Кандидат технических наук, доцент
Associate Professor, PhD in Engineering
Инженер
Engineer
В настоящее время ведутся работы по созданию тракторов (как колесных, так и гусеничных) с электромеханической трансмиссией. От вида механической характеристики тягового электродвигателя трактора, оборудованного электромеханической трансмиссией, зависит диапазон изменения передаточного отношения трансмиссии при помощи тягового электродвигателя: если диапазон достаточно большой, то можно свести к минимуму число передач в коробке передач трактора или вообще ее не использовать. Тип применяемого тягового электродвигателя и способ регулирования им определяют вид механической характеристики (семейства характеристик) тягового электродвигателя.
В статье рассматривается тяговый асинхронный электродвигатель с частотным управлением. При частотном управлении регулировать обороты электродвигателя можно совместным изменением напряжения и его частоты. Существуют различные законы совместного изменения напряжения и частоты (законы регулирования). Выбор закона регулирования влияет на вид механической характеристики тягового электродвигателя. Применение какого-либо закона может быть допустимо лишь для определенного диапазона частоты напряжения, при выходе за который могут быть превышены какие-либо параметры (например, допустимое напряжение в обмотке статора электродвигателя). Для тягового электродвигателя трактора необходимо обеспечить требуемый момент в широких пределах. При этом потери в электродвигателе должны быть минимальными. Потери в роторе тягового асинхронного электродвигателя прямо пропорциональны его скольжению, а наилучшие тягово-динамические свойства мобильной машины будут при сохранении скольжения постоянными. По этим причинам выбор законов регулирования произведен для работы тягового асинхронного электродвигателя при номинальном скольжении, а механическая характеристика при номинальном скольжении условно названа номинальной характеристикой.
Проанализированы возможные законы совместного применения напряжения и его частоты и границы их применения. Подобрана комбинация законов для регулирования тягового асинхронного электродвигателя, обеспечивающая наиболее широкий диапазон его работы с высоким значением момента при номинальном скольжении с учетом ограничений по применению каждого из использованных законов регулирования. Для тягового асинхронного электродвигателя, регулируемого по предложенному закону, построено семейство механических характеристик: при номинальном скольжении, при критическом скольжении, при изменяющемся скольжении и без изменения напряжения и частоты.
Nowadays the work is in progress to develop wheeled and caterpillar tractors with electromechanical transmission. Range of changes in transmission gear ratio while using propulsion electric motor depends on mechanical characteristics of a tractor propulsion electric motor which is equipped with electromechanical transmission. In case when the range is rather high then it is possible to minimize number of gearings in the tractor gearing box or exclude its usage at all. Type of the applied propulsion electric motor and regulation method specify type of mechanical characteristics (characteristics family) of the propulsion electric motor.
The paper considers a propulsion asynchronous electric motor with frequency control. While using frequency control it is possible to regulate electric motor revolutions by mutual changes in voltage and voltage frequency. There are various laws of mutual changes in voltage and frequency (regulation laws). Selection of a regulation law influences on type of mechanical characteristics of a propulsion electric motor. Application of any law can be admissible only for some specific range of voltage frequency otherwise it is possible to exceed some parameters (for example, admissible voltage in the winding of electric motor stator). It is necessary to ensure the required moment within wide range for a tractor propulsion electric motor. In this case losses in the electric motor must be minimal. Losses in the rotor of the propulsion asynchronous electric motor are directly proportional to its sliding and its best propulsion and mechanical properties of a mobile machine will be ensured in the case when sliding is preserved at a constant value. According to these reasons selection of regulation laws has been carried out for operation of the propulsion asynchronous electric motor with nominal sliding and mechanical characteristics at nominal sliding is conventionally called a nominal characteristics.
The paper analyzes the possible laws of mutual application of voltage and voltage frequency and their application boundaries. A combination of laws for regulation of the propulsion asynchronous electric motor has been selected in the paper. The combination ensures the widest operational range of the electric motor with high moment value at nominal sliding and due account of limitations on application of every used regulation law. The following mechanical characteristics family has been constructed for the propulsion asynchronous electric motor regulated in accordance with the proposed law: at nominal sliding, at critical sliding, at changeable sliding and without changes in voltage and frequency.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.