CN113246703A - 一种履带式工程车的电驱动行走系统及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带式工程车的电驱动行走系统及控制系统，包括发电机组、整流配电单元、电机驱动器、驱动电机、轮边减速机、水冷模块和履带，所述发电机组、所述整流配电单元、所述电机驱动器和所述驱动电机通过线缆依次连接，所述驱动电机与所述轮边减速机机械连接，所述履带与所述轮边减速机机械连接。本发明采用上述结构的一种履带式工程车的电驱动行走系统及控制系统，低速稳定性好，调速稳定且范围广，在较低转速亦能发挥最大扭矩。

Description

一种履带式工程车的电驱动行走系统及控制系统

技术领域

本发明涉及工程机械设备技术领域，特别是涉及一种履带式工程车的电驱动行走系统及控制系统。

背景技术

目前，公知的履带式工程车行走驱动系统均采用开式或闭式液压传动系统，这两种系统动力源均来自柴油发动机。开式液压传动系统由发动机驱动柱塞变量液压油泵提供液压油源，由比例控制多路阀将油源分配至两侧液压马达，两侧液压马达通过轮边减速机驱动两侧履带行走。闭式驱动机构发动机驱动两个柱塞变量液压泵提供液压油源，分别驱动左右两侧液压马达，两侧液压马达通过轮边减速机驱动两侧履带行走，通过操作比例控制手柄改变油泵的排量来改变马达的转速，从而实现对车辆前进后退及转向的控制。

但液压传动系统所需传动介质是液压油，每年的冬夏两季均需要更换液压油，不仅使用成本增加，废弃的液压油也容易造成环境污染，液压系统由于先天劣势，使车辆在行走时存在或轻或重的窜动现象，降低操作者的舒适度。由于液压系统的性能限制，导致该车的行走速度无法突破，市面上的该种车辆行走速度在5km/h以下，使用效率低下，并且，液压系统由于管路复杂，极易出现跑冒滴漏等现象影响产品性能及产品形象。

发明内容

本发明的目的是提供一种履带式工程车的电驱动行走系统及控制系统，低速稳定性好，调速稳定且范围广，在较低转速亦能发挥最大扭矩。

为实现上述目的，本发明提供了一种履带式工程车的电驱动行走系统，包括发电机组、整流配电单元、电机驱动器、驱动电机、轮边减速机、水冷模块和履带，所述发电机组、所述整流配电单元、所述电机驱动器和所述驱动电机通过线缆依次连接，所述驱动电机与所述轮边减速机机械连接，所述履带与所述轮边减速机机械连接。

优选的，所述水冷模块设置在所述整流配电单元、所述电机驱动器、所述驱动电机的一侧，所述水冷模块包括水泵及散热器。

优选的，所述电机驱动器为二合一电机驱动器，所述驱动电机包括第一驱动电机、第二驱动电机，所述第一驱动电机与所述第二驱动电机对称设置在所述电机驱动器的左、右两侧。

优选的，所述发电机组为三相柴油发电机组，额定转速1500rpm，额定频率50Hz。

优选的，所述驱动电机为永磁同步电动机。

优选的，所述轮边减速机为行星减速机。

一种履带式工程车的电驱动行走系统的控制系统，所述控制单元包括整车控制器，所述整车控制器的输入端连接有操作杆、传感器和显示器，所述整车控制系统的输出端与机组控制器、所述整流配电单元和所述电机驱动器连接，所述机组控制器与所述发电机组连接。

因此，本发明采用上述结构的一种履带式工程车的电驱动行走系统及控制系统，具有以下有益效果：

(1)通过对底盘、平台布局的合理设计，在提升性能、降低成本的同时，提高了发电机的发电品质，且由于整体结构紧凑，零部件数量少，便于对车辆进行模块化设计及平台化布局；

(2)采用成熟的发电机组提供动力源，电驱动系统代替原来的动力系统及液压系统，解决了液压系统存在的问题，具有智能、低速稳定性好，调速稳定且范围广，在较低转速亦能发挥最大扭矩等优。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明一种履带式工程车的电驱动行走系统及控制系统的流程图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

图1是本发明一种履带式工程车的电驱动行走系统及控制系统的流程图，如图所示，本发明提供了一种履带式工程车的电驱动行走系统，包括发电机组、整流配电单元、电机驱动器、驱动电机、轮边减速机、水冷模块和履带，发电机组、整流配电单元、电机驱动器和驱动电机通过线缆依次连接，驱动电机与轮边减速机机械连接，履带与轮边减速机机械连接。整流配电单元将输入的交流电变换为稳定的直流电压输出，电机驱动器将直流电变频后，驱动电机以一定转速及转矩运行，驱动电机与轮边减速机连接，轮边减速机将驱动电机输出的动力经减速增扭后经履带驱动，从而驱动工程车行走。

发电机组为三相柴油发电机组，额定转速1500rpm，额定频率50Hz，整流配电单元对输入的三相AC380V交流电进行整流为DC540V直流电，并进行滤波。并且还可以进行放电保护，当车辆由于制动而使母线电压超过保护值时，对外接放电电阻放电，以保护元件不因过电压而损坏。

水冷模块设置在整流配电单元、电机驱动器、驱动电机的一侧，水冷模块包括水泵及散热器，便于对整流配电单元、二合一电机驱动器及两侧的电机进行水冷散热，避免器件的损坏。

电机驱动器为二合一电机驱动器，驱动电机包括第一驱动电机、第二驱动电机，第一驱动电机与第二驱动电机对称设置在电机驱动器的左、右两侧。两侧的驱动电机分别由两个驱动器通过控制单元进行控制，从而实现整车的前进、后退及转向。

驱动电机为永磁同步电动机，经电机驱动器的驱动，经变频调速，可在一定频率范围内运转，最低稳定转速为10rpm，最高稳定转速为5000rpm，以实现车辆的平稳启动及高速行走。电机驱动器将直流母线传递的电能进行变频处理后，驱动电机运行实现对永磁同步电动机的转速及转矩控制。

轮边减速机为行星减速机，为轮边壳驱动，提高工程车的驱动力，以满足或修正整个传动系统驱动力的匹配。

控制单元包括整车控制器，整车控制器的输入端连接有操作杆、传感器和显示器，整车控制系统的输出端与机组控制器、整流配电单元和电机驱动器连接，机组控制器与发电机组连接。整车控制器上的模拟量单元将操作员发出的控制指令及其他传感器发出的进行指令处理，然后分别对机组控制器、整流配电单元和电机驱动器进行控制，实现控制系统对驱动系统的控制。

具体的工作原理：使用时，操作人员通过操作杆以及传感器发出指令，整车控制器上的模拟量单元将操作员发出的控制指令及其他传感器发出的进行指令处理，然后分别对机组控制器、整流配电单元和电机驱动器进行控制，机组控制器控制发电机组为整个驱动系统提供动力源，发电机组输出的AC380V交流电经整流配电单元整流后输送到母线，经电机驱动器变频控制后驱动两侧的驱动电机运转，然后再经减速机和履带传动后驱动车辆行走。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种履带式工程车的电驱动行走系统，其特征在于：包括发电机组、整流配电单元、电机驱动器、驱动电机、轮边减速机、水冷模块和履带，所述发电机组、所述整流配电单元、所述电机驱动器和所述驱动电机通过线缆依次连接，所述驱动电机与所述轮边减速机机械连接，所述履带与所述轮边减速机机械连接。

2.根据权利要求1所述的一种履带式工程车的电驱动行走系统，其特征在于：所述水冷模块设置在所述整流配电单元、所述电机驱动器、所述驱动电机的一侧，所述水冷模块包括水泵及散热器。

3.根据权利要求1所述的一种履带式工程车的电驱动行走系统，其特征在于：所述电机驱动器为二合一电机驱动器，所述驱动电机包括第一驱动电机、第二驱动电机，所述第一驱动电机与所述第二驱动电机对称设置在所述电机驱动器的左、右两侧。

4.根据权利要求1所述的一种履带式工程车的电驱动行走系统，其特征在于：所述发电机组为三相柴油发电机组，额定转速1500rpm，额定频率50Hz。

5.根据权利要求1所述的一种履带式工程车的电驱动行走系统，其特征在于：所述驱动电机为永磁同步电动机。

6.根据权利要求1所述的一种履带式工程车的电驱动行走系统，其特征在于：所述轮边减速机为行星减速机。

7.一种基于权利要求1所述的一种履带式工程车的电驱动行走系统的控制系统，其特征在于：所述控制单元包括整车控制器，所述整车控制器的输入端连接有操作杆、传感器和显示器，所述整车控制系统的输出端与机组控制器、所述整流配电单元和所述电机驱动器连接，所述机组控制器与所述发电机组连接。

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