[go: up one dir, main page]

RU2643903C1 - Self-propelled vehicle electromechanical transmission - Google Patents

Self-propelled vehicle electromechanical transmission Download PDF

Info

Publication number
RU2643903C1
RU2643903C1 RU2017111544A RU2017111544A RU2643903C1 RU 2643903 C1 RU2643903 C1 RU 2643903C1 RU 2017111544 A RU2017111544 A RU 2017111544A RU 2017111544 A RU2017111544 A RU 2017111544A RU 2643903 C1 RU2643903 C1 RU 2643903C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
traction
self
generator
motor
shaft
Prior art date
Application number
RU2017111544A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Андреевич Коровин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс")
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс")
Priority to RU2017111544A priority Critical patent/RU2643903C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2643903C1 publication Critical patent/RU2643903C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D11/00Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture; machine building.
SUBSTANCE: invention relates to industrial and agricultural tractors. Self-propelled machine electromechanical transmission comprises traction generator, connected to an internal combustion engine, a traction motor, side or wheel gears linked with a traction motor, as well as a traction motor and/or traction generator control system. One of the electric motor or generator is a reactive inductor, comprising a stator with poles and phase windings made in the form of lumped coils placed at the poles of the stator, and a rotor with a gear magnetic core fixed to its shaft. Brake is attached to the rotor shaft of the traction motor and/or the rotor shaft is hollow with the possibility of accommodating therein an elastic or compensating mechanical clutch, or a hydraulic clutch that is adapted to connect said shaft to a transfer device, or with an on-board reducer, or with a wheel gear, or with a matching device, or with an engine.
EFFECT: longer service life of transmission.
8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к промышленным и сельскохозяйственным тракторам, погрузчикам, автогрейдерам, вездеходам и другим гусеничным и колесным самоходным машинам с электромеханической трансмиссией, предназначенным для выполнения землеройных, строительных, дорожных, транспортных, сельскохозяйственных и других работ.The invention relates to industrial and agricultural tractors, loaders, graders, all-terrain vehicles and other tracked and wheeled self-propelled vehicles with an electromechanical transmission, designed to perform earthmoving, construction, road, transport, agricultural and other works.

Известна электромеханическая трансмиссия гусеничного трактора, содержащая двигатель внутреннего сгорания (тепловой двигатель), связанный с тяговым генератором, два тяговых электродвигателя, кинематически связанных с гусеницами противоположных бортов, и систему управления электрооборудованием. Тяговый генератор и тяговые электродвигатели выполнены синхронными, переменного тока. В состав системы управления электрооборудованием входят преобразователь и микропроцессорный контроллер верхнего уровня. Тяговые электродвигатели размещены параллельно в одном корпусе [1].Known electromechanical transmission of a caterpillar tractor containing an internal combustion engine (heat engine) associated with a traction generator, two traction motors kinematically connected to tracks of opposite sides, and an electrical equipment control system. The traction generator and traction motors are made synchronous, alternating current. The electrical control system includes a converter and a high-level microprocessor controller. Traction motors are placed in parallel in one housing [1].

Недостатком этого устройства является его недостаточная надежность, обусловленная применением синхронных электрических машин, которые реализуются с постоянными магнитами на роторе. Невысокая надежность предопределена возможностью разрушения ротора из-за воздействия на магниты центробежных сил, невозможностью работы трансмиссии при выходе из строя одной из фазных обмоток, а также повышенной сложностью обмоток, секции которых, как правило, охватывают несколько зубцов магнитопровода.The disadvantage of this device is its lack of reliability due to the use of synchronous electric machines, which are implemented with permanent magnets on the rotor. Low reliability is predetermined by the possibility of rotor destruction due to the action of centrifugal forces on the magnets, the inability of the transmission to operate when one of the phase windings fails, and the increased complexity of the windings, sections of which, as a rule, cover several teeth of the magnetic circuit.

Также известна самоходная машина с электромеханической трансмиссией, которая имеет более высокую надежность и является наиболее близкой к предложенной. Она содержит двигатель внутреннего сгорания (ДВС), электрические машины, электронные контроллеры (коммутаторы, инверторы), силовые шины, накопитель электрической энергии и блок управления. Одна электрическая машина кинематически соединена с ДВС, а прочие электрические машины (тяговые электродвигатели) кинематически соединены с тяговыми устройствами. Блок управления подключен к электронным контроллерам (коммутаторам, инверторам), а накопитель электрической энергии - к силовым шинам. В качестве электрических машин применены реактивные индукторные машины с самовозбуждением и с зубчатыми пассивными ферромагнитными роторами. Во время работы электрических машин электронные коммутаторы (контроллеры) подключают к силовым шинам их фазные обмотки (обмотки якоря), которые выполнены в виде сосредоточенных катушек, размещенных на полюсах статора [2].Also known is a self-propelled machine with an electromechanical transmission, which has higher reliability and is closest to the proposed one. It contains an internal combustion engine (ICE), electrical machines, electronic controllers (commutators, inverters), power buses, an electric energy storage device and a control unit. One electric machine is kinematically connected to the internal combustion engine, and other electric machines (traction motors) are kinematically connected to the traction devices. The control unit is connected to electronic controllers (switches, inverters), and the electrical energy storage device is connected to power buses. As electric machines, reactive induction machines with self-excitation and gear-type passive ferromagnetic rotors are used. During the operation of electric machines, electronic switches (controllers) connect their phase windings (armature windings) to the power buses, which are made in the form of lumped coils placed at the poles of the stator [2].

Недостатки известного устройства-аналога обусловлены характерной особенностью реактивных индукторных машин, а именно - неравномерностью их вращающего момента. Во время вращения ротора момент периодически меняется в зависимости от его положения. При этом результирующий мгновенный момент состоит из двух составляющих: постоянного (полезного) и пульсирующего момента.The disadvantages of the known analog device are due to the characteristic feature of reactive induction machines, namely, the unevenness of their torque. During the rotation of the rotor, the moment periodically changes depending on its position. In this case, the resulting instantaneous moment consists of two components: constant (useful) and pulsating moment.

Пульсации момента приводят к снижению ресурса работы трансмиссии за счет увеличения динамических нагрузок и возникновения крутильных колебаний (в том числе резонансных) в бортовом редукторе и устройстве, передающем на него крутящий момент (в передаточном устройстве). Наличие пульсаций крутящего момента приводит к необходимости реализации специальных мер по их уменьшению, что одновременно приводит к уменьшению выходной мощности трансмиссии и тяговой мощности самоходной машины.Ripples of the moment lead to a reduction in the service life of the transmission due to an increase in dynamic loads and the occurrence of torsional vibrations (including resonance) in the final drive and the device transmitting torque to it (in the transmission device). The presence of torque ripples leads to the need to implement special measures to reduce them, which simultaneously leads to a decrease in the output power of the transmission and traction power of the self-propelled machine.

К недостаткам этого устройства относится также повышенное техногенное воздействие на почву (землю) колесного или гусеничного движителя самоходной машины, а также ее недостаточно плавное движение (наличие продольных колебаний). Вызвано это тем, что изменения крутящего момента на выходной оси бортового или колесного редуктора приводят к изменению движущей силы, приложенной к земле (грунту, поверхности дороги или иной трассы движения). Причем повторяющиеся циклические нагрузки, прилагаемые к грунту (почве), вызывают в нем накопление деформаций, поскольку после первого приложения нагрузки деформация продолжает увеличиваться при последующих действиях нагрузки.The disadvantages of this device also include an increased technogenic impact on the soil (ground) of a wheeled or caterpillar propeller of a self-propelled vehicle, as well as its insufficiently smooth movement (the presence of longitudinal vibrations). This is due to the fact that changes in torque on the output axis of the onboard or wheel gear lead to a change in the driving force applied to the ground (soil, road surface or other traffic path). Moreover, the repeated cyclic loads applied to the soil (soil) cause the accumulation of deformations in it, since after the first application of the load, the deformation continues to increase with subsequent actions of the load.

Задачей изобретения является создание электромеханической трансмиссии, обладающей повышенным ресурсом и одновременно обеспечивающей повышенную мощность, плавность хода самоходной машины и ее пониженное техногенное воздействие на почву (землю, грунт).The objective of the invention is the creation of an electromechanical transmission with an increased resource and at the same time providing increased power, smooth running of a self-propelled machine and its reduced man-made effect on the soil (earth, soil).

Поставленная задача решается благодаря тому, что в электромеханической трансмиссии самоходной машины, содержащей тяговый генератор, который непосредственно или через согласующее устройство соединен с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и преобразует его механическую энергию в электрическую, по меньшей мере один тяговый электродвигатель, преобразующий электрическую энергию в механическую, бортовые редукторы (у гусеничной самоходной машины) или колесные редукторы (у колесной самоходной машины), приспособленные для привода гусениц или ведущих колес самоходной машины и связанные по меньшей мере с одним тяговым электродвигателем непосредственно или по меньшей мере через одно передаточное устройство, а также систему управления по меньшей мере одним тяговым электродвигателем и/или тяговым генератором, по меньшей мере один из которых выполнен реактивным индукторным, содержащим статор с полюсами и фазными обмотками, выполненными в виде сосредоточенных катушек, размещенных на полюсах статора, и ротор с зубчатым магнитопроводом, закрепленным на его валу, предусмотрены следующие отличия: число фаз и число зубцов статора выбраны таким образом, что результат их произведения равен или более 36, вал ротора выполнен полым с возможностью размещения внутри него механической муфты, или гидравлической муфты, или торсиона, которая/который приспособлена/приспособлен для соединения этого вала с передаточным устройством, или с бортовым редуктором, или с колесным редуктором, или с согласующим устройством, или с ДВС.The problem is solved due to the fact that in an electromechanical transmission of a self-propelled machine containing a traction generator, which is directly or through a matching device connected to an internal combustion engine (ICE) and converts its mechanical energy into electrical energy, at least one traction motor that converts electrical energy into mechanical, final drives (for a self-propelled tracked vehicle) or wheel reducers (for a self-propelled wheeled vehicle) adapted to drive tracks and whether the driving wheels of the self-propelled machine and connected with at least one traction motor directly or at least through one transmission device, as well as the control system of at least one traction motor and / or traction generator, at least one of which is made of a reactive inductor, containing a stator with poles and phase windings made in the form of lumped coils placed on the poles of the stator, and a rotor with a toothed magnetic circuit mounted on its shaft, are provided with The following differences: the number of phases and the number of stator teeth are selected in such a way that the result of their product is equal to or more than 36, the rotor shaft is hollow with the possibility of placing inside it a mechanical coupling, or a hydraulic coupling, or a torsion bar, which / which is adapted / adapted to connect this shaft with a transmission device, or with an on-board gear, or with a wheel gear, or with a matching device, or with an internal combustion engine.

Кроме того, в частных вариантах реализации изобретения, с целью дальнейшего улучшения характеристик электромеханической трансмиссии:In addition, in private embodiments of the invention, in order to further improve the characteristics of an electromechanical transmission:

- тяговые электродвигатели и тяговый генератор выполнены трехфазным с 18 зубцами статора и 12 зубцами ротора;- traction motors and traction generator are made three-phase with 18 teeth of the stator and 12 teeth of the rotor;

- механическая муфта выполнена нерасцепляемой подвижной, предпочтительно, упругой или компенсирующей;- the mechanical coupling is made non-disengaged movable, preferably elastic or compensating;

- согласующее устройство выполнено в виде механической муфты двигателя и/или мультипликатора;- matching device is made in the form of a mechanical coupling of the engine and / or multiplier;

- передаточное устройство, связывающее тяговый электродвигатель с бортовыми или колесными редукторами, содержит главную передачу, выходы которой соединены с бортовыми редукторами с использованием бортовых фрикционов;- the transmission device that connects the traction motor with final or wheel gears, contains the main gear, the outputs of which are connected to final drives using on-board friction clutches;

- количество тяговых электродвигателей установлено равным количеству гусениц или ведущих колес самоходной машины для обеспечения независимого привода каждой гусеницы или каждого ведущего колеса;- the number of traction electric motors is set equal to the number of tracks or drive wheels of the self-propelled machine to provide an independent drive for each track or each drive wheel;

- передаточное устройство выполнено в виде согласующего редуктора, входной механической муфты бортового или колесного редуктора, карданной передачи или их сочетания;- the transmission device is made in the form of a matching gear, an input mechanical coupling of an onboard or wheel gear, a cardan gear, or a combination thereof;

- на валу по меньшей мере одного тягового электродвигателя установлен дисковый электромагнитный стояночный тормоз самоходной машины.- a disk electromagnetic parking brake of a self-propelled machine is mounted on the shaft of at least one traction motor.

Для пояснения влияния отличительных признаков независимого пункта формулы данного изобретения на достижение указанного технического результата следует отметить, что из уровня техники известны различные методы снижения пульсаций крутящего момента реактивных индукторных машин. В частности, используются специальные алгоритмы управления током в фазных обмотках, проводится оптимизация конфигурации зубцов ротора и статора и т.д. Однако в случае эффективной реализации этих мер, происходит существенное снижение выходной мощности и крутящего момента электрических машин этого типа, что неприемлемо при создании электромеханических трансмиссий самоходных машин.To explain the effect of the distinctive features of the independent claim of the present invention on the achievement of the indicated technical result, it should be noted that various methods of reducing torque ripples of reactive induction machines are known from the prior art. In particular, special algorithms for controlling current in phase windings are used, the configuration of the teeth of the rotor and stator is optimized, etc. However, in the case of the effective implementation of these measures, there is a significant decrease in the output power and torque of electric machines of this type, which is unacceptable when creating electromechanical transmissions of self-propelled machines.

В предложенном изобретении, в отличие от известных технических решений, осуществляется подавление пульсаций крутящего момента не на валу ротора, а на выходном звене электрической машины - на ведомой части муфты или торсиона. С этой целью указанная муфта или торсион размещены внутри электрической машины, а именно внутри его полого вала.In the proposed invention, in contrast to the known technical solutions, the pulsation of the torque is suppressed not on the rotor shaft, but on the output link of the electric machine - on the driven part of the coupling or torsion bar. To this end, the specified clutch or torsion bar is placed inside the electric machine, namely inside its hollow shaft.

Для обеспечения такой возможности в конструкции реактивной индукторной машины, в соответствии с отличительными признаками изобретения, предусмотрен полый вал ротора с повышенным внутренним диаметром, достаточным для размещения в нем муфты или торсиона. Это обеспечивается за счет выбора числа фаз и числа зубцов статора таким образом, что результат их произведения равен или более 36.To provide such a possibility, in the design of the reactive induction machine, in accordance with the distinguishing features of the invention, a hollow rotor shaft with an increased inner diameter sufficient to accommodate a clutch or torsion bar is provided. This is ensured by choosing the number of phases and the number of stator teeth in such a way that the result of their product is equal to or more than 36.

Далее механическая муфта, гидравлическая муфта или торсион какого-либо тягового электродвигателя или тягового генератора соединяется, соответственно, с передаточным устройством, бортовым/колесным редуктором, с согласующим устройством или с ДВС. Соответственно пульсации крутящего момента (неравномерности вращения) не выходят за пределы тяговых электродвигателей и тягового генератора и не приводят к возникновению крутильных, в том числе резонансных, колебаний в трансмиссии. Благодаря этому обеспечивается повышение ресурса работы трансмиссии. Одновременно устраняются пульсации сил взаимодействия ведущих колес или гусениц самоходной машины с почвой (землей, грунтом), что позволяет исключить продольные колебания самоходной машины, т.е. повысить плавность ее хода.Further, a mechanical coupling, a hydraulic coupling or a torsion of a traction electric motor or traction generator is connected, respectively, with a transmission device, an onboard / wheel gear, with a matching device or with an internal combustion engine. Accordingly, the pulsations of the torque (uneven rotation) do not go beyond the limits of the traction motors and the traction generator and do not lead to the appearance of torsional, including resonant, oscillations in the transmission. Due to this, an increase in the service life of the transmission is provided. At the same time, pulsations of the forces of interaction of the driving wheels or tracks of the self-propelled machine with the soil (ground, soil) are eliminated, which eliminates the longitudinal vibrations of the self-propelled machine, i.e. increase the smoothness of its course.

Из механики грунтов (Хархута Н.Я. Реологические свойства грунтов. – М.: Автотрансиздат, 1961) известно, что повторяющиеся циклические нагрузки, прилагаемые к грунту (почве), вызывают в нем накопление деформации. Достигнув величины, соответствующей первому приложению нагрузки, деформация не прекращается, а продолжает увеличиваться при последующих действиях нагрузки.From the mechanics of soils (Kharhuta N.Ya. Rheological properties of soils. - M .: Avtotransizdat, 1961) it is known that repeated cyclic loads applied to the soil (soil) cause the accumulation of deformation in it. Having reached the value corresponding to the first application of the load, the deformation does not stop, but continues to increase with subsequent actions of the load.

Поэтому реализация предложенных отличительных признаков изобретения позволяет снизить негативное воздействие колес или гусениц на почву (землю, грунт) за счет снижения ее уплотнения.Therefore, the implementation of the proposed distinctive features of the invention allows to reduce the negative impact of wheels or tracks on the soil (earth, soil) by reducing its compaction.

Пониженное техногенное воздействие на почву (землю, грунт) достигается также за счет снижения буксования ведущих колес или гусениц. Обусловлено это тем, что на границе перехода колес или гусениц в режим буксования скорость нарастания крутящего момента, подводимого к колесам или к ведущим звездочкам гусениц, оказывает существенное влияние на их буксование.Reduced man-made impact on the soil (earth, soil) is also achieved by reducing the slipping of the drive wheels or tracks. This is due to the fact that at the border of the transition of the wheels or tracks to the slip mode, the rate of increase of the torque supplied to the wheels or to the drive sprockets of the tracks has a significant effect on their slipping.

Кроме того, упругий элемент муфты или торсиона обеспечивает аккумулирование энергии колебаний, вызванных неравномерностью сил взаимодействия статора и ротора. Возникающие при этом пики энергии не устраняются, а накапливаются в указанном упругом элементе, что приводит к повышению среднего значения крутящего момента индукторной реактивной машины. Причем наличие упругих элементов муфты или торсиона позволяет исключить необходимость применения тех методов снижения пульсаций крутящего момента индукторных реактивных машин, которые приводят к снижению среднего значения их выходного крутящего момента (выходной мощности). Соответственно реализация предложенных отличительных признаков изобретения приводит к увеличению выходной мощности трансмиссии.In addition, the elastic element of the coupling or torsion provides the accumulation of vibrational energy caused by the uneven interaction forces of the stator and rotor. The resulting energy peaks are not eliminated, but accumulate in the specified elastic element, which leads to an increase in the average torque of the induction jet machine. Moreover, the presence of elastic elements of the coupling or torsion eliminates the need to use those methods to reduce the ripple of the torque of induction jet engines, which lead to a decrease in the average value of their output torque (power output). Accordingly, the implementation of the proposed distinctive features of the invention leads to an increase in the output power of the transmission.

Из изложенного следует, что отличительные признаки независимого пункта формулы изобретения находятся в прямой причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом. Изобретение позволяет создать электромеханическую трансмиссию с повышенным ресурсом работы и позволяющую получить повышенную мощность, плавность хода и пониженное техногенное воздействие самоходной машины на почву (землю, грунт).It follows from the foregoing that the distinguishing features of the independent claim are in direct causal connection with the achieved technical result. The invention allows to create an electromechanical transmission with an increased service life and allowing to obtain increased power, ride and reduced man-made impact of a self-propelled machine on the soil (earth, soil).

Для пояснения технической сущности, принципа действия и возможности осуществления предложенного устройства на фиг. 1 в качестве примера показана упрощенная схема электромеханической трансмиссии гусеничной самоходной машины. На фиг. 2 - пример активной части тягового генератора и тяговых электродвигателей (электрической машины) с полым валом.To clarify the technical nature, principle of operation and feasibility of the proposed device in FIG. 1 as an example, a simplified diagram of an electromechanical transmission of a tracked self-propelled vehicle is shown. In FIG. 2 is an example of the active part of the traction generator and traction motors (electric machine) with a hollow shaft.

Предложенная электромеханическая трансмиссия используется на самоходной машине, в которой роль первичного источника энергии выполняет приводной двигатель 1, выполненный, как правило, в виде двигателя внутреннего сгорания (ДВС).The proposed electromechanical transmission is used on a self-propelled machine, in which the role of the primary energy source is played by a drive motor 1, made, as a rule, in the form of an internal combustion engine (ICE).

В приведенном примере используется последовательная кинематическая схема моторно-трансмиссионной установки машины, которая исключает механическую связь ДВС с гусеничным движителем.In the given example, a sequential kinematic diagram of the motor-transmission installation of the machine is used, which excludes the mechanical connection of the internal combustion engine with the caterpillar mover.

ДВС непосредственно или через согласующее устройство - механическую упругую или компенсирующую муфту двигателя, мультипликатор и т.п., соединен с тяговым генератором 2, который является источником электрической энергии для двух тяговых электродвигателей 3 и 4, соединенных с бортовыми редукторами 5, 6.ICE directly or through a matching device - a mechanical elastic or compensating engine coupling, a multiplier, etc., is connected to a traction generator 2, which is a source of electrical energy for two traction motors 3 and 4 connected to final drives 5, 6.

Возможна также реализация трансмиссии с одним тяговым электродвигателем. В этом случае передаточное устройство, связывающее тяговый электродвигатель с бортовыми или колесными редукторами, содержит главную передачу с дифференциальным управлением, либо с бортовыми фрикционами и рабочими тормозами, обеспечивающими возможность поворота самоходной машины.Implementation of transmission with one traction electric motor is also possible. In this case, the transmission device that connects the traction motor to the final drive or wheel gears contains the main gear with differential control, or with the final drive clutches and service brakes, which make it possible to turn the self-propelled machine.

На бортовых редукторах закреплены ведущие колеса (звездочки) 7, 8 гусеничного движителя.Driving wheels (sprockets) 7, 8 of the caterpillar mover are fixed on the final drives.

Система управления электромеханической трансмиссией, которая может именоваться также системой контроля, защиты и управления, системой электрооборудования и т.д., в общем случае включает в себя высоковольтную и низковольтную части этой системы и содержит один или несколько контроллеров, в частности главный (ведущий) контроллер 9, контроллер (силовой преобразователь) 10 тягового генератора 2, два контроллера (силовых преобразователя) 11, 12 тяговых электродвигателей 3, 4, органы управления движением машины (трансмиссией) 14, панель оператора (тракториста, водителя) 15, датчики параметров работы трансмиссии и машины в целом 16 и приборы низковольтного оборудования (электроснабжения, освещения, звуковой сигнализации и т.д.) и другие устройства, условно не показанные на чертеже.The control system for an electromechanical transmission, which can also be called a control, protection and control system, an electrical equipment system, etc., in the general case, includes high-voltage and low-voltage parts of this system and contains one or more controllers, in particular, the main (leading) controller 9, a controller (power converter) 10 of the traction generator 2, two controllers (power converters) 11, 12 of the traction electric motors 3, 4, controls for the movement of the machine (transmission) 14, the operator panel (tra whoever, driver) 15, sensors for the parameters of the transmission and the machine as a whole 16 and devices for low-voltage equipment (power supply, lighting, audible alarm, etc.) and other devices not conditionally shown in the drawing.

Контроллеры 9-12 могут именоваться также блоками управления, управляющими устройствами, блоками входов и нагрузок, информационно-управляющими блоками или устройствами и т.д. Контроллеры тяговых электродвигателей 11, 12 могут именоваться также силовыми преобразователями, инверторами и т.д.Controllers 9-12 can also be called control units, control devices, input and load blocks, information control units or devices, etc. Traction motor controllers 11, 12 may also be referred to as power converters, inverters, etc.

Контроллер 10 тягового генератора 2, в зависимости от конструкции генератора (например, в случае применения синхронного генератора с постоянными магнитами на роторе), может именоваться также силовым управляемым или неуправляемым выпрямителем, осуществляющим преобразование переменного выходного напряжения тягового генератора 2 в постоянное напряжение силовых шин трансмиссии 17, например, 550 В.The controller 10 of the traction generator 2, depending on the design of the generator (for example, in the case of a synchronous generator with permanent magnets on the rotor), can also be called a power controlled or uncontrolled rectifier that converts the alternating output voltage of the traction generator 2 into a constant voltage of the transmission busbars 17 , for example, 550 V.

Для самоходной машины предпочтительно иметь общую силовую шину 17, что позволяет обеспечить прямой обмен энергией между левым и правым бортами машины при ее маневрировании при соответствующем уменьшении поглощения энергии тормозным резистором и увеличении КПД трансмиссии.For a self-propelled machine, it is preferable to have a common power bus 17, which allows a direct energy exchange between the left and right sides of the machine when maneuvering it with a corresponding decrease in energy absorption by a braking resistor and an increase in transmission efficiency.

К силовым шинам постоянного тока 17 может быть подключен накопитель энергии, выполненный на основе аккумуляторов и/или конденсаторов, а также последовательно соединенные тормозной резистор и силовой ключ, обеспечивающий подключение тормозного резистора к силовым шинам в случае, если напряжение на них превышает максимально допустимую величину.An energy storage device made on the basis of batteries and / or capacitors, as well as a braking resistor and a power switch connected in series to the power bus if the voltage across them exceeds the maximum allowable value, can be connected to DC busbars 17.

Контроллеры 11 и 12 осуществляют преобразование постоянного напряжения силовых шин 17 в переменное напряжение или однополярные импульсы, которые поступают на фазные обмотки тяговых электродвигателей 3, 4. Они выполнены в виде силовых преобразователей на транзисторах IGBT и содержат гальванически развязанные драйверы этих транзисторов, микроконтроллеры или цифровые сигнальные процессор, а также интерфейсные устройства, приспособленные для обмена информацией с этими контроллерами.The controllers 11 and 12 convert the direct voltage of the power buses 17 into alternating voltage or unipolar pulses that are fed to the phase windings of the traction motors 3, 4. They are made in the form of power converters on IGBT transistors and contain galvanically isolated drivers of these transistors, microcontrollers or digital signal processor, as well as interface devices adapted to exchange information with these controllers.

В зависимости от выполняемых функций и требований к компоновке самоходной машины возможно как объединение контроллеров 9-12 в единый блок (контроллер, модуль), так и их раздельное исполнение. Возможно также конструктивное объединение контроллера генератора (силового выпрямителя) 10 с тяговым генератором 2, а контроллеров (силовых преобразователей) 11, 12 - с тяговыми электродвигателями 3, 4.Depending on the functions performed and the requirements for the layout of the self-propelled machine, it is possible to combine the 9-12 controllers into a single unit (controller, module), or their separate execution. It is also possible to constructively combine the generator controller (power rectifier) 10 with the traction generator 2, and the controllers (power converters) 11, 12 with the traction motors 3, 4.

Линии передачи информационных сигналов между контроллерами выполнены с использованием стандарта промышленной сети CAN (Controller Area Network - сеть контроллеров), ориентированной на объединение в единую сеть различных устройств с использованием последовательного, широковещательного и пакетного режимов передачи. Возможно также применение интерфейсов LIN (Local Interconnection Network), RS-485 (стандарт EIA/TIA) и т.д., а также беспроводных интерфейсов типа ZigBee (стандарт IEEE 802.15.4), Wi-Fi (стандарт IEEE 802.11), Bluetooth (стандарт IEEE 802.15.1) и т.п.The information signal transmission lines between the controllers are made using the standard of the industrial CAN network (Controller Area Network - a network of controllers), focused on combining various devices into a single network using serial, broadcast and packet transmission modes. It is also possible to use interfaces LIN (Local Interconnection Network), RS-485 (EIA / TIA standard), etc., as well as wireless interfaces such as ZigBee (IEEE 802.15.4 standard), Wi-Fi (IEEE 802.11 standard), Bluetooth (IEEE 802.15.1 standard), etc.

Главный контроллер (ведущий контроллер, контроллер верхнего уровня) 9 осуществляет координацию работы всех компонентов (составных частей) электромеханической трансмиссии, в том числе реализует функции управления ДВС 1 непосредственно, либо через дополнительный контроллер двигателя, встроенный в него.The main controller (master controller, top-level controller) 9 coordinates the operation of all components (components) of the electromechanical transmission, including implements the control functions of the internal combustion engine 1 directly or through an additional engine controller built into it.

Как показано на фиг. 2, тяговые электродвигатели выполнены реактивным индукторным и содержат внешний корпус (оболочку, рубашку) 18, в котором размещены статор 19 с полюсами и фазными обмотками, выполненными в виде сосредоточенных катушек 20, размещенных на полюсах шихтованного магнитопровода статора, и ротор с зубчатым магнитопроводом 21, также выполненным из листов электротехнической стали и закрепленным на его валу 22.As shown in FIG. 2, the traction electric motors are made by a reactive induction motor and comprise an external casing (jacket, jacket) 18, in which the stator 19 with poles and phase windings, made in the form of lumped coils 20 placed on the poles of the stator’s lined magnetic circuit, and a rotor with a gear magnetic circuit 21 are placed also made of sheets of electrical steel and mounted on its shaft 22.

Такие электродвигатели без обмотки возбуждения в русскоязычной литературе называются вентильными индукторными реактивными двигателями (ВРД, ВИД, ВИРД), а в англоязычной литературе - электродвигателями с переменным магнитным сопротивлением: «Switched Reluctance Motor (SRM)».Such electric motors without a field winding are called in the Russian-language literature as induction jet reactive motors (WFD, VID, VIRD), and in the English-language literature as electric motors with variable magnetic resistance: “Switched Reluctance Motor (SRM)”.

Для осуществления жидкостного охлаждения тягового электродвигателя в промежуток 23 между его катушками или в выемки 24 магнитопровода статора 17 устанавливаются трубки с охлаждающей жидкостью, соединенные с внешним циркуляционным насосом и теплообменником.To carry out liquid cooling of the traction motor in the gap 23 between its coils or in the recesses 24 of the magnetic circuit of the stator 17, tubes with a cooling liquid are connected, connected to an external circulation pump and a heat exchanger.

Тяговый генератор 2 может иметь конструкцию, аналогичную тяговым электродвигателям 3, 4, или отличающуюся от них.Traction generator 2 may have a design similar to or different from traction motors 3, 4.

В тяговом электродвигателе (генераторе) числа его фаз и зубцов статора устанавливаются таким образом, чтобы сократить сечения зубцов магнитопровода статора и ротора, а также длины путей магнитных потоков в спинках магнитопроводов ротора и статора и, соответственно, обеспечить возможность реализации вала 22 полым, причем с повышенным внутренним диаметром. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность размещения внутри вала механической или гидравлической муфты либо торсиона 25, 26.In the traction electric motor (generator), the numbers of its phases and stator teeth are set in such a way as to reduce the cross sections of the teeth of the stator and rotor magnetic circuits, as well as the lengths of the magnetic flux paths in the backs of the magnetic circuits of the rotor and stator and, accordingly, provide the possibility of realizing the shaft 22 hollow, increased inner diameter. This, in turn, makes it possible to place a mechanical or hydraulic coupling or torsion bar 25, 26 inside the shaft.

Механическая муфта выполнена нерасцепляемой подвижной. Преимущественно - упругой или компенсирующей. Возможно применение муфты с неметаллическими упругими элементами, например, с резиновыми звездочками по ГОСТ 14084.The mechanical clutch is made non-disengaged movable. Mostly elastic or compensating. It is possible to use couplings with non-metallic elastic elements, for example, with rubber sprockets according to GOST 14084.

В отдельных случаях, в том числе при необходимости ограничения бортовых или колесных редукторов или тяговых электродвигателей от перегрузки, возможна установка гидравлических муфт. В гидромуфте насосное колесо закреплено на валу ротора тягового электродвигателя, а турбинное колесо - на ведомом валу. Рабочая полость гидромуфты заполняется жидкостью.In some cases, including when it is necessary to limit onboard or wheel gears or traction motors from overload, it is possible to install hydraulic couplings. In the fluid coupling, the pump wheel is fixed on the rotor shaft of the traction motor, and the turbine wheel is mounted on the driven shaft. The working cavity of the fluid coupling is filled with liquid.

В случае размещения в полости вала торсиона (пружины в виде вала, работающего на кручение) этот торсион реализован с головками на его концах, как правило, со шлицами. Головки торсиона, для обеспечения прочности, выполнены с диаметрами, превышающими диаметр основного стержня.If a torsion bar is placed in the shaft cavity (springs in the form of a torsion shaft), this torsion bar is implemented with heads at its ends, usually with splines. Torsion heads, to ensure strength, are made with diameters exceeding the diameter of the main rod.

Исходя из параметров существующих муфт и торсионов, внутренний диаметр полого вала, достаточный для их размещения внутри этого вала, обеспечивается в случае, если произведение числа фаз и на число зубцов статора равно 36 или более. Тяговый электродвигатель или тяговый генератор с полым валом, внутренний диаметр которого достаточен для размещения внутри него муфты или торсиона, может быть реализован, в частности, трехфазным с 12 или с 18 зубцами статора и 10 и 12 зубцами ротора, т.е. с указанным произведением, соответственно, 36 и 54.Based on the parameters of the existing couplings and torsion bars, the internal diameter of the hollow shaft, sufficient for their placement inside this shaft, is ensured if the product of the number of phases and the number of stator teeth is 36 or more. A traction motor or traction generator with a hollow shaft, the inner diameter of which is sufficient to accommodate a clutch or torsion inside it, can be implemented, in particular, three-phase with 12 or 18 teeth of the stator and 10 and 12 teeth of the rotor, i.e. with the specified work, respectively, 36 and 54.

С помощью муфты или торсиона 25, 26, в зависимости от варианта реализации электромеханической трансмиссии, вал тягового электродвигателя или тягового генератора соединяется, соответственно, с передаточным устройством (например, с дополнительным редуктором, карданной передачей, дополнительной бортовой механической муфтой) или непосредственно с бортовым редуктором, а также с согласующим устройством ДВС (механической муфтой двигателя, мультипликатором и т.п.) или непосредственно с ДВС (с маховиком коленчатого вала ДВС).Using a clutch or torsion bar 25, 26, depending on the implementation of the electromechanical transmission, the shaft of the traction motor or traction generator is connected, respectively, with a transmission device (for example, with an additional gearbox, cardan gear, an additional final drive mechanical clutch) or directly with the final drive as well as with an ICE matching device (a mechanical engine coupling, a multiplier, etc.) or directly with an internal combustion engine (with an engine crankshaft flywheel).

В тяговые электродвигатели 3, 4 или в бортовые редукторы 7, 8 могут быть встроены нормально замкнутые электромагнитные стояночные тормоза 27, 28, управление которыми осуществляется непосредственно главным контроллером 9 или контроллерами 11, 12 тяговых электродвигателей. Контроллеры обеспечивают включение стояночных тормозов для предотвращения скатывания самоходной машины под уклон, а также для ее торможения и остановки, если по каким-либо причинам интенсивность торможения тяговыми электродвигателями 3, 4 оказывается недостаточной.Normally closed electromagnetic parking brakes 27, 28, which are controlled directly by the main controller 9 or the traction motor controllers 11, 12, can be integrated into the traction motors 3, 4 or on-board gearboxes 7, 8. The controllers provide the inclusion of parking brakes to prevent the self-propelled machine from rolling downhill, as well as to brake and stop it, if for some reason the braking intensity of the traction motors 3, 4 is insufficient.

Контроллер генератора (силовой выпрямитель) 10 обеспечивает выпрямление выходного напряжения тягового генератора 2, а также коммутацию обмоток при его работе в режиме электродвигателя при запуске ДВС и при работе в режиме торможения самоходной машины двигателем. В последнем случае контроллеры 11, 12 обеспечивают коммутацию фазный обмоток 20 тяговых электродвигателей 3, 4 при их работе в режиме генератора.The generator controller (power rectifier) 10 provides the rectification of the output voltage of the traction generator 2, as well as the switching of the windings when it is in the electric motor mode when starting the engine and when the engine is braking the self-propelled machine. In the latter case, the controllers 11, 12 provide switching phase windings 20 of the traction motors 3, 4 when they are in generator mode.

Контроллеры 11 и 12 осуществляют управление тяговыми электродвигателям 3, 4 с возможностью изменения как скорости, так и направления движения самоходной машины. Альтернативным вариантом реализации трансмиссии машины является применение одного тягового электродвигателя, главной передачи и устройства дифференциального управления либо бортовых фрикционов и рабочих тормозов.The controllers 11 and 12 control the traction motors 3, 4 with the possibility of changing both the speed and direction of movement of the self-propelled machine. An alternative implementation of the machine’s transmission is the use of one traction electric motor, final drive and differential control device, or on-board friction clutches and service brakes.

Органы управления 14 предназначены для формирования сигналов управления трансмиссией и включают в себя, по меньшей мере, один аппарат управления движением машины (джойстик, рулевое колесо), соединенный с главным контроллером 9, ключ запуска ДВС, клавишные и кнопочные переключатели, рукоятку управления подачей топлива, педали тормоза и акселератора или десселератора.The controls 14 are designed to generate transmission control signals and include at least one machine motion control device (joystick, steering wheel) connected to the main controller 9, the internal combustion engine start key, key and button switches, the fuel control handle, brake pedal and accelerator or decelerator.

Контроллер 9 соединен также с панелью оператора 15, именуемую также панелью контрольно-измерительных приборов, комбинацией приборов, блоком индикации, блоком отображения информации и т.п. Она выполнена в виде набора электромеханических указателей, графической панели, световых сигнализаторов и т.п. и обеспечивает отображение параметров работы трансмиссии и машины в целом, а также формирование аварийных и предупредительных сигналов для оператора. Панель оператора 15 может быть выполнена в виде отдельного блока или совмещена с одним из контроллеров.The controller 9 is also connected to the operator panel 15, also referred to as the instrument panel, instrument cluster, display unit, information display unit, etc. It is made in the form of a set of electromechanical pointers, a graphic panel, light signaling devices, etc. and provides a display of the transmission parameters of the transmission and the machine as a whole, as well as the formation of alarm and warning signals for the operator. The operator panel 15 can be made in the form of a separate unit or combined with one of the controllers.

Для контроля параметров работы машины, в том числе ее трансмиссии, в состав ее системы управления входят датчики 16. К ним относятся датчики температуры и давления в трансмиссии и двигателе 1, датчики продольного и поперечного наклона машины (креномеры), положения машины (приемники сигналов GPS/ГЛОНАСС), тягового усилия машины, ускорения, угловых скоростей роторов тяговых электродвигателей 3, 4 и другие датчики.To control the operation parameters of the machine, including its transmission, its control system includes sensors 16. These include temperature and pressure sensors in the transmission and engine 1, sensors for longitudinal and transverse inclination of the machine (roll gauges), and the position of the machine (GPS signal receivers / GLONASS), the traction force of the machine, acceleration, angular velocities of the rotors of the traction electric motors 3, 4 and other sensors.

Для каждого тягового электродвигателя устанавливается отдельный контроллер (инвертор, преобразователь, коммутатор) 11, 12. Возможна также установка нескольких контроллеров на один тяговый электродвигатель при дроблении мощности по секциям статора электродвигателя либо установка общего контроллера на два тяговых электродвигателя.A separate controller (inverter, converter, switch) 11, 12 is installed for each traction motor. It is also possible to install several controllers on one traction motor when crushing power into sections of the stator of the electric motor or install a common controller on two traction electric motors.

Каждый контроллер (инвертор, преобразователь, коммутатор) 11, 12 имеет высокопроизводительный встроенный микроконтроллер или цифровой сигнальный процессор, обеспечивающий прием сигналов управления и прямое цифровое управление электронными силовыми ключами, выполненными на IGBT транзисторах.Each controller (inverter, converter, switch) 11, 12 has a high-performance built-in microcontroller or digital signal processor that provides reception of control signals and direct digital control of electronic power switches made on IGBT transistors.

Контроллеры объединены локальной сетью CAN, LIN и т.п. и получают сигналы управления от главного (ведущего, системного) контроллера 9, непосредственно от органов управления 14 или от других устройств системы управления трансмиссией в зависимости от ее конструктивного исполнения.Controllers are connected by a local CAN network, LIN, etc. and receive control signals from the main (master, system) controller 9, directly from the controls 14 or from other devices of the transmission control system, depending on its design.

Для правильной коммутации фазных обмоток тяговых электродвигателей 3, 4 необходима обратная связь по положению ротора. Для выполнения этого требования тяговые электродвигатели содержат датчики положения ротора, которые одновременно используются в качестве датчиков скорости их вращения. Возможна также реализация бессенсорных алгоритмов управления тяговыми электродвигателями, в частности основанных на оценке потокосцепления.For the correct switching of phase windings of traction motors 3, 4, feedback on the position of the rotor is necessary. To fulfill this requirement, traction motors contain rotor position sensors, which are simultaneously used as sensors for their rotation speed. It is also possible to implement sensorless control algorithms for traction electric motors, in particular, based on flux linkage estimation.

Предложенная электромеханическая трансмиссия самоходной машины работает следующим образом.The proposed electromechanical transmission of a self-propelled machine operates as follows.

Оператор при помощи органов управления 14 задает рабочую скорость и направление движения самоходной машины.The operator using the controls 14 sets the operating speed and direction of movement of the self-propelled machine.

ДВС 1 непосредственно или через согласующий редуктор/мультипликатор приводит во вращение ротор тягового генератора 2. Его выходное напряжение с помощью силового выпрямителя (контроллера генератора) 10 преобразуется в напряжение постоянного тока +Uc, -Uc на силовых шинах 17, которое поступает на контроллеры 11, 12 тяговых электродвигателей 3, 4.ICE 1 directly or through a matching gear / multiplier drives the rotor of the traction generator 2. Its output voltage with the help of a power rectifier (generator controller) 10 is converted to DC voltage + Uc, -Uc on the power buses 17, which is supplied to the controllers 11, 12 traction motors 3, 4.

Контроллеры 11, 12 преобразуют напряжение постоянного тока +Uc, -Uc силовой шины 17 в переменное напряжение или в однополярные импульсы регулируемой частоты и скважности, поступающие на фазные обмотки 20 тяговых электродвигателей 3, 4. Крутящий момент, создаваемый тяговыми электродвигателями, через муфты или торсионы 25, 26 непосредственно или через дополнительное передаточное устройство передается на бортовые редукторы 5, 6 и далее на ведущие звездочки 7, 8 и гусеницы самоходной машины, в результате чего осуществляется ее движение в соответствии с направлением и скоростью, выбранными оператором.The controllers 11, 12 convert the DC voltage + Uc, -Uc of the power bus 17 into alternating voltage or into unipolar pulses of adjustable frequency and duty cycle supplied to the phase windings 20 of the traction motors 3, 4. The torque generated by the traction motors through couplings or torsions 25, 26 directly or via an additional transmission device is transmitted to final drives 5, 6 and further to drive sprockets 7, 8 and tracks of a self-propelled machine, as a result of which its movement is carried out in accordance with direction and speed selected by the operator.

В случае, если мощности ДВС 1 недостаточно для поддержания заданной оператором скорости движения машины при текущем значении ее тягового усилия (сопротивления передвижению), то регулирование осуществляется из условия достижения скорости движения машины, максимально возможной в данных условиях.If the power of ICE 1 is not enough to maintain the machine’s speed set by the operator at the current value of its traction force (resistance to movement), then regulation is carried out from the condition that the speed of the machine reaches the maximum possible in these conditions.

Алгоритмы взаимосвязанного и автоматизированного управления трансмиссией предварительно определяются расчетным или экспериментальным путем, записываются в память контроллера 9 и далее программно реализуются микроконтроллером, входящим в его состав.Algorithms for interconnected and automated transmission control are preliminarily determined by calculation or experimentally, recorded in the memory of controller 9 and then programmatically implemented by the microcontroller included in its composition.

При движении самоходной машины муфты или торсионы, установленные внутри полых валов тяговых электродвигателей и/или тягового генератора, смягчают динамические нагрузки, толчки и вибрации в трансмиссии, уменьшают или устраняют крутильные колебания соединяемых валов и деталей, компенсируют несоосность валов роторов тяговых электродвигателей и входных валов бортовых или колесных редукторов, либо выходного вала ДВС, что обеспечивает повышение ресурса работы трансмиссии. Одновременно обеспечивается снижение колебаний сил взаимодействия колес или гусениц самоходной машины с грунтом (почвой), что позволяет обеспечить повышенную плавность хода самоходной машины и ее пониженное техногенное воздействие на почву. Достижение это эффекта обусловлено свойствами почвы при воздействии на нее циклических нагрузок, а также зависимостью максимального по сцеплению тягового усилия машины от его дисперсии и скорости нарастания.When a self-propelled machine moves, couplings or torsion bars installed inside the hollow shafts of the traction electric motors and / or traction generator soften the dynamic loads, shocks and vibrations in the transmission, reduce or eliminate torsional vibrations of the connected shafts and parts, and compensate for misalignment of the rotor shafts of the traction electric motors and input side shafts or wheel gears, or the output shaft of the internal combustion engine, which ensures an increase in the service life of the transmission. At the same time, a reduction in fluctuations in the forces of interaction of the wheels or tracks of the self-propelled vehicle with the soil (soil) is ensured, which allows for increased smoothness of the self-propelled vehicle and its reduced technogenic impact on the soil. The achievement of this effect is due to the properties of the soil when exposed to cyclic loads, as well as the dependence of the maximum traction on the adhesion of the machine from its dispersion and slew rate.

Если в трансмиссии самоходной машины кроме муфт или торсионов в полых валах электрических машин установлены какие-либо дополнительные демпфирующие или компенсирующие устройства, например механические упругие муфты на выходе ДВС и на входах бортовых или колесных редукторов, то их установка приведет к улучшению технического результата, на достижение которого направлено данное изобретение.If in the transmission of the self-propelled machine, in addition to the couplings or torsion bars in the hollow shafts of the electric machines, any additional damping or compensating devices are installed, for example mechanical elastic couplings at the output of the internal combustion engine and at the inputs of the side or wheel gears, their installation will lead to an improvement in the technical result, to achieve which the invention is directed.

Для специалистов в данной области техники также понятно, что кроме описанных вариантов электромеханической трансмиссия самоходной машины возможны также иные варианты ее реализации на основе признаков, изложенных в формуле изобретения.For specialists in the art it is also clear that in addition to the described options for the electromechanical transmission of a self-propelled machine, other options for its implementation are also possible based on the features set forth in the claims.

ЛитератураLiterature

1. BY 5907 U, B60K 17/00, B60L 11/00, 28.02.2010.1. BY 5907 U, B60K 17/00, B60L 11/00, 02/28/2010.

2. RU 2376158 С2, B60K 17/00, Н02Р 8/00, 20.12.2009.2. RU 2376158 C2, B60K 17/00, Н02Р 8/00, 12.20.2009.

Claims (8)

1. Электромеханическая трансмиссия самоходной машины, содержащая тяговый генератор, который непосредственно или через согласующее устройство соединен с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и приспособлен для преобразования по меньшей мере части механической энергии ДВС в электрическую энергию, по меньшей мере один тяговый электродвигатель, приспособленный для преобразования электрической энергии в механическую, бортовые или колесные редукторы, приспособленные для привода гусениц или ведущих колес самоходной машины и связанные по меньшей мере с одним тяговым электродвигателем непосредственно или по меньшей мере через одно передаточное устройство, а также систему управления по меньшей мере одним тяговым электродвигателем и/или тяговым генератором, по меньшей мере один из которых выполнен реактивным индукторным, содержащим статор с полюсами и фазными обмотками, выполненными в виде сосредоточенных катушек, размещенных на полюсах статора, и ротор с зубчатым магнитопроводом, закрепленным на его валу, причем к валу ротора по меньшей мере одного тягового электродвигателя присоединен тормоз и/или вал ротора выполнен полым с возможностью размещения внутри него упругой или компенсирующей механической муфты или гидравлической муфты, которая приспособлена для соединения этого вала с передаточным устройством, или с бортовым редуктором, или с колесным редуктором, или с согласующим устройством, или с ДВС.1. Electromechanical transmission of a self-propelled machine containing a traction generator, which is directly or via a matching device connected to an internal combustion engine (ICE) and adapted to convert at least a portion of the mechanical energy of the ICE to electrical energy, at least one traction motor adapted to convert electrical energy into mechanical, final drives or wheel reducers adapted to drive tracks or drive wheels of a self-propelled machine and connected by with at least one traction motor directly or via at least one transmission device, as well as a control system of at least one traction motor and / or traction generator, at least one of which is made of a reactive induction motor containing a stator with poles and phase windings, made in the form of lumped coils placed on the poles of the stator, and a rotor with a toothed magnetic circuit mounted on its shaft, moreover, to the rotor shaft of at least one traction electric motor If the brake is attached and / or the rotor shaft is hollow with the possibility of placing inside it an elastic or compensating mechanical coupling or hydraulic coupling, which is adapted to connect this shaft to the transmission device, or to the final drive, or to the wheel gear, or with a matching device, or with ICE. 2. Электромеханическая трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере у одного тягового электродвигателя и/или тягового генератора число фаз и число зубцов статора выбраны таким образом, что результат их произведения равен или более 36.2. Electromechanical transmission according to claim 1, characterized in that at least one traction electric motor and / or traction generator, the number of phases and the number of stator teeth are selected so that the result of their product is equal to or more than 36. 3. Электромеханическая трансмиссия по п. 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере один тяговый электродвигатель и/или тяговый генератор выполнен трехфазным с 18 зубцами статора и 12 зубцами ротора.3. Electromechanical transmission according to claim 2, characterized in that at least one traction motor and / or traction generator is made three-phase with 18 stator teeth and 12 rotor teeth. 4. Электромеханическая трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что согласующее устройство, приспособленное для соединения тягового генератора с ДВС, выполнено в виде механической муфты двигателя и/или мультипликатора.4. Electromechanical transmission according to claim 1, characterized in that the matching device, adapted to connect the traction generator with the internal combustion engine, is made in the form of a mechanical coupling of the engine and / or multiplier. 5. Электромеханическая трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что передаточное устройство, связывающее тяговый электродвигатель с бортовыми или колесными редукторами, содержит главную передачу, выходы которой соединены с бортовыми редукторами с использованием бортовых фрикционов.5. The electromechanical transmission according to claim 1, characterized in that the transmission device connecting the traction motor to the final or wheel gears contains a final drive, the outputs of which are connected to the final gears using the on-board friction clutches. 6. Электромеханическая трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что количество тяговых электродвигателей установлено равным количеству гусениц или ведущих колес самоходной машины.6. The electromechanical transmission according to claim 1, characterized in that the number of traction motors is set equal to the number of tracks or driving wheels of the self-propelled machine. 7. Электромеханическая трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что передаточное устройство выполнено в виде согласующего редуктора, или входной механической муфты бортового или колесного редуктора, или карданной передачи.7. Electromechanical transmission according to claim 1, characterized in that the transmission device is made in the form of a matching gear, or input mechanical coupling of an onboard or wheel gear, or cardan transmission. 8. Электромеханическая трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что тормоз выполнен дисковым электромагнитным и приспособлен для использования в качестве стояночного тормоза самоходной машины.8. Electromechanical transmission according to claim 1, characterized in that the brake is made of electromagnetic disk and is suitable for use as a parking brake of a self-propelled machine.
RU2017111544A 2017-04-05 2017-04-05 Self-propelled vehicle electromechanical transmission RU2643903C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111544A RU2643903C1 (en) 2017-04-05 2017-04-05 Self-propelled vehicle electromechanical transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111544A RU2643903C1 (en) 2017-04-05 2017-04-05 Self-propelled vehicle electromechanical transmission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2643903C1 true RU2643903C1 (en) 2018-02-06

Family

ID=61173863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017111544A RU2643903C1 (en) 2017-04-05 2017-04-05 Self-propelled vehicle electromechanical transmission

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2643903C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671437C1 (en) * 2018-02-26 2018-10-31 Публичное акционерное общество "АВТОВАЗ" (ПАО "АВТОВАЗ") Hybrid power plant
RU2692508C1 (en) * 2018-11-06 2019-06-25 Владимир Андреевич Коровин Self-propelled installation of mine clearance
RU2701368C1 (en) * 2018-10-23 2019-09-25 Владимир Андреевич Коровин Demining unit
RU2706865C1 (en) * 2019-02-27 2019-11-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") Self-propelled machine with internal combustion engine and electromechanical transmission
RU2726814C1 (en) * 2020-01-10 2020-07-15 Владимир Андреевич Коровин Self-propelled machine with electromechanical transmission and power takeoff system
RU2754994C2 (en) * 2019-02-26 2021-09-08 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРАЛ-77" Method for controlling the electromechanical transmission of an autonomous road-building machine and the electromechanical transmission of an autonomous road-building machine
RU2757093C1 (en) * 2021-03-17 2021-10-11 Сергей Иванович Малафеев Electromechanical transmission of a truck
RU211902U1 (en) * 2021-12-30 2022-06-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Electromechanical transmission of front loader

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2179119C1 (en) * 2001-07-12 2002-02-10 Общество с ограниченной ответственностью Завод мощных тракторов Crawler tractor electromechanical transmission
US20050072608A1 (en) * 2003-10-03 2005-04-07 Johnston Ronald A. Vehicle for materials handling and other industrial uses
RU2376158C2 (en) * 2007-05-22 2009-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Эметрон" Electromechanical transmission
RU2394701C2 (en) * 2005-09-29 2010-07-20 Кейтерпиллар Инк. Electric power drive for working machine
RU2412831C1 (en) * 2009-12-18 2011-02-27 Республиканское унитарное предприятие "Минский тракторный завод" Automotive electromechanical transmission

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2179119C1 (en) * 2001-07-12 2002-02-10 Общество с ограниченной ответственностью Завод мощных тракторов Crawler tractor electromechanical transmission
US20050072608A1 (en) * 2003-10-03 2005-04-07 Johnston Ronald A. Vehicle for materials handling and other industrial uses
RU2394701C2 (en) * 2005-09-29 2010-07-20 Кейтерпиллар Инк. Electric power drive for working machine
RU2376158C2 (en) * 2007-05-22 2009-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Эметрон" Electromechanical transmission
RU2412831C1 (en) * 2009-12-18 2011-02-27 Республиканское унитарное предприятие "Минский тракторный завод" Automotive electromechanical transmission

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671437C1 (en) * 2018-02-26 2018-10-31 Публичное акционерное общество "АВТОВАЗ" (ПАО "АВТОВАЗ") Hybrid power plant
RU2701368C1 (en) * 2018-10-23 2019-09-25 Владимир Андреевич Коровин Demining unit
RU2692508C1 (en) * 2018-11-06 2019-06-25 Владимир Андреевич Коровин Self-propelled installation of mine clearance
RU2754994C2 (en) * 2019-02-26 2021-09-08 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРАЛ-77" Method for controlling the electromechanical transmission of an autonomous road-building machine and the electromechanical transmission of an autonomous road-building machine
RU2706865C1 (en) * 2019-02-27 2019-11-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс" (ООО НПП "Резонанс") Self-propelled machine with internal combustion engine and electromechanical transmission
RU2726814C1 (en) * 2020-01-10 2020-07-15 Владимир Андреевич Коровин Self-propelled machine with electromechanical transmission and power takeoff system
RU2757093C1 (en) * 2021-03-17 2021-10-11 Сергей Иванович Малафеев Electromechanical transmission of a truck
RU211902U1 (en) * 2021-12-30 2022-06-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Electromechanical transmission of front loader
RU2814696C1 (en) * 2022-12-12 2024-03-04 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРМАШХОЛДИНГ" Wheeled agricultural tractor with electromechanical transmission

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2643903C1 (en) Self-propelled vehicle electromechanical transmission
US10266169B2 (en) Powertrain system for electric and hybrid electric vehicles
EP0806315B1 (en) Hybrid power system using an electric coupling for the differential drive of distributed loads
CN101277837B (en) Electric powertrain for work machine
RU2540679C1 (en) Self-moving working machine with electromechanical transmission
CN101501965B (en) Hybrid vehicle
JP6389025B2 (en) Device for torque control of hybrid drive
CN102381313B (en) The method for controlling electric oil pump operating
CN102079306A (en) Method of determining output torque constraints for a powertrain
JP2013180680A (en) Transaxle device for hybrid vehicle
RU2706865C1 (en) Self-propelled machine with internal combustion engine and electromechanical transmission
RU2648652C1 (en) Electromechanical transmission of the machine with internal combustion engine
Kollmeyer et al. Comparison of class 2a truck electric vehicle drivetrain losses for single-and two-speed gearbox systems with IPM traction machines
RU2545145C1 (en) Track-laying machine with hydrostatic or electromechanical driveline
CN106965664A (en) A kind of single motor hybrid power system for automobile
CN202242996U (en) Crane with a movable crane
US20120018236A1 (en) Electric powertrain for off-highway trucks
RU2688563C1 (en) Electromechanical transmission of self-propelled machine with internal combustion engine
CN110758082B (en) New energy vehicle power coupling device and control method thereof
RU2648660C1 (en) Self-propelled vehicle electromechanical transmission
CN110758083A (en) New energy vehicle power system and control method thereof
RU2613752C2 (en) Method and device of drive mechanism controlling in electric transport vehicle
RU2547154C1 (en) Track-laying tractor with electromechanical driveline
CN206765800U (en) A kind of single motor hybrid power system for automobile
CN103895492B (en) Series-parallel hybrid electric system, vehicle and control method thereof