CN105291863A - 一种自卸车电传动系统 - Google Patents

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Abstract

一种自卸车电传动系统，包括发动机、发电机、整流电路、母线母排、第一逆变器、第一交流电动轮、第二逆变器、第二交流电动轮和整车控制器，整车控制器包括电控油门系统、电压控制系统、电制动系统和接地检测系统，母线母排分别与整流电路、接地检测系统、电制动系统、第一逆变器、第二逆变器相连，整流电路与发电机相连，发电机分别与电压控制系统和发动机相连，发动机与电控油门系统相连，第一逆变器与第一交流电动轮相连，第二逆变器与第二交流电动轮相连。本发明电气稳定性能好，耐用性强，在低速下电制动力大。

Description

一种自卸车电传动系统
技术领域
本发明涉及一种自卸车电传动系统。
背景技术
目前国内现有的自卸车电传动系统主要以直流调速为主。直流调速的电传动系统由柴油机驱动发电机，发出的电通过全波整流变换成直流电，再经过直流调速驱动直流电机带车轮。这种传动系统虽然结构简单，实现容易，但需要用直流电机与直流接触器。直流电机需要经常更换碳刷，故障率高；直流接触器容易起电弧，影响电气稳定性能；直流调速系统自身特性导致电制动力在低速情况下较小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种电气稳定性能好，耐用性强，在低速下电制动力大的自卸车电传动系统。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种自卸车电传动系统，包括发动机、发电机、整流电路、母线母排、第一逆变器、第一交流电动轮、第二逆变器、第二交流电动轮和整车控制器，所述整车控制器包括电控油门系统、电压控制系统、电制动系统和接地检测系统，所述母线母排分别与整流电路、接地检测系统、电制动系统、第一逆变器、第二逆变器相连，所述整流电路与发电机相连，所述发电机分别与电压控制系统和发动机相连，所述发动机与电控油门系统相连，所述第一逆变器与第一交流电动轮相连，所述第二逆变器与第二交流电动轮相连。
进一步，所述电制动系统由制动电阻与斩波器组成，所述制动电阻包括第一组制动电阻、第二组制动电阻和第三组制动电阻，所述斩波器包括第一斩波器、第二斩波器和第三斩波器，所述第一组制动电阻与第一斩波器串联后串接到到母线母排上，所述第二组制动电阻与第二斩波器串联后串接到到母线母排上，所述第三组制动电阻与第三斩波器串联后串接到到母线母排上。
进一步，每组制动电阻的数量为3个，3个电阻之间串接。
进一步，所述接地检测系统包括电流传感器、第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻和第五电阻，所述第一电阻，第二电阻，第三电阻和第四电阻依次串连后串接到母线母排上，所述第五电阻与电流传感器串联，所述电流传感器的一端接在第二电阻和第三电阻之间，第五电阻的一端接地。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
牵引时，发电机发出交流电，整流后变为直流电，经过逆变器变换成交流电驱动电动轮。制动时，电动轮发出交流电经过逆变器变成直流电，并且把电能消耗在制动电阻上。整个系统不需要用到直流电机，提高电气稳定性能、耐用性，在低速下能够给定最大电制动力。
附图说明
图1是本发明实施例的结构框图。
图2是图1所示实施例的电制动系统的结构框图。
图3是图1所示实施例的接地检测系统的结构框图。
图4是图1所示实施例的整车控制器的结构框图。
图中：1—发动机，2—发电机，3—整流电路，4—母线母排，5—电制动系统，6—接地检测系统，7—第一逆变器，8—第一交流电动轮，9—第二逆变器，10—第二交流电动轮，11—电控油门系统，12—电压控制系统，13—整车控制器，5-1—第一斩波器，5-2—第二斩波器，5-3—第三斩波器，5-4—第一组制动电阻，5-5—第二组制动电阻，5-6—第三组制动电阻，6-1—电流传感器。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
参照图1、图4，本实施例包括发动机1、发电机2、整流电路3、母线母排4、第一逆变器7、第一交流电动轮8、第二逆变器9、第二交流电动轮10和整车控制器13，整车控制器13包括电控油门系统11、电压控制系统12、电制动系统5和接地检测系统6，母线母排4分别与整流电路3、接地检测系统6、电制动系统5、第一逆变器7、第二逆变器9相连，整流电路3与发电机2相连，发电机2分别与电压控制系统12和发动机1相连，发动机1与电控油门系统11相连，第一逆变器7与第一交流电动轮8相连，第二逆变器9与第二交流电动轮10相连。
电控油门系统11的作用是提供可编程的油门控制，控制发动机1的油门大小。在牵引状态下，可以通过电压控制系统12的油门踏板控制发动机1转速，发动机1在不同转速下可以提供不同的输出功率，转速越快，输出的功率越高。在制动状态下，油门踏板失效，电控油门系统11控制发动机1转速到高怠速以提供一个基础电压。车辆在不同工况下运行对油门控制系统有不同的限制，需要电控油门系统11提供条件限制控制，电控油门系统11通过控制发动机1的油门大小来控制发动机1的转速上下限值。
发电机2是电励磁的三相同步交流发电机。发电机2链接到全波的整流电路3后输出直流到母线母排4。在母线母排4上装有电压传感器，电压控制系统12通过调节励磁电流控制母线母排4上的直流电压。车辆在牵引状态下，母线母排4电压控制的目标值是通过计算得出的，通过检测发电机2转速，把发电机2转速通过一个函数对应成控制电压目标值。该函数是分段线性函数。在电制动状态下，把控制电压目标值定为一个基础电压。
参照图2，电制动系统5由制动电阻与斩波器组成，制动电阻包括第一组制动电阻5-4、第二组制动电阻5-5和第三组制动电阻5-6，斩波器包括第一斩波器5-1、第二斩波器5-2和第三斩波器5-3，第一组制动电阻5-4与第一斩波器5-1串联后串接到到母线母排4上，第二组制动电阻5-5与第二斩波器5-2串联后串接到到母线母排4上，第三组制动电阻5-6与第三斩波器5-3串联后串接到到母线母排4上，每组制动电阻的数量为3个，3个电阻之间串接。制动力受安装在司机室里的电制动系统5的电制动踏板控制，电制动踏板踩下大小决定斩波器的占空比，以及投入工作的制动电阻。
参照图3，接地检测系统6包括电流传感器6-1、第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4和第五电阻R5，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3和第四电阻R4依次串连后串接到母线母排4上，第五电阻R5与电流传感器6-1串联，电流传感器6-1的一端接在第二电阻R2和第三电阻R3之间，第五电阻R5的一端接地。
接地检测系统6可以检测出母线母排4正极以及负极接地的情况。母线母排4正极和负极不接地的情况下，电流传感器6-1检测的电流很小；如果母线母排4正极接地，电流传感器6-1检测的电流方向与图3中电流传感器6-1所标的方向一致。如果母线母排4负极接地，电流传感器6-1检测的电流方向与图3中电流传感器6-1所标的方向相反。在检测到接地时，发动机1限制转速到低怠速，停止发电机2。
参照图4，电压控制系统12、电制动系统5、接地检测系统6和电控油门系统11集成在整车控制器13内，整车控制器13是电传动系统控制核心，整车控制器13是以数字信号处理芯片为核心的控制器。整车控制器13可以采集模拟量、数字量；输出数字量、模拟量；集成485通信，232通信，CAN通信。
第一交流电动轮8和第二交流电动轮10均由异步电动机以及轮边减速装置组成，第一交流电动轮8的异步电动机通过第一逆变器7连接到母线母排4上，第二交流电动轮10的异步电动机第二逆变器9连接到母线母排4上。异步电动机的转子旋转运动带动轮边减速装置驱动车轮转动。
在电制动状态下，异步电动机转变成发电状态，第一交流电动轮8和第二交流电动轮10作为发电机通过第一逆变器7、第二逆变器9向母线母排4充电，通过电制动系统5控制母线母排4的能量消耗在制动电阻上，提供给车辆制动力。逆变器在车辆牵引状态下把母线母排4上的直流电转变成频率可变的三相交流电驱动电动轮。
在牵引状态下，第一逆变器7把母线母排4的直流电变换成交流电驱动第一交流电动轮8的异步电动机，第二逆变器9把母线母排4的直流电变换成交流电驱动第二交流电动轮10的异步电动机。
在电制动状态下，第一逆变器7把第一交流电动轮8电动轮发出的交流电变换成直流电回馈到母线母排4母线上第二逆变器9把第二交流电动轮10发出的交流电变换成直流电回馈到母线母排4上。
在牵引状态下，第一逆变器7、第二逆变器9输出的功率取决于发动机1。发动机1最大可输出的功率与转速有关，第一逆变器7和第二逆变器9通过实时测量发动机1转速换算出可以输出到第一交流电动轮8和第二交流电动轮10的异步电动机的最大功率。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种自卸车电传动系统，其特征在于：包括发动机（1）、发电机（2）、整流电路（3）、母线母排（4）、第一逆变器（7）、第一交流电动轮（8）、第二逆变器（9）、第二交流电动轮（10）和整车控制器（13），所述整车控制器（13）包括电控油门系统（11）、电压控制系统（12）、电制动系统（5）和接地检测系统（6），所述母线母排（4）分别与整流电路（3）、接地检测系统（6）、电制动系统（5）、第一逆变器（7）、第二逆变器（9）相连，所述整流电路（3）与发电机（2）相连，所述发电机（2）分别与电压控制系统（12）和发动机（1）相连，所述发动机（1）与电控油门系统（11）相连，所述第一逆变器（7）与第一交流电动轮（8）相连，所述第二逆变器（9）与第二交流电动轮（10）相连。
2.如权利要求1所述的自卸车电传动系统，其特征在于：所述电制动系统（5）由制动电阻与斩波器组成，所述制动电阻包括第一组制动电阻（5-4）、第二组制动电阻（5-5）和第三组制动电阻（5-6），所述斩波器包括第一斩波器（5-1）、第二斩波器（5-2）和第三斩波器（5-3），所述第一组制动电阻（5-4）与第一斩波器（5-1）串联后串接到到母线母排（4）上，所述第二组制动电阻（5-5）与第二斩波器（5-2）串联后串接到到母线母排（4）上，所述第三组制动电阻（5-6）与第三斩波器（5-3）串联后串接到到母线母排（4）上。
3.如权利要求2所述的自卸车电传动系统，其特征在于：每组制动电阻的数量为3个，3个电阻之间串接。
4.如权利要求1-3之一所述的自卸车电传动系统，其特征在于：所述接地检测系统（6）包括电流传感器（6-1）、第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4和第五电阻R5，所述第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3和第四电阻R4依次串连后串接到母线母排（4）上，所述第五电阻R5与电流传感器（6-1）串联，所述电流传感器（6-1）的一端接在第二电阻R2和第三电阻R3之间，第五电阻R5的一端接地。
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