханической трансмиссии, оптимизация ее массо-габаритных характеристик.

Система электродвижения автономных транспортных средств, содержащая тепловой двигатель, асинхронные двигатели, отличающаяся тем, что система дополнительно оснащена асинхронным генератором, жестко соединенным с тепловым двигателем, электрически связанным с активным выпрямителем, который через сглаживающий фильтр электрически связан с как минимум одним тормозным устройством, которое электрически связано с автономными инверторами по числу асинхронных двигателей, асинхронные двигатели по числу движителей электрически связаны с автономными инверторами и жестко соединены с движителями транспортного средства, причем асинхронный генератор и активный выпрямитель информационными электрическими связями подключены к системе управления генератором и активным выпрямителем, автономные инверторы и асинхронные двигатели информационными электрическими связями подключены к системе управления автономными инверторами и асинхронными двигателями, при этом тепловой двигатель, система управления генератором и активным выпрямителем, система управления автономными инверторами и асинхронными двигателями информационными электрическими связями подключены к системе управления движением.
СИСТЕМА ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
СИСТЕМА ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 204.
20.08.2016
№216.015.4da8

Способ получения кобальта с использованием горючих сланцев

Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии кобальта. Способ получения кобальта включает приготовление шихты смешением кобальтсодержащего материала с горючими сланцами в качестве углеродсодержащего восстановителя, которые содержат кварцевый песок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595169
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.7831

Способ по добыче и переработке торфа и растительно-торфяных сплавин и устройство для реализации этого способа

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано в торфяной промышленности для добычи и переработки торфа и растительно-торфяных сплавин в акваториях водохранилищ, а также для добычи и переработки торфа на обводненных территориях. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599117
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.785d

Способ разложения алюминатных растворов при переработке нефелинового сырья

Изобретение относится к области химии и цветной металлургии и может быть использовано при переработке низкокачественного алюминийсодержащего сырья, в том числе нефелинов, методом спекания. Предложенный способ включает деление раствора после первой стадии обескремнивания на содощелочную и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599295
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.786e

Проходческий комплекс для проведения вспомогательных выработок

Изобретение относится к горному делу, а именно к проходческому комплексу, предназначенному для проведения вспомогательных выработок. Такое решение комплекса обеспечивает четкое оконтуривание призабойной зоны у кровли выработки, уменьшает вес исполнительного органа, что снижает затраты времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599115
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7924

Состав для предотвращения образования отложений солей при добыче нефти и газа

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Технический результат - повышение эффективности предотвращения выпадения солей в течение длительного времени эксплуатации скважины за счет снижения межфазного натяжения на границе «нефть - ингибирующий раствор» и образования прочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599150
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.79e3

Способ борьбы с горными ударами и внезапными выбросами

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам предотвращения горных ударов и выбросов газа и пыли. Техническим результатом является снижение трудоемкости и повышение эффективности предотвращения динамических явлений в массиве горных пород за счет обеспечения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599121
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.79ea

Устройство для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи добывающих скважин при многократном гидроимпульсном воздействии на пласт. Устройство для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта содержит гидроцилиндр с боковыми отверстиями,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599122
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.80c2

Устройство регулирования напряжения и передаваемой мощности электрической сети

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к устройствам регулирования напряжения и передаваемой мощности в электрических распределительных сетях переменного тока. Техническим результатом является повышение эффективности регулирования уровня и длительности отклонения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602086
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.80de

Способ извлечения лантана(iii) из растворов солей

Изобретение относится к способу извлечения лантана (III) из растворов солей. Способ включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы, в качестве которой используют изооктиловый спирт, и собирателя, в качестве которого используют ПАВ анионного типа - додецилсульфат натрия в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602112
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8141

Устройство для перемещения грузов в скважинах малого диаметра

Изобретение относится к грузоподъемным устройствам и может быть применено для подъема и опускания научно-исследовательской аппаратуры, бурового инструмента в сверхглубоких скважинах малого диаметра при бурении антарктических льдов. Устройство может быть также использовано для контроля и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602241
Дата охранного документа: 10.11.2016
Показаны записи 1-10 из 12.
27.02.2013
№216.012.2cbf

Способ управления электромагнитным моментом асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Изобретение относится к области электротехники и используется для управления электромагнитным моментом асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, питающегося от автономного инвертора напряжения, в котором используются полностью управляемые транзисторы IGBT. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476982
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.06.2013
№216.012.4d3b

Подводный газоперекачивающий агрегат для многониточного трубопровода

Изобретение относится к транспортировке углеводородного сырья по проложенным по морскому дну трубопроводам большой протяженности. Газоперекачивающий агрегат имеет охранный кожух, разделенный уплотнениями на отсеки, в которых помещены по отдельности электродвигатель и компрессор, приводным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485353
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.10.2013
№216.012.7a9d

Обратимая электротурбодетандерная установка

Изобретение относится к области газовой промышленности и энергетики, в частности к установкам перекачки природного газа и энергетическим установкам, утилизирующим энергию избыточного давления природного газа. Обратимая электротурбодетандерная установка содержит электрическую машину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497051
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.8037

Энергосберегающая система управления асинхронным электроприводом

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления электроприводами общепромышленного применения. Технический результат - снижение энергопотребления частотно-регулируемого асинхронного электропривода при снижении нагрузок двигателя ниже номинальных....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498496
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.8038

Высокодинамичный бездатчиковый асинхронный электропривод с непосредственным управлением моментом

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах различного отраслевого применения, построенных на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя. Технический результат заключается в снижении пульсаций электромагнитного момента за счет обеспечения плавного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498497
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.01.2014
№216.012.9852

Электроприводная перекачивающая станция на морской платформе

Изобретение относится к транспортировке многофазной углеводородной смеси по трубопроводам, проложенным по морскому дну. Перекачивающая станция на морской платформе содержит контейнер. Контейнер разделен на три отсека. Во втором отсеке установлен электродвигатель, ротор которого установлен на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504693
Дата охранного документа: 20.01.2014
25.08.2017
№217.015.b3ce

Интегрированный перекачивающий агрегат для транспортировки углеводородов по подводным и континентальным трубопроводам

Изобретение относится к транспортировке углеводородного и другого сырья по проложенным по морскому дну трубопроводам большой протяженности. Интегрированный перекачивающий агрегат для транспортировки углеводородов по подводным и континентальным трубопроводам включает охранный кожух,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613794
Дата охранного документа: 21.03.2017
25.08.2017
№217.015.cabf

Способ управления автономным инвертором напряжения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления автономными инверторами напряжения с широтно-импульсной модуляцией для преобразователей частоты, входящих в состав систем электроприводов переменного тока с жесткими требованиями по электромагнитной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620129
Дата охранного документа: 23.05.2017
23.08.2018
№218.016.7e93

Многофункциональный интегрируемый мотор-компрессор для транспортировки флюидов по подводным и континентальным трубопроводам

Изобретение относится к транспортировке углеводородного и другого сырья по проложенным по морскому дну трубопроводам большой протяженности. Многофункциональный интегрируемый мотор-компрессор, содержащий охранный кожух, электродвигатель, магнитные подшипники, газодинамические уплотнения, отсек,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664604
Дата охранного документа: 21.08.2018
24.07.2020
№220.018.374a

Подводная технологическая платформа

Изобретение относится к транспортировке углеводородного и другого сырья по проложенным по морскому дну трубопроводам большой протяженности. Предложена подводная технологическая платформа, которая состоит из каркаса, манифольда, блока управления и защиты устья скважины, тройника, устья...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727206
Дата охранного документа: 21.07.2020
+ добавить свой РИД