CN104742827A - 电动轮矿山车电气控制装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动轮矿山车电气控制装置及系统，装置包括：处理板，用于实现矿山车的数据读取、逻辑控制、开关量输出、频率信号输出和数据记录存储功能；与处理板相连的IO板，用于完成矿山车的开关量输入检测、开关量输出驱动、模拟量采集、频率信号检测和频率量输出功能。IO板进一步包括逻辑处理单元、信号处理及隔离输入单元和信号处理及隔离输出单元。信号处理及隔离输入单元、信号处理及隔离输出单元均通过逻辑处理单元与处理板相连。本发明电气控制装置及系统功能完善，可实现电动轮矿山车的整车电气控制功能，同时整体结构紧凑、价格适中、性价比高。

Description

电动轮矿山车电气控制装置及系统

技术领域

本发明涉及矿山机械电气控制领域，尤其是涉及一种应用于电动轮矿山车的模块式整车电气控制装置及系统。

背景技术

目前，国内矿山上在用的大多数电动轮矿山车电传动控制系统主要依赖进口，而国内一些公司研发的变流器已成功在电动轮矿山车上得到应用，但整车电气控制模块一直未能形成产业化应用。整车电气控制模块依赖进口在一定程度上限制了国内控制技术的发展，同时进口产品成本较高，在调试过程中出现问题比较难以协调解决。另外，国外产品的售后服务和配件供应的时间和价格成本都比较高。

因此，研制一种适用于国内研发的变流器平台，功能更加全面、完善的国产化电动轮矿山车电气控制装置及系统成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电动轮矿山车电气控制装置及系统，功能完善，可实现电动轮矿山车的整车电气控制功能，同时整体结构紧凑、价格适中、性价比高。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种电动轮矿山车电气控制装置的技术实现方案，电动轮矿山车电气控制装置，包括：

处理板，用于实现矿山车的数据读取、逻辑控制、开关量输出、频率信号输出和数据记录存储功能；

与所述处理板相连的IO板，用于完成所述矿山车的开关量输入检测、开关量输出驱动、模拟量采集、频率信号检测和频率量输出功能。

优选的，所述IO板进一步包括逻辑处理单元、信号处理及隔离输入单元和信号处理及隔离输出单元。所述信号处理及隔离输入单元、信号处理及隔离输出单元均通过所述逻辑处理单元与所述处理板相连。

优选的，所述信号处理及隔离输入单元进一步包括分别与所述逻辑处理单元相连的频率信号检测单元、数字量输入单元和模拟量输入单元；

所述频率信号检测单元采集包括柴油机转速和矿山车前轮转速在内的外围传感器输入频率信号，并经所述逻辑处理单元处理后输出至所述处理板；

所述数字量输入单元采集包括矿山车前进、后退、电缓行开关和跛行回家开关在内的逻辑信号，进行转换后通过所述逻辑处理单元输出至所述处理板，以实现所述矿山车包括前进、后退、下坡恒速制动和跛行返回在内的功能；

所述模拟量输入单元采集包括矿山车油门踏板信号、制动踏板信号、柴油机油量、柴油机油压在内的模拟量信号，并经所述逻辑处理单元处理后输出至所述处理板，以实现所述矿山车包括功率控制、故障保护在内的功能。

优选的，所述信号处理及隔离输出单元进一步包括分别与所述逻辑处理单元相连的频率输出单元和数字量输出单元；

所述频率输出单元输出频率及占空比可调的PWM波，对所述矿山车的柴油机进行调速；

所述数字量输出单元输出紧急故障信号和综合报警信号。

本发明还另外具体提供了一种基于上述装置的电动轮矿山车电气控制系统的技术实现方案，电动轮矿山车电气控制系统，包括：ECU、DCU、变流器、发电机、柴油机、制动电阻和牵引电机，以及如上所述的电气控制装置。所述柴油机运行带动所述发电机发出交流电，所述电气控制装置通过所述ECU控制所述发电机的励磁，由所述发电机发出的交流电经过所述变流器进行交直交变换后输出至所述牵引电机，驱动所述牵引电机运行。所述电气控制装置通过所述DCU控制所述变流器对输入交流电进行交直交变换，所述制动电阻与所述变流器中的逆变器相连，用于消耗所述矿山车制动过程中多余的电能。

优选的，所述处理板进一步包括牵引/制动特性控制模块，所述牵引/制动特性控制模块通过所述IO板采集矿山车前进、后退信号，以及油门踏板、制动踏板信号，生成给定目标电压信号，由所述IO板通过CAN总线将所述给定目标电压信号输出至DCU，并由所述DCU驱动相应的继电器和接触器，完成电气牵引/制动电路加载转换控制。

优选的，所述处理板进一步包括自负荷特性控制模块，当所述IO板采集到司机闭合自负荷开关，将所述矿山车设置为自负荷工况，所述自负荷特性控制模块通过所述IO板利用CAN总线将自负荷工况命令发送给所述DCU，由所述DCU驱动变流器中逆变器的斩波IGBT闭合，将制动电阻接入所述逆变器和整流器之间的中间直流回路。所述自负荷特性控制模块根据油门踏板信号通过所述IO板输出控制柴油机的转速控制信号，并通过所述柴油机的转速控制发电机的电压输出，使得所述制动电阻消耗的功率与当前转速下所述柴油机的输出功率相匹配。

优选的，所述处理板进一步包括柴油机控制模块，所述柴油机控制模块通过所述IO板采集油门踏板、制动踏板和制动速度设定信号，根据所述油门踏板、制动踏板和制动速度设定信号生成所述柴油机对应的转速给定信号，通过通过所述IO板直接给定115Hz～382Hz的频率信号输出至柴油机控制器，最终由所述柴油机控制器实现所述柴油机的调速。所述柴油机控制器采集柴油机的油量、油压传感信号，所述柴油机控制模块通过所述IO板利用CAN总线与所述柴油机控制器进行通讯。当所述柴油机发生故障时，所述柴油机控制器通过所述IO板向所述柴油机控制模块发送柴油机故障信号，由所述柴油机控制模块输出控制信号驱动报警灯和蜂鸣器提醒驾驶员，并执行包括柴油机降功、卸载和停机在内的操作。

优选的，所述处理板进一步包括矿山车控制模块，所述矿山车控制模块通过所述IO板采集矿山车前进、后退信号，通过所述IO板利用CAN总线将所述矿山车前进、后退信号传送至所述DCU，由所述DCU控制所述矿山车运行方向的转变。当所述矿山车运行时，所述矿山车控制模块通过所述IO板检测所述矿山车的前轮转速，来调节所述变流器的中间直流回路的中间电压，对所述矿山车的运行速度进行限制。

优选的，所述电气控制系统还包括举升油缸和货箱，所述矿山车控制模块通过所述IO板向所述DCU输出控制信号，并由所述DCU控制所述举升油缸带动所述货箱动作。所述矿山车控制模块根据所述IO板采集到的货箱举升控制杆状态控制所述举升油缸的动作，所述货箱举升控制杆状态包括下降、浮动、举升、保持四个状态；当所述货箱处于举升状态时，所述矿山车的运行速度限制为0。当所述货箱处于举升状态，超越开关被按下时，所述矿山车的运行速度限制为不高于8km/h。所述矿山车空载时的运行速度限制为不高于65km/h。所述矿山车额定载荷时的运行速度限制为不高于45km/h。所述矿山车过载时的运行速度限制为不高于16km/h。所述矿山车反向运行时的运行速度限制为不高于8km/h。

通过实施上述本发明提供的电动轮矿山车电气控制装置及系统，具有如下有益效果：

本发明电动轮矿山车电气控制装置及系统功能完善，可实现电动轮矿山车的整车电气控制功能，同时整体结构紧凑、价格适中、性价比高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1是本发明电动轮矿山车电气控制装置一种具体实施方式的结构组成示意图；

图2是本发明电动轮矿山车电气控制装置一种具体实施方式的电气接口结构示意图；

图3是本发明电动轮矿山车电气控制系统一种具体实施方式中牵引/制动特性控制模块的系统结构组成框图；

图4是本发明电动轮矿山车电气控制系统一种具体实施方式中自负荷特性控制模块的系统结构组成框图；

图5是本发明电动轮矿山车电气控制系统一种具体实施方式中柴油机控制模块的系统结构组成框图；

图6是本发明电动轮矿山车电气控制系统一种具体实施方式中矿山车控制模块的系统结构组成框图；

图中：1-处理板，2-IO板，3-DCU，4-ECU，5-变流器，6-发电机，7-柴油机，8-制动电阻，9-牵引电机，10-柴油机控制器，11-举升油缸，12-货箱，21-逻辑处理单元，22-信号处理及隔离输入单元，23-信号处理及隔离输出单元，24-电源，221-频率信号检测单元，222-数字量输入单元，223-模拟量输入单元，231-频率输出单元，232-数字量输出单元，101-牵引/制动特性控制模块，102-自负荷特性控制模块，103-柴油机控制模块，104-矿山车控制模块。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下：

DCU：Drive Control Unit，牵引控制单元的简称；

CAN：Controller Area NetWork，控制局域网的简称；

ECU：Excitation Control Unit，励磁控制单元的简称；

PWM：Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制的简称；

IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管的简称；

SOC：System On Chip，片上系统的简称；

AD：模拟数字转换的简称；

DA：数字模拟转换的简称。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图6所示，给出了本发明电动轮矿山车电气控制装置及系统的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如附图1所示，一种电动轮矿山车电气控制装置的具体实施例，包括：

处理板1，作为电动轮矿山车电气控制装置的主控单元，选用一款性价比很高的片上系统（SOC）MCF5235CVM150芯片，用于实现矿山车的数据读取、逻辑控制、开关量输出、频率信号输出和数据记录存储功能；此外，处理板1还具有RS422/RS485/CAN通信功能，同时可以实现以太网实时监控并进行数据下载；

与处理板1相连的IO板2，用于完成矿山车的开关量输入检测、开关量输出驱动、模拟量采集、频率信号检测和频率量输出功能。IO板2主要完成矿山车上各开关量信号（包括前进、后退、跛行回家开关、电缓行开关）输入检测、开关量输出（包括紧急故障输出、励磁允许、综合报警灯）驱动、频率信号输入检测（包括柴油机转速，前轮转速）、油门及制动踏板信号采集、柴油机油量、油压等传感器信号采集、油门调速信号输出等功能。

IO板2进一步包括逻辑处理单元21、信号处理及隔离输入单元22、信号处理及隔离输出单元23和电源24。信号处理及隔离输入单元22、信号处理及隔离输出单元23均通过逻辑处理单元21与处理板1相连。逻辑处理单元21用于对信号处理及隔离输入单元22、信号处理及隔离输出单元23与处理板1之间的输入输出信号进行信号调理、AD/DA转换，以及逻辑处理。电动轮矿山车电气控制装置的电源输入标称电压为DC24V，电源24采用高性能宽电压输入电源，工作电压范围为9～36V，能够有效防止电动轮矿山车电气控制装置在柴油机7起机时因蓄电池电压降低而掉电。蓄电池为电源24提供DC24V输入电源，电源24的输出有3路，分别为DC±15V和DC5V，用来为处理板1及IO板2上的各芯片和矿山车上的各传感器供电。

如附图2所示，信号处理及隔离输入单元22进一步包括分别与逻辑处理单元21相连的频率信号检测单元221、数字量输入单元222和模拟量输入单元223。

频率信号检测单元221采集包括柴油机转速和矿山车前轮转速在内的外围传感器输入频率信号，并经逻辑处理单元21处理后输出至处理板1，采集范围为10～10KHz。

数字量输入单元222采集包括矿山车前进、后退、电缓行开关（实现矿山车制动恒速下坡）和跛行回家开关在内的逻辑信号，进行转换后通过逻辑处理单元21输出至处理板1，以实现矿山车包括前进、后退、下坡恒速制动和跛行返回在内的功能。数字量输入单元222用于将24V的逻辑信号（前进、后退、跛行回家开关、电缓行开关）通过光电隔离转换为5V的逻辑信号，并将该逻辑信号送入处理板1中进行检测。

模拟量输入单元223采集包括矿山车油门踏板、制动踏板、柴油机油量、柴油机油压在内的模拟量信号，并经逻辑处理单元21处理后输出至处理板1，以实现矿山车包括功率控制、故障保护在内的功能。

信号处理及隔离输出单元23进一步包括分别与所述逻辑处理单元21相连的频率输出单元231和数字量输出单元232。

频率输出单元231输出频率及占空比可调的PWM波，对矿山车的柴油机7进行调速。

数字量输出单元232输出紧急故障信号和综合报警信号。数字量输出单元232在负端接通矿山车上紧急故障输出、综合报警灯等接触器和继电器的线圈电路，驱动电流≤2A。

电动轮矿山车电气控制装置采用模块式结构，整体铸铝式壳体，外壳整体喷漆处理，结构强度高、质量轻、电磁兼容性能高。对外采用4个35芯连接器实现电气连接，同时预留两个M12连接器用于调试，最大尺寸为322*206*42mm。采用金属密闭外壳，占用空间小防护等级达到IP67，模块通过外壳散热，适应于矿山等恶劣使用环境。本发明具体实施例描述的电动轮矿山车电气控制装置包括两块单板：处理板和IO板2，并采用叠板式结构，成本降低、模块拆装方便。电动轮矿山车电气控制装置能够实现矿山车的特性控制、逻辑控制、柴油机调速、通信管理及故障保护等功能，功能完善、性价比高，十分有利于在矿山机械中推广。同时控制功能完善，可实现矿山车的牵引、制动、自负荷特性控制、货厢举升等逻辑控制、通信管理及故障保护等功能。

一种电动轮矿山车电气控制系统的具体实施例，包括：DCU 3、ECU 4、变流器5、发电机6、柴油机7、制动电阻8和牵引电机9，以及上述电气控制装置。柴油机7运行带动发电机6发出交流电，电气控制装置通过所述ECU 4控制发电机6的励磁，由发电机6发出的交流电经过变流器5进行交直交变换后输出至牵引电机9，驱动牵引电机9运行。电气控制装置通过DCU 3控制变流器5对输入交流电进行交直交变换，制动电阻8与变流器5中的逆变器相连，用于消耗矿山车制动过程中多余的电能。

如附图3所示为牵引/制动特性控制模块101的结构组成框图，图中省略了IO板2。处理板1进一步包括牵引/制动特性控制模块101，牵引/制动特性控制模块101通过IO板2采集矿山车前进、后退信号，以及油门踏板、制动踏板信号，生成给定目标电压信号，由IO板2通过CAN总线将给定目标电压信号输出至DCU 3，并由DCU 3驱动相应的继电器和接触器，完成电气牵引/制动电路加载转换控制。牵引/制动特性控制模块101根据矿山车前进信号、油门踏板信号生成给定执行牵引操作的目标电压信号，输出至DCU 3，由DCU 3驱动相应的继电器和接触器电气牵引电路加载控制。牵引/制动特性控制模块101根据矿山车后退信号、制动踏板生成给定执行制动操作的目标电压信号，输出至DCU 3，由DCU 3驱动相应的继电器和接触器电气制动电路加载控制。

如附图4所示为自负荷特性控制模块102的结构组成框图，图中省略了IO板2。处理板1进一步包括自负荷特性控制模块102，当IO板2采集到司机闭合自负荷开关，将矿山车设置为自负荷工况，自负荷特性控制模块102通过IO板2利用CAN总线将自负荷工况命令发送给DCU 3，由DCU 3驱动变流器5中逆变器的斩波IGBT闭合，将制动电阻8接入逆变器和整流器之间的中间直流回路。自负荷特性控制模块102根据油门踏板信号通过IO板2输出柴油机7的转速控制信号，并通过柴油机7的转速控制发电机6的电压输出，使得制动电阻8消耗的功率与当前转速下柴油机7的输出功率相匹配。

如附图5所示为柴油机控制模块103的结构组成框图，图中省略了IO板2。处理板1进一步包括柴油机控制模块103，柴油机控制模块103通过IO板2采集油门踏板、制动踏板和制动速度设定信号，根据油门踏板、制动踏板和制动速度设定信号生成柴油机7对应的转速给定信号，通过IO板2直接给定115Hz～382Hz（对应柴油机7的转速为700～1920rpm）的频率信号输出至柴油机控制器10，最终由柴油机控制器10实现柴油机7的调速。处理板1同时通过IO板2采集柴油机转速信号。柴油机控制模块103根据油门踏板生成柴油机7对应的转速给定信号实现加速动作。柴油机控制模块103同时根据制动踏板和制动速度设定信号生成柴油机7对应的转速给定信号实现减速制动动作。柴油机控制模块103通过IO板2利用CAN总线与柴油机控制器10进行通讯，柴油机控制器10采集柴油机7的油量、油压传感信号。当柴油机7发生故障时，如发生油量低于设定值或油压升高时，柴油机控制器10通过IO板2向柴油机控制模块211发送柴油机故障信号，由柴油机控制模块103输出控制信号（紧急故障信号和综合报警信号）驱动综合报警灯和蜂鸣器提醒驾驶员，并执行包括柴油机7降功、卸载和停机在内的操作以保护人身和设备安全。紧急故障信号输出至显示器进行故障信息显示，综合报警信号驱动综合报警灯和蜂鸣器。

如附图6所示为矿山车控制模块104的结构组成框图，图中省略了IO板2。处理板1进一步包括矿山车控制模块104，矿山车控制模块104采集矿山车前进、后退信号，通过IO板2利用CAN总线将矿山车前进、后退信号传送至DCU 3，由DCU 3通过接通前进或后退接触器，控制矿山车运行方向的转变。当矿山车运行时，矿山车控制模块104通过IO板2检测矿山车的前轮转速，来调节变流器5的中间直流回路的中间电压，对矿山车的运行速度进行限制。电气控制系统还包括举升油缸11和货箱12，矿山车控制模块104通过IO板2向DCU 3输出控制信号，并由DCU 3控制举升油缸11带动货箱12动作。矿山车控制模块104根据IO板2采集到的货箱举升控制杆状态控制举升油缸11的动作，货箱举升控制杆状态包括下降、浮动、举升、保持四个状态，矿山车在行进的过程中为浮动状态。当货箱12处于举升状态时，矿山车的运行速度限制为0。当货箱12处于举升状态，超越开关（超越开关是用于在举升时行车，没有按下超越开关不准许行车）被按下时，矿山车的运行速度限制为不高于8km/h。矿山车空载时的运行速度限制为不高于65km/h。矿山车额定载荷时的运行速度限制为不高于45km/h。矿山车过载时的运行速度限制为不高于16km/h。矿山车反向运行时的运行速度限制为不高于8km/h。这样可以在提升矿山车操控性的同时，极大地提高矿山车执行作业过程的安全性。

电动轮矿山车电气控制装置与DCU 3、ECU 4之间通过CAN总线进行通信，实时与DCU 3、ECU 4进行数据交互，协调完成矿山车的牵引、制动、自负荷特性控制、柴油机控制，以及整车电气控制等功能。电动轮矿山车电气控制装置与柴油机7的电喷控制器之间通过CAN总线进行通信，接收柴油机7的信息用于报警和显示器显示，如水温高等报警信息。电动轮矿山车电气控制装置与显示器之间通过RS422总线进行通信，将需要显示的数据送到显示器显示。同时，可通过显示器设置时间、车号等信息。

本发明具体实施例描述的电动轮矿山车电气控制装置以MCF5235CVM150为主芯片，实现外围部分传感器及油门、踏板信号采集和与牵引（传动）控制单元（DCU）及励磁控制单元（ECU）通信，完成电动轮矿山车的牵引、制动、自负荷特性控制功能。电动轮矿山车电气控制装置通过频率输出调节柴油机转速，并通过CAN通讯获取柴油机控制器的信息，传送至显示器显示。电动轮矿山车电气控制装置能够实现牵引、制动、自负荷特性控、柴油机起停机、整车电器控制，以及货箱举升控制等逻辑控制功能，同时整体结构紧凑、功能完善、价格适中、性价比高，具备较高的可靠性。装置中各模块的器件均选用工业级芯片，后期维护及供货周期有可靠保证，并采用宽电压范围电源模块，避免在柴油机起机过程中电动轮矿山车电气控制装置掉电复位。电动轮矿山车电气控制装置的处理板主控芯片可采用DSP等其他类型，同样可实现相同的控制功能。

通过实施本发明具体实施例描述的电动轮矿山车电气控制装置及系统，能够达到以下技术效果：

本发明电气控制模块基于内燃机车通用微机平台，产品功能完善，可实现电动轮矿山车的整车电气控制模块功能。同时，整体结构紧凑、价格适中、性价比高。模块中各插件上器件均选用工业级芯片，后期维护及供货周期有可靠保证。模块采用宽电压范围电源模块，避免在柴油机起机的时候电气控制模块掉电复位。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种电动轮矿山车电气控制装置，其特征在于，包括：

处理板（1），用于实现矿山车的数据读取、逻辑控制、开关量输出、频率信号输出和数据记录存储功能；

与所述处理板（1）相连的IO板（2），用于完成所述矿山车的开关量输入检测、开关量输出驱动、模拟量采集、频率信号检测和频率量输出功能。

2.根据权利要求1所述的电动轮矿山车电气控制装置，其特征在于：所述IO板（2）进一步包括逻辑处理单元（21）、信号处理及隔离输入单元（22）和信号处理及隔离输出单元（23）；所述信号处理及隔离输入单元（22）、信号处理及隔离输出单元（23）均通过所述逻辑处理单元（21）与所述处理板（1）相连。

3.根据权利要求2所述的电动轮矿山车电气控制装置，其特征在于：所述信号处理及隔离输入单元（22）进一步包括分别与所述逻辑处理单元（21）相连的频率信号检测单元（221）、数字量输入单元（222）和模拟量输入单元（223）；

所述频率信号检测单元（221）采集包括柴油机转速和矿山车前轮转速在内的外围传感器输入频率信号，并经所述逻辑处理单元（21）处理后输出至所述处理板（1）；

所述数字量输入单元（222）采集包括矿山车前进、后退、电缓行开关和跛行回家开关在内的逻辑信号，进行转换后通过所述逻辑处理单元（21）输出至所述处理板（1），以实现所述矿山车包括前进、后退、下坡恒速制动和跛行返回在内的功能；

所述模拟量输入单元（223）采集包括矿山车油门踏板信号、制动踏板信号、柴油机油量、柴油机油压在内的模拟量信号，并经所述逻辑处理单元（21）处理后输出至所述处理板（1），以实现所述矿山车包括功率控制、故障保护在内的功能。

4.根据权利要求3所述的电动轮矿山车电气控制装置，其特征在于：所述信号处理及隔离输出单元（23）进一步包括分别与所述逻辑处理单元（21）相连的频率输出单元（231）和数字量输出单元（232）；

所述频率输出单元（231）输出频率及占空比可调的PWM波，对所述矿山车的柴油机（7）进行调速；

所述数字量输出单元（232）输出紧急故障信号和综合报警信号。

5.一种电动轮矿山车电气控制系统，其特征在于，包括：DCU（3）、ECU（4）、变流器（5）、发电机（6）、柴油机（7）、制动电阻（8）和牵引电机（9），以及权利要求1至4中任一项所述的电气控制装置；所述柴油机（7）运行带动所述发电机（6）发出交流电，所述电气控制装置通过所述ECU（4）控制所述发电机（6）的励磁，由所述发电机（6）发出的交流电经过所述变流器（5）进行交直交变换后输出至所述牵引电机（9），驱动所述牵引电机（9）运行；所述电气控制装置通过所述DCU（3）控制所述变流器（5）对输入交流电进行交直交变换，所述制动电阻（8）与所述变流器（5）中的逆变器相连，用于消耗所述矿山车制动过程中多余的电能。

6.根据权利要求5所述的电动轮矿山车电气控制系统，其特征在于：所述处理板（1）进一步包括牵引/制动特性控制模块（101），所述牵引/制动特性控制模块（101）通过所述IO板（2）采集矿山车前进、后退信号，以及油门踏板、制动踏板信号，生成给定目标电压信号，由所述IO板（2）通过CAN总线将所述给定目标电压信号输出至DCU（3），并由所述DCU（3）驱动相应的继电器和接触器，完成电气牵引/制动电路加载转换控制。

7.根据权利要求5或6所述的电动轮矿山车电气控制系统，其特征在于：所述处理板（1）进一步包括自负荷特性控制模块（102），当所述IO板（2）采集到司机闭合自负荷开关，将所述矿山车设置为自负荷工况，所述自负荷特性控制模块（211）通过所述IO板（2）利用CAN总线将自负荷工况命令发送给所述DCU（3），由所述DCU（3）驱动变流器（5）中逆变器的斩波IGBT闭合，将制动电阻（8）接入所述逆变器和整流器之间的中间直流回路；所述自负荷特性控制模块（102）根据油门踏板信号通过所述IO板（2）输出柴油机（7）的转速控制信号，并通过所述柴油机（7）的转速控制发电机（6）的电压输出，使得所述制动电阻（8）消耗的功率与当前转速下所述柴油机（7）的输出功率相匹配。

8.根据权利要求7所述的电动轮矿山车电气控制系统，其特征在于：所述处理板（1）进一步包括柴油机控制模块（103），所述柴油机控制模块（103）通过所述IO板（2）采集油门踏板、制动踏板和制动速度设定信号，根据所述油门踏板、制动踏板和制动速度设定信号生成所述柴油机（7）对应的转速给定信号，通过所述IO板（2）直接给定115Hz～382Hz的频率信号输出至柴油机控制器（10），最终由所述柴油机控制器（10）实现所述柴油机（7）的调速；所述柴油机控制器（10）采集柴油机（7）的油量、油压传感信号，所述柴油机控制模块（103）通过所述IO板（2）利用CAN总线与所述柴油机控制器（10）进行通讯；当所述柴油机（7）发生故障时，所述柴油机控制器（10）通过所述IO板（2）向所述柴油机控制模块（103）发送柴油机故障信号，由所述柴油机控制模块（103）输出控制信号驱动报警灯和蜂鸣器提醒驾驶员，并执行包括柴油机（7）降功、卸载和停机在内的操作。

9.根据权利要求8所述的电动轮矿山车电气控制系统，其特征在于：所述处理板（1）进一步包括矿山车控制模块（104），所述矿山车控制模块（104）通过所述IO板（2）采集矿山车前进、后退信号，通过所述IO板（2）利用CAN总线将所述矿山车前进、后退信号传送至所述DCU（3），由所述DCU（3）控制所述矿山车运行方向的转变；当所述矿山车运行时，所述矿山车控制模块（104）通过所述IO板（2）检测所述矿山车的前轮转速，来调节所述变流器（5）的中间直流回路的中间电压，对所述矿山车的运行速度进行限制。

10.根据权利要求9所述的电动轮矿山车电气控制系统，其特征在于：所述电气控制系统还包括举升油缸（11）和货箱（12），所述矿山车控制模块（104）通过所述IO板（2）向所述DCU（3）输出控制信号，并由所述DCU（3）控制所述举升油缸（11）带动所述货箱（12）动作；所述矿山车控制模块（104）根据所述IO板（2）采集到的货箱举升控制杆状态控制所述举升油缸（11）的动作，所述货箱举升控制杆状态包括下降、浮动、举升、保持四个状态；当所述货箱（12）处于举升状态时，所述矿山车的运行速度限制为0；当所述货箱（12）处于举升状态，超越开关被按下时，所述矿山车的运行速度限制为不高于8km/h；所述矿山车空载时的运行速度限制为不高于65km/h；所述矿山车额定载荷时的运行速度限制为不高于45km/h；所述矿山车过载时的运行速度限制为不高于16km/h；所述矿山车反向运行时的运行速度限制为不高于8km/h。