CN110696600A - 矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统 - Google Patents

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房康宁
张亮
张莉
张媛媛
张亚鹏
王冠
李斌
毛家松
王点
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Abstract

矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，其中的散热水箱出水口通过水泵与永磁机组进水口相连，永磁机组出水口与散热水箱进水口相连；其中，水泵由电机Ⅱ驱动，散热水箱由电机Ⅰ驱动；水温传感器Ⅰ安装在永磁机组进水口处，用以监测与永磁机组进水温度，水温传感器Ⅱ安装在永磁机组出水口处，用以监测与永磁机组出水温度；水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ分别与控制器输入端电连接，控制器输出端分别与电机Ⅰ、电机Ⅱ电连接，控制器根据水温传感器Ⅰ的温度调节电机Ⅱ转速；控制器根据水温传感器Ⅰ和水温传感器Ⅱ的温度调节电机Ⅰ的转速。本发明可实现对电机的有效散热，且散热能力大小根据水温可以自动可调，散热效率高，控制简单，可靠性高。

Description

矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统
技术领域
本发明涉及一种电机冷却系统，具体是一种矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，属于冷却控制技术领域。
背景技术
随着电机及控制技术的发展，越来越多的大型矿用设备采用电传动方式，包括电动挖掘机、电铲、电动装载机和矿用电传动自卸车。尤其是电传动矿车，在大型矿山土石方运输方面占据了绝对优势。驱动系统简洁，充分利用发动机的控制特性，将发动机转速和功率始终保持在最优，所以矿用电动车辆可以最大化降低车辆能耗，提高运输效率。目前，工程机械生产商都在进行矿用电传动自卸车的研发。电传动自卸车与机械传动自卸车相比，结构简单，维护方便，大大降低了运行成本，提高生产效率。
永磁电机与交流异步电机、直流电机相比，在控制、结构、能效、可靠性等方面具有诸多优势。我国稀土资源丰富，可以充分利用这一优势，发挥永磁电机的优点，给车辆运行。永磁电机在电机定子上固定永磁体，必须采用全封闭的结构，无法采用空气冷却方式，目前主流的冷却方式为水冷。如果水泵采用恒定转速、散热水箱采用恒定散热功率，将会加大整车能耗，采用水泵转速可调、散热功率可调方式，既能降低车辆的能耗又可以保证电机的散热。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，可实现对电机的有效散热，且散热能力大小根据水温可以自动可调，散热效率高，控制简单，可靠性高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，包括散热水箱、电机Ⅰ、电机Ⅱ、水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ、永磁机组和控制器；所述散热水箱出水口通过水泵与永磁机组进水口相连，永磁机组出水口与散热水箱进水口相连；其中，所述水泵由电机Ⅱ驱动，所述散热水箱由电机Ⅰ驱动；所述水温传感器Ⅰ安装在永磁机组进水口处，用以监测与永磁机组进水温度，水温传感器Ⅱ安装在永磁机组出水口处，用以监测与永磁机组出水温度；所述水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ分别与控制器输入端电连接，控制器输出端分别与电机Ⅰ、电机Ⅱ电连接，控制器根据水温传感器Ⅰ的温度调节电机Ⅱ转速；控制器根据水温传感器Ⅰ和水温传感器Ⅱ的温度调节电机Ⅰ的转速。
进一步，所述永磁机组包括并接的永磁电动机Ⅰ、永磁电动机Ⅱ和永磁发电机。
进一步，所述水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ均为电阻型传感器。
进一步，所述水温传感器Ⅰ的监测温度高于设定阈值时，控制器发出报警信号。
进一步，所述水温传感器Ⅰ与水温传感器Ⅱ的监测温度差值小于设定阈值时，控制器发出报警信号。
进一步，所述散热水箱包括膨胀水箱和风扇；其中，风扇由电机Ⅰ驱动。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1、水泵转速根据进水口温度可调； 2、散热水箱散热功率根据出水口和进水口温度差可调；3、散热系统消耗功率小；4、散热能力根据水温调节灵活，适用性强。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明的原理图；
图2是图1电机Ⅰ、电机Ⅱ的控制原理图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图1、图2所示，一种矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，包括散热水箱10、电机Ⅰ20、电机Ⅱ30、水温传感器Ⅰ80、水温传感器Ⅱ90、永磁机组和控制器70；散热水箱10出水口通过水泵100与永磁机组进水口相连，永磁机组出水口与散热水箱10进水口相连；其中，水泵100由电机Ⅱ30驱动，散热水箱10由电机Ⅰ20驱动；水温传感器Ⅰ80安装在永磁机组进水口处，用以监测与永磁机组进水温度，水温传感器Ⅱ90安装在永磁机组出水口处，用以监测与永磁机组出水温度；水温传感器Ⅰ80、水温传感器Ⅱ90分别与控制器70输入端电连接，控制器70输出端分别与电机Ⅰ20、电机Ⅱ30电连接，控制器70根据水温传感器Ⅰ80的温度调节电机Ⅱ30转速，控制散热水路的流量；控制器70根据水温传感器Ⅰ80和水温传感器Ⅱ90的温度调节电机Ⅰ20的转速，提高散热功率。
进一步方案：永磁机组包括并接的永磁电动机Ⅰ40、永磁电动机Ⅱ50和永磁发电机60。
水温传感器Ⅰ80、水温传感器Ⅱ90均为电阻型传感器。
水温传感器Ⅰ80的监测温度高于设定阈值时，控制器70发出报警信号。
水温传感器Ⅰ80与水温传感器Ⅱ90的监测温度差值小于设定阈值时，控制器70发出报警信号。
散热水箱10包括膨胀水箱和风扇；其中，风扇由电机Ⅰ20驱动。
工作过程：
本发明采用两个水温传感器对永磁电动机Ⅰ40、永磁电动机Ⅱ5和永磁发电机60的进水口和出水口的水温进行实时监测，两个水温传感器的水温作为控制器70的输入信号，如果水温传感器Ⅰ80的进水口温度测量值高于设定阈值，则提高电机Ⅱ30的转速，增加水路流量，增强散热能力，如果电机Ⅱ30转速达到最大值，提高电机Ⅰ20转速，提高散热功率；如果水温传感器Ⅰ80和水温传感器Ⅱ90的温差小于设定阈值，增加电机Ⅰ20转速，提高散热功率。两个电机配合控制冷却系统，可以充分利用每个电机转速下的最大散热能力，提高散热效率，降低整车功率损耗。
在工作过程中，函数f(x)根据水温传感器Ⅰ的输入，计算出电机Ⅱ的转速，经过控制器调节电机Ⅱ的转速；函数f(x,y)根据水温传感器Ⅰ和水温传感器Ⅱ的输入计算电机Ⅰ的转速，经过控制器调节电机Ⅰ的转速。如果在电机Ⅰ和电机Ⅱ转速都达到最大的情况下，水温传感器Ⅰ温度高于允许值或者水温传感器Ⅰ与水温传感器Ⅱ的差值小于允许值，控制器发出报警信号。
综上，水泵电机转速流量根据水温实时调整，散热功率根据永磁电机进水口和出水口温度来调整，系统散热能力可控性强，减少车辆功率损耗，达到节能目的。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，其特征在于：包括散热水箱、电机Ⅰ、电机Ⅱ、水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ、永磁机组和控制器；
所述散热水箱出水口通过水泵与永磁机组进水口相连，永磁机组出水口与散热水箱进水口相连；
其中，所述水泵由电机Ⅱ驱动，所述散热水箱由电机Ⅰ驱动；
所述水温传感器Ⅰ安装在永磁机组进水口处，用以监测与永磁机组进水温度，水温传感器Ⅱ安装在永磁机组出水口处，用以监测与永磁机组出水温度；
所述水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ分别与控制器输入端电连接，控制器输出端分别与电机Ⅰ、电机Ⅱ电连接，控制器根据水温传感器Ⅰ的温度调节电机Ⅱ转速；控制器根据水温传感器Ⅰ和水温传感器Ⅱ的温度调节电机Ⅰ的转速。
2.根据权利要求1所述的矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，其特征在于：所述永磁机组包括并接的永磁电动机Ⅰ、永磁电动机Ⅱ和永磁发电机。
3.根据权利要求1所述的矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，其特征在于：所述水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ均为电阻型传感器。
4.根据权利要求1所述的矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，其特征在于：所述水温传感器Ⅰ的监测温度高于设定阈值时，控制器发出报警信号。
5.根据权利要求1所述的矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，其特征在于：所述水温传感器Ⅰ与水温传感器Ⅱ的监测温度差值小于设定阈值时，控制器发出报警信号。
6.根据权利要求1所述的矿用电传动自卸车永磁电机散热控制系统，其特征在于：所述散热水箱包括膨胀水箱和风扇；其中，风扇由电机Ⅰ驱动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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