ТЯГОВЫЙ ПРИВОД ЛОКОМОТИВА С АСИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ

Предлагаемое техническое решение относится к области железнодорожного транспорта в части разработки мер по энергосбережению в процессе перевозок.
Известна «компоновочная схема тягового привода локомотива» [1], реализующая создание потребных тяговых усилий параллельными потоками мощности, при соблюдении условий компактности, доступности, технологичности монтажа и технического обслуживания силовой установки. В обеспечение этого решения была принята конструкция передаточного механизма в виде «торцевой зубчатой передачи с внутренним зацеплением» [2].
Логическим развитием усовершенствования компоновочной схемы тягового привода является разработка мер по повышению эффективности использования переменного тока в качестве энергоносителя, применением короткозамкнутых асинхронных двигателей - наиболее выгодного и универсального в эксплуатации электропривода [3].
В качестве иллюстрации к предлагаемому техническому решению приведены «Разработка схемы передаточного механизма тягового привода» (см. рис.1а,б) и «Схема тягового привода с асинхронными двигателями» (см. рис.2). Нумерация деталей и агрегатов на рис.1, 2 - сквозная. Обозначения на схемах:
-1 - ведущее основное колесо;
-2 - водило;
-3 - исполнительное основное колесо;
-4 - сателлит (на рис.1а), шестерня (на рис.1б, 2);
-5 - ось колесной пары;
-6 - колесная пара;
-7 - асинхронный электродвигатель;
-8 - ступица-водило;
-9 - подшипник скольжения;
-10 - подшипник качения;
-11 - центробежная муфта;
-12 - предохранительная муфта;
-13 - комбинированная муфта;
-14 - промежуточный вал;
-15 - блок устройств для запуска двигателя с облегченными условиями пуска.
Питающая сеть подключена к обмотке статора, блок устройств для запуска двигателя с облегченными условиями пуска - к обмотке ротора электродвигателей.
Согласно предложенному техническому решению поставленная цель достигается тем, что схема передаточного механизма построена путем преобразования простейшей планетарной передачи (см. рис.1а), в которой (см. рис.1б) отсутствует ведущее основное колесо 1, водило 2 закреплено неподвижно относительно оси 5 колесной пары 6, вращение которой обеспечивается жестко с ней соединенным исполнительным основным колесом 3, находящимся в зацеплении с шестернями 4 (см. рис.1б, 2), утратившими при преобразовании роль сателлитов 4 (см. рис.1а). При этом ступица-водило 8 неразъемно жестко связана со статорами асинхронных двигателей 7 (см. рис.2), валы которых соединены с осями вращения шестерен 4 посредством последовательно расположенных самодействующих (самоуправляющихся) муфт [4] - центробежной 11 и предохранительной 12. Как вариант, муфты 11, 12 могут быть заменены комбинированной муфтой 13, сочетающей в себе их свойства. Действие муфт 11, 12 или муфты 13 согласовано с включенными в состав электропривода устройствами 15 обеспечения запуска двигателя с облегченными условиями пуска (роторный, автотрансформаторный [3]).
Запуск электродвигателей 7 осуществляется при разомкнутой цепи «двигатель - передаточный механизм», замкнутость которой в процессе движения обеспечивает последовательное включение центробежной 11 и предохранительной 12 муфт. В процессе движения предохранительные муфты 12 плавно регулируют потребление мощности для обеспечения потребного скоростного режима движения транспортного средства; центробежные муфты 11 обеспечивают согласование частоты вращения колесной пары 6 и роторов электродвигателей 7.
Возможность применения способов и средств автоматического управления агрегатами электропривода [3] в предлагаемой схеме повышают эффективность применения ее для энергосбережения при осуществлении перевозок в жедезнодорожной транспортной системе.
Библиография
1. Компоновочная схема тягового привода железнодорожного подвижного транспортного средства с параллельными потоками мощности./Патент РФ №2412072. Бюл. №5. 2011.
2. Торцевая зубчатая передача с внутренним зацеплением. / Патент РФ №2354870. Бюл. №13. 2009.
3. Мучник А.Я., Парфенов К.А. Общая электротехника./ «Высшая школа». - М. 1967. 447 С.
4. Березовский Ю.Н., ЧЧернилевский Д.В., Петров М.С. Детали машин./ «Машинолстроение». - М. 1983. 384 С.