CN101570142B - 新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统 - Google Patents

新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统，属于电车控制技术领域。特征：电网或流动充电车(1)的输出端与整流电路(2)相互连接，整流电路(2)的输出端与若干个斩波电路(3)相互连接，每个斩波电路(3)的输出端都各连接一个超级电容模块(4)，每个超级电容模块(4)的输出端都各连接一组电压传感器(5)温度传感器(6)，电压传感器(5)和温度传感器(6)的输出端分别与A/D转换器(7)的输入端相互连接，A/D转换器(7)的输出端与微控制器(8)的输入端相互连接。本发明能快速可靠的从电网或流动充电车获取电能、工作效率高、能大功率充放电、无二次污染、稳定性高、并能对电车电动机进行可靠精准控制。

Description

新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统
一、技术领域
本发明涉及一种环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统，属于电车控制技术领域。
二、技术背景
目前，根据国防科技现代化和建设绿色军营的战略需要，以及提高矿区作业节能、环保的要求，急需研发新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车，而新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统又是一个全新而关键的核心技术系统，需要进行全新的研发设计，解决以下问题：
1、车载能源及管理系统：避免使用传统蓄电池、锂电池等作为主要车载储能器，避免其带来的充放电时间长、可有效充电次数少，所以无法及时输出大转矩启动和牵引，防爆性能差，并且容易造成二次污染等问题；
2、电气及驱动控制系统：保证对整车电力电子器件、线束及电力驱动等各项功能进行稳定、可靠的控制；
3、充放电集成系统：能使电车在短时间内从电网可靠的获取电能并储存在储能装置内。
三、发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能快速可靠的从电网或流动充电车获取电能、工作效率高、能大功率快速充放电、以超级电容器为车载主要储能器、无二次污染、安全、稳定性高、并能对电车驱动电动机进行可靠精准控制的新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统，特殊之处在于包括电网或流动充电车1的输出端与可将交流电变成直流电的整流电路2相互连接，整流电路2的输出端与N个第一斩波电路3相互连接，每个第一斩波电路3的输出端都各连接一个用于储存电能的超级电容模块4，每个超级电容模块4的输出端都各连接一组用于检测电压的电压传感器5和用于检测温度的温度传感器6，电压传感器5和温度传感器6的输出端分别与可将模拟量转换成数字量的A/D转换器7的输入端相互连接，A/D转换器7的输出端与微控制器8的输入端相互连接，微处理器8的输入端与开关装置10相互连接来共同控制与微控制器8的输出端相连接的动作装置9的开启或关闭；
所述微控制器8的输出端与超级电容模块4之间通过切换模块11相互连接；
所述微控制器8的输出端与第二斩波电路12相互连接，第二斩波电路12的输出端与驱动电动机13相互连接；
所述第一斩波电路3和第二斩波电路12采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和续流二极管连接构成。
本发明达到如下成果：
1、车载能源及管理系统：采用以超级电容器为车载主要储能器，实现充放电时间短、可有效充电次数多，能及时输出大转矩启动和牵引，无爆燃风险，不造成二次污染；2电气及驱动控制系统：创新运用包括CAN总线集成技术的可靠精准控制系统，保证对整车电力电子器件、线束及电力驱动等各项功能进行稳定、可靠的控制；3、充放电集成系统：能使电车在短时间内从电网可靠的获取电能并储存在储能装置内。
本发明一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统，能对电车提供高效可靠的车载能源，其监控系统具有强稳定性和抗干扰能力，能有效滤除外界的扰动，增加了系统的稳定性和可靠性。
四、附图说明
图1：本发明实施例1一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统原理图；
图2：本发明实施例2一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统原理图。
图中：1、电网或流动充电车，2、整流电路，3、第一斩波电路，4、超级电容模块，5、电压传感器，6、温度传感器，7、A/D转换器，8、微控制器，9、动作装置，10、开关装置，11、切换模块，12、第二斩波电路，13、驱动电动机。
五、具体实施方式
以下给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的构成做进一步的说明。
实施例1
一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统参考附图1，电网1输出的交流电经过整流电路2变为直流电，整流电路2的输出端与若干个用第一斩波电路3相互连接，每个第一斩波电路3的输出端都连接有用于储存电能的超级电容模块4，每个超级电容模块4的输出端都连接有一组用于检测电压的电压传感器5和用于检测温度的温度传感器6，电压传感器5和温度传感器6的输出端分别与可将模拟量转换成数字量的A/D转换器7的输入端相互连接，A/D转换器7的输出端与微控制器8的输入端相互连接，微处理器8的输入端与开关装置10相互连接，共同控制与微控制器8的输出端相连接的动作装置9的开启或关闭；微控制器8的输出端与超级电容模块4之间通过切换模块11相互连接；微控制器8的输出端与第二斩波电路12相互连接，第二斩波电路12的输出端与电动机13相互连接；第一斩波电路3和第二斩波电路12采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和续流二极管连接构成。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于采用流动充电车1直接输出直流电。
具体工作过程分为以下三步：
第一步：电网1输出的交流电通过整流电路2变为直流电，或由流动充电车1直接输出直流电，通过第一斩波电路3可带动超级电容模块4，使电车在短时间内快捷、可靠的获取电能并储存在电容模块4内。
第二步：电压传感器5和温度传感器6的输入端分别与超级电容模块4相互连接，分别用来检测超级电容模块4的电压和温度，并通过A/D转换器7将检测到的模拟量转化成微控制器8能识别的数字量，通过微控制器8设置电压和温度的上下限值，若检测到的电压或温度超过上下限值，即超级电容模块4异常工作时，通过与微控制器8输出端相连接的切换模块11将当前异常的超级电容模块4关闭，并启动下一路超级电容模块4继续工作。
第三步：通过微控制器8和与之相连接的开关装置10共同控制动作装置9的开启和关闭，动作装置9包括灯、门等；通过微控制器8和与之相连接的第二斩波电路12共同控制直流驱动电动机，使驱动电动机控制精确、可靠。
以上实施例一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统的主要技术指标：1、超级电容模块最大输出电压为900V，瞬时最大输出功率为600KW；2、斩波电路额定功率为300KW，输出电压范围0-900V；3、电磁兼容符合国家标准。
以上实施例的一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统，能快速可靠的从电网或流动充电车获取电能、工作效率高、能太功率充放电、无二次污染、稳定性高、并能对电车电动机进行可靠精准控制。

Claims (4)

1.一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统，其特征在于：电网或流动充电车(1)的输出端与整流电路(2)相互连接，整流电路(2)的输出端与第一斩波电路(3)相互连接，每个第一斩波电路(3)的输出端都各连接一个超级电容模块(4)，每个超级电容模块(4)的输出端都各连接一组电压传感器(5)温度传感器(6)，电压传感器(5)和温度传感器(6)的输出端分别与A/D转换器(7)的输入端相互连接，A/D转换器(7)的输出端与微控制器(8)的输入端相互连接，微控制器(8)的输出端与动作装置(9)相互连接，微处理器(8)的输入端与开关装置(10)相互连接。
2.根据权利要求1所述一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统，其特征在于所述微控制器(8)的输出端与超级电容模块(4)之间通过切换模块(11)相互连接。
3.根据权利要求1所述一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统，其特征在于所述微控制器(8)的输出端与第二斩波电路(12)相互连接，第二斩波电路(12)的输出端与驱动电动机(13)相互连接。
4.根据权利要求3所述一种新能源环保节能军用、矿用特种牵引、装载电车的控制系统，其特征在于所述第一斩波电路(3)和第二斩波电路(12)由绝缘栅双极型晶体管和续流二极管连接构成。
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