CN108909698A

CN108909698A - 一种mt5500电动轮自卸车电制动装置

Info

Publication number: CN108909698A
Application number: CN201810979635.9A
Authority: CN
Inventors: 王吉明; 苏然; 陈晓可
Original assignee: Xiangtan Kaiyuan Electromechanical Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Xiangtan Kaiyuan Electromechanical Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2018-11-30

Abstract

本发明提供一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，包括鼠笼异步电动机，逆变单元，直流母线，制动单元，A5数字IO控制器，系统控制器A1和ICM逆变控制器。本发明通过设置系统控制器A1电制动曲线，系统控制器A1发指令给A5数字IO控制器和ICM逆变控制器，在电制动过程中，ICM逆变控制器控制逆变单元使鼠笼式异步电动机进入电制动状态，A5数字IO控制器控制制动接触器闭合，使制动电阻消耗电制动能量。为了更好地改善MT5500原装电制动系统电制动效果，通过改进系统控制器A1内的电制动控制曲线，提高矿车在低速时制动力矩，实现MT5500矿车电制动效果。通过设置系统控制A1内电制动优先原则，当接触器B1,接触器B2和接触器B3中的任何一个或两个出现电气故障时，其它一个或两个接触器还能投入电制动，保证电制动优先，实现车辆减速。

Description

一种MT5500电动轮自卸车电制动装置

技术领域

本发明涉及自卸车电制动技术领域，具体为一种MT5500电动轮自卸车电制动装置。

背景技术

电气制动是电动机停转过程中，产生一个与转向相反的电磁力矩，作为制动力使电动机减速转动。电气制动的方法包括反接制动、能耗制动、电容制动、再生制动（也叫反馈制动、回馈制动、发电回馈制动）。但是MT5500矿车现有电气制动还存在着一旦出现电制动电气故障，矿车就会切断电制动，导致矿车无电制动，只能靠机械制动来实现减速；原装进口电驱系统MT5500车型电制动力矩偏小，导致车辆重载下大坡、长坡时其电制动不能有效减速、不适用车辆重载下大坡、长坡，其安全系数低，具有安全隐患的问题。

中国专利申请号为201510774159.3，发明创造的名称为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。但是现有电气制动还存在着一旦出现电制动电气故障，矿车就会切断电制动，导致矿车无电制动，只能靠机械制动来实现减速；原装进口电驱系统MT5500车型电制动力矩偏小，导致车辆重载下大坡、长坡时其电制动不能有效减速、不适用车辆重载下大坡、长坡，其安全系数低，具有安全隐患的问题。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，解决了现有电气制动还存在着一旦出现电制动电气故障，矿车就会切断电制动，导致矿车无电制动，只能靠机械制动来实现减速；原装进口电驱系统MT5500车型电制动力矩偏小，导致车辆重载下大坡、长坡时其电制动不能有效减速、不适用车辆重载下大坡、长坡，其安全系数低，具有安全隐患的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，包括鼠笼异步电动机，逆变单元，直流母线，制动单元，A5控制器，系统控制器A1和ICM逆变控制器，所述的鼠笼异步电动机通过电源线与逆变单元连接；所述的逆变单元与直流母线电性连接；所述的制动单元通过直流母线与逆变单元连接；所述的A5控制器（5）导线与制动单元（4）连接；所述的系统控制器A1（6）与A5控制器（5）和ICM逆变控制器（7）电性连接。

优选的，所述制动单元包括接触器B1，接触器B2和接触器B3，所述接触器B1，接触器B2和接触器B3并联连接在直流母线上。

优选的，所述A5控制器（5）包括端口8（51），端口10（52）和端口12（53），

端口TB5-1（**），端口TB5-2（**）和端口TB5-3（**），所述的端口8（51），端口10（52）和端口12（53）均通过导线与继电器K11（61），继电器K12（62）和继电器K13（63）连接。所述的端口TB5-1（**），端口TB5-2（**）和端口TB5-3（**）均通过导线与系统控制器A1（6）连接。

优选的，

所述系统控制器A1（6）包括设置电制动曲线和电制动优先原则，所述的继电器K11（61）,继电器K12（62）和继电器K13（63）均通过导线与接触器B1（41），接触器B2（42）和接触器B3（43）连接。

优选的，所述鼠笼异步电动机具体采用2MY4661K/4三相电机异步电机。

优选的，所述接触器B1，接触器B2和接触器B3具体采用型号为直流接触器。

（三）有益效果

本发明提供了一种MT5500电动轮自卸车电制动装置。具备以下有益效果：

（1）、本发明通过设置系统控制器A1，利用P=F1*V1=F2*V2（F1、V1为原装电制动系统进入恒速制动时的制动力矩与车速；F2、V2为优化设计后电制动系统进入恒速制动时的制动力矩与车速；）物理公式，在保证制动功率P不变的情况（不更换MT5500车上制动电阻箱），通过降低进入恒速制动车速，提高最大制动力矩的方式，来改善MT5500车辆在低速区域的制动效果,本发明改善制动效果、提高制动力矩。

（2）、本发明通过设置系统柜控制器A1，系统控制器A1根据内部设置电制动曲线，发指令给ICM逆变控制器，ICM逆变控制控制逆变单元进入制动状态，为了更好地改善MT5500原装电制动系统电制动效果，提高电制动力矩，在电阻箱能承受的过载的前提下，采用短时电制动与长时电制动相结合的方式，提高车辆电制动效果，当MT5500矿车进入电制动时，先工作在短时电制动，动态制动力矩较大、制动时间短，当检测到系统组件温度过高会使制动模式工作在长时制动模式，此时制动力矩较小、制动时间长。

（3）、本发明通过设置系统控制器A1，接触器B1,接触器B2和接触器B3中的任何一个或两个出现电气故障时，其它一个或两个接触器还能投入电制动，保证电制动优先，实现车辆减速。

附图说明

图1为本发明的电路示意图；

图2为本发明交流电动轮自卸车电制动原理框图。

图3为本发明电制动曲线示意图1。

图4为本发明电制动曲线示意图2

图5为本发明的电制动框图示意图。

图中：1鼠笼异步电动机，2逆变单元，3直流母线，4制动单元，41接触器B1，42接触器B2,43接触器B3，5 A5控制器,51端口8，52端口10,53端口12，6系统控制器 A1，7 ICM逆变控制器，61继电器K11,62继电器K12，63继电器K13。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

实施例1

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，包括鼠笼异步电动机，变频单元，直流母线，A5控制器，ICM逆变控制器和系统控制器A1，所述的鼠笼异步电动机通过电源线与变频单元连接；所述的变频单元与直流母线电性连接；所述的制动单元通过直流母线与变频单元连接；所述的A5控制器导线与制动单元连接；所述的系统控制器A1（6）与A5控制器（5）和ICM逆变控制器（7）电性连接。

实施例2

一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，包括鼠笼异步电动机，变频单元，直流母线，A5控制器和系统控制器A1，所述的鼠笼异步电动机通过电源线与变频单元连接；所述的变频单元与直流母线电性连接；所述的制动单元通过直流母线与变频单元连接；所述的A5控制器导线与制动单元连接；

所述的系统控制器A1（6）与A5控制器（5）和ICM逆变控制器（7）电性连接。

实施例3

实施例4

优选的，

实施例5

使用时，矿用交流电动轮自卸车采用的是交-直-交传动系统结构，由后驱的两个鼠笼式异步电动机1驱动车辆运行。在矿车处于稳定牵引状态下，n0＞n，即异步电机31的转子转速小于定子旋转磁场的速度，鼠笼式异步电动机1处于电动机状态。在稳定牵引状态下，如果司机踩下电制动踏板35或RSC控制或Overspeed控制指令，矿车电驱变频单元2将降低输出频率幅度与速度，使得定子旋转磁场速度小于鼠笼式异步电动机1转子速度（电机转子速度由于矿车惯性作用，仍基本保持着调频之前的稳定运行速度不变）。根据磁场中运动导体因切割一个磁场磁力线而产生感生电流的右手定则可知，鼠笼式异步电动机1转子将产生感生电流。由于该电流的产生，又按照通电导体在磁场中受力方向判断的左手定则可知电机转子获得了制动力。即在此时，转子上所有导体的受力方向均与其在电动状态下受到牵引力的方向相反。电机转子中产生的感生电流又在转子中产生磁通并随着转子的旋转而形成转子旋转磁场，当旋转磁场的磁力线被定子线圈切割就会在定子线圈中产生感应电动势，而定子感生电动势的方向与变频单元2输出电压方向是相反的，也就是说，交流电动机在减速过程中，进入了发电状态。所发交流电通过变频单元2中的IGBT反向并联二极管整流输入至直流母线，直流母线上并联有制动电阻栅，通过控制制动单元4消耗功率将制动能量进行消耗，系统控制器A1 6将根据制动功率大小分别控制系统控制器A5 5中端子8 51、端子10 52、端子12 53，系统控制器A5 5输出信号控制继电器K11 61,继电器K12 62和继电器K13 63线圈得电，接触器B1 41,接触器B2 42和接触器B3 43分别吸合。原装电制动系统，在接触器B1 41,接触器B2 42和接触器B3 43中的其中一个接触器出现电气故障，车辆电制动系统装置将失效。本发明优化设计方法采用电制动优先原则，在接触器B1 41,接触器B2 42和接触器B3 43中的任何一个出现电气故障时，其它两个接触器还能投入电制动，保证电制动优先，实现车辆减速。

综上可得，该MT5500电动轮自卸车电制动装置，通过设置包括鼠笼异步电动机1，变频单元2，直流母线3，制动单元4，A5控制器5，ICM逆变控制器和系统控制器A1 6，MT5500现有电气制动还存在着一旦出现电制动电气故障，矿车就会切断电制动，导致矿车无电制动，只能靠机械制动来实现减速；原装进口电驱系统MT5500车型电制动力矩偏小，导致车辆重载下大坡、长坡时其电制动不能有效减速、不适用车辆重载下大坡、长坡，其安全系数低，具有安全隐患的问题。

需要说明的是，该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，其特征在于：该MT5500电动轮自卸车电制动装置包括鼠笼异步电动机（1），逆变单元（2），直流母线（3），制动单元（4），A5控制器（5），系统控制器A1（6），ICM逆变控制器（7），所述的鼠笼异步电动机（1）通过电源线与逆变单元（2）连接；所述的逆变单元（2）与直流母线（3）电性连接；所述的制动单元（4）通过直流母线（3）与逆变单元（2）连接；所述的A5控制器（5）导线与制动单元（4）连接；所述的系统控制器A1（6）与A5控制器（5）和ICM逆变控制器（7）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，其特征在于：所述制动单元（4）包括接触器B1（41），接触器B2（42）和接触器B3（43），所述接触器B1（41），接触器B2（42）和接触器B3（43）并联连接在直流母线（3）上。

3.根据权利要求1所述的一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，其特征在于：所述A5控制器（5）包括端口8（51），端口10（52）和端口12（53），端口TB5-1（**），端口TB5-2（**）和端口TB5-3（**），所述的端口8（51），端口10（52）和端口12（53）均通过导线与继电器K11（61），继电器K12（62）和继电器K13（63）连接，所述的端口TB5-1（**），端口TB5-2（**）和端口TB5-3（**）均通过导线与系统控制器A1（6）连接。

4.根据权利要求1所述的一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，其特征在于：所述系统控制器A1（6）包括设置电制动曲线和电制动优先原则，所述的继电器K11（61）,继电器K12（62）和继电器K13（63）均通过导线与接触器B1（41），接触器B2（42）和接触器B3（43）连接。

5.根据权利要求1所述的一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，其特征在于：所述鼠笼异步电动机（1）具体采用2MY661K/4三相电机异步电机。

6.根据权利要求2所述的一种MT5500电动轮自卸车电制动装置，其特征在于：所述接触器B1（41），接触器B2（42）和接触器B3（43）具体采用直流接触器。

7.根据权利要求1所述的一种MT5500电动轮自卸车电制动装置的使用方法，其特征在于：使用时，矿用交流电动轮自卸车采用的是交-直-交传动系统结构，由后驱的两个鼠笼式异步电动机1驱动车辆运行，在矿车处于稳定牵引状态下，n0＞n，即异步电机31的转子转速小于定子旋转磁场的速度，鼠笼式异步电动机1处于电动机状态；在稳定牵引状态下，如果司机踩下电制动踏板35或RSC控制或Overspeed控制指令，矿车电驱变频单元2将降低输出频率幅度与速度，使得定子旋转磁场速度小于鼠笼式异步电动机1转子速度（电机转子速度由于矿车惯性作用，仍基本保持着调频之前的稳定运行速度不变）；根据磁场中运动导体因切割一个磁场磁力线而产生感生电流的右手定则可知，鼠笼式异步电动机1转子将产生感生电流；由于该电流的产生，又按照通电导体在磁场中受力方向判断的左手定则可知电机转子获得了制动力。

8.一种MT5500电动轮自卸车电制动方法，其特征在于：通过设置包括鼠笼异步电动机1，逆变单元2，直流母线3，制动单元4，A5控制器5，系统控制器A1 6和ICM逆变控制器 7，现有电气制动还存在着一旦出现电制动电气故障，矿车就会切断电制动，导致矿车无电制动，只能靠机械制动来实现减速；原装进口电驱系统MT5500车型电制动力矩偏小，导致车辆重载下大坡、长坡时其电制动不能有效减速、不适用车辆重载下大坡、长坡，其安全系数低，具有安全隐患的问题。