CN109534167A - 一种汽车起重机上装电气化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车起重机上装电气化控制系统，包括有设置于汽车底盘上的发动机和通过离合器与发动机输出轴连接的变速箱，发动机的输出轴通过传动机构与发电机的输入轴连接；发电机的输出端依次通过直流稳压器、逆变器与上装电动机连接，上装电动机对卷扬回转机构、吊臂液压系统进行供电驱动；发电机的输出端与底盘电动机的输入端连接，底盘电动机的输出端与支腿的取力油泵驱动连接。本发明取消上装发动机结构，降低了整车的重量，且采用发电机对电动机进行供电，实现了起重机的电气化驱动。
Description
技术领域
本发明涉及汽车起重机控制系统领域，具体是一种汽车起重机上装电气化控制系统。
背景技术
目前的汽车起重机多采用双发配置，即设置有底盘发动机和上装发动机，底盘发动机进行行走驱动，上装发动机驱动液压系统带动吊臂做吊装作业。随着国家环保对工程机械排放要求的升级，加严了对起重机排气污染物的排放限值，起重机上装发动机排气系统需要加装后处理装置，包括尿素泵、尿素罐等零件，部件体积大、重量重，增加了整机油耗，且在上装有限的空间内布置困难，且需定期维护保养，成本高。而且上装发动机及附件动力系统布置在上车操纵室周边，吊装作业时噪音大，长时间工作会引起操作员身体的不适。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种汽车起重机上装电气化控制系统，取消上装发动机结构，降低了整车的重量，且采用发电机对电动机进行供电，实现了起重机的电气化驱动。
本发明的技术方案为：
一种汽车起重机上装电气化控制系统，包括有设置于汽车底盘上的发动机和通过离合器与发动机输出轴连接的变速箱，所述的发动机的输出轴通过传动机构与发电机的输入轴连接；所述的发电机的输出端通过直流稳压器与逆变器的输入端连接，所述的逆变器的输出端与上装电动机的输入端连接，起重机的卷扬回转机构、起重机的吊臂液压系统均与上装电动机的输出端连接；所述的发电机的输出端与底盘电动机的输入端连接，所述的底盘电动机的输出端与取力油泵连接，所述的取力油泵驱动起重机的支腿进行伸缩操作；所述的直流稳压器的控制端与发电机控制器连接，所述的逆变器的控制端与电动机控制器连接，所述的发动机上的发动机控制模块、发电机控制器、电动机控制器均与混合控制模块连接。
所述的传动机构选用皮带或链条传动机构，传动机构上设置有张紧器，通过控制张紧器实现发动机的输出轴与发电机的输入轴的传动和分离。
所述的直流稳压器包括有顺次连接的桥式整流器、IGBT直流斩波器和滤波器，所述的桥式整流器将发电机输出的三相交流电转换成直流电，所述的发电机控制器与IGBT直流斩波器连接从而对直流电进行调压，所述的滤波器对调压后的直流电进行滤波处理。
所述的逆变器为IGBT逆变器，所述的电动机控制器与IGBT逆变器连接从而将直流电调压转换为交流电。
所述的发动机、发电机、上装电动机和底盘电动机上均缠绕有换热冷管，所述的换热冷却管顺次连通，换热水箱通过水泵与顺次连通的换热冷却管的进口连接，换热冷却管的出口与换热水箱连接形成循环冷却管路。
所述的发电机控制器、电动机控制器均选用TMS320控制芯片。
所述的桥式整流器选用型号为SQL的三相桥式整流器，所述的滤波器选用无源滤波器。
本发明的优点：
(1)、本发明取消上装发动机及附件动力系统(进气系统、排气系统、燃油系统、散热系统等)，降低了整机成本、维护保养便利、无污染尾气排放。
(2)、本发明的电气化控制系统重量约350kg，比上装发动机及附件动力系统减重650kg，减重效果明显。
(3)、本发明上装电动机作业时，底盘上的发动机固定在经济转速，始终在经济油耗区运转，上装电动机工作噪音低、振动小，提高操作员工作舒适性。
(4)、本发明电气化控制系统的零件少，体积小，方便布置。
(5)、本发明采用上装电动机替代传统的液压马达，可省去卷扬回转机构的液压控制管路，节省布置空间，降低成本。
(6)、本发明的底盘通过发电机连接底盘电动机，带动取力油泵工作，用于支腿操作，省去了变速箱取力器装置的传动结构。
附图说明
图1是本发明的结构框图,其中，“——”为传动线路，“———”为高压线路，“—-—”为信号线路。
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。
见图1，一种汽车起重机上装电气化控制系统，包括有设置于汽车底盘上的发动机1和通过离合器2与发动机1输出轴连接的变速箱3，发动机1的输出轴通过传动机构4与发电机5的输入轴连接；发电机5的输出端通过直流稳压器6与IGBT逆变器7的输入端连接，IGBT逆变器7的输出端与上装电动机8的输入端连接，起重机的卷扬回转机构9、起重机的吊臂液压系统10均与上装电动机8的输出端连接；发电机5的输出端与底盘电动机11的输入端连接，底盘电动机11的输出端与取力油泵12连接，取力油泵12驱动起重机的支腿13进行伸缩操作；其中，直流稳压器6包括有顺次连接的桥式整流器61、IGBT直流斩波器62和滤波器63，桥式整流器61将发电机5输出的三相交流电转换成直流电，发电机控制器14与IGBT直流斩波器62连接从而对直流电进行调压，滤波器63对调压后的560V直流电进行滤波处理，电动机控制器15与IGBT逆变器7连接从而将560V直流稳压电直流电调压转换为380V交流电，发电机控制器14、电动机控制器15均选用TMS320控制芯片；发动机1上的发动机控制模块(ECM)、发电机控制器14、电动机控制器15均与混合控制模块(HCM)连接。
其中，传动机构4选用皮带或链条传动机构，传动机构4上设置有张紧器，通过控制张紧器实现发动机1的输出轴与发电机5的输入轴的传动和分离，张紧器张紧状态下，发动机1的输出轴与发电机5的输入轴通过传动机构传动连接，发电机5启动进行发电，对上装电动机8和底盘电动机11进行供电驱动。
其中，发动机1、发电机5、上装电动机8和底盘电动机11上均缠绕有换热冷管，换热冷却管顺次连通，换热水箱通过水泵与顺次连通的换热冷却管的进口连接，换热冷却管的出口与换热水箱连接形成循环冷却管路。
本发明的工作原理：
发动机1通过离合器2带动变速器变速3转动，变速器3带动汽车起重机的车轮转动；发动机1通过传动机构4输出动力给发电机5，发电机5启动生成220V三相交流电，220V三相交流电通过直流稳压器6整流为560V直流稳压电，整流为560V直流稳压电通过IGBT逆变器7逆变为380V交流电，380V交流电对上装电动机8进行供电，上装电动机8对卷扬回转机构9和吊臂液压系统10进行供电驱动；发电机5启动生成的220V三相交流电对底盘电动机11进行供电，底盘电动机11对取力油泵12进行供电驱动，取力油泵12驱动支腿13进行伸缩操作。
其中，HCM对ECM、发电机控制器14、电动机控制器15进行总控，发电机控制器14输出PWM控制IGBT直流斩波器62的IGBT进行导通和截止，，电动机控制器15控制IGBT逆变器7的IGBT进行导通和截止。
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 (7)
1.一种汽车起重机上装电气化控制系统，包括有设置于汽车底盘上的发动机和通过离合器与发动机输出轴连接的变速箱，其特征在于：所述的发动机的输出轴通过传动机构与发电机的输入轴连接；所述的发电机的输出端通过直流稳压器与逆变器的输入端连接，所述的逆变器的输出端与上装电动机的输入端连接，起重机的卷扬回转机构、起重机的吊臂液压系统均与上装电动机的输出端连接；所述的发电机的输出端与底盘电动机的输入端连接，所述的底盘电动机的输出端与取力油泵连接，所述的取力油泵驱动起重机的支腿进行伸缩操作；所述的直流稳压器的控制端与发电机控制器连接，所述的逆变器的控制端与电动机控制器连接，所述的发动机上的发动机控制模块、发电机控制器、电动机控制器均与混合控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车起重机上装电气化控制系统，其特征在于：所述的传动机构选用皮带或链条传动机构，传动机构上设置有张紧器，通过控制张紧器实现发动机的输出轴与发电机的输入轴的传动和分离。
3.根据权利要求1所述的一种汽车起重机上装电气化控制系统，其特征在于：所述的直流稳压器包括有顺次连接的桥式整流器、IGBT直流斩波器和滤波器，所述的桥式整流器将发电机输出的三相交流电转换成直流电，所述的发电机控制器与IGBT直流斩波器连接从而对直流电进行调压，所述的滤波器对调压后的直流电进行滤波处理。
4.根据权利要求1所述的一种汽车起重机上装电气化控制系统，其特征在于：所述的逆变器为IGBT逆变器，所述的电动机控制器与IGBT逆变器连接从而将直流电调压转换为交流电。
5.根据权利要求1所述的一种汽车起重机上装电气化控制系统，其特征在于：所述的发动机、发电机、上装电动机和底盘电动机上均缠绕有换热冷管，所述的换热冷却管顺次连通，换热水箱通过水泵与顺次连通的换热冷却管的进口连接，换热冷却管的出口与换热水箱连接形成循环冷却管路。
6.根据权利要求1所述的一种汽车起重机上装电气化控制系统，其特征在于：所述的发电机控制器、电动机控制器均选用TMS320控制芯片。
7.根据权利要求3所述的一种汽车起重机上装电气化控制系统，其特征在于：所述的桥式整流器选用型号为SQL的三相桥式整流器，所述的滤波器选用无源滤波器。
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