CN205220403U - 自卸车电传动系统 - Google Patents

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孙卫阳
金斌
刘明
梁小波
张晓强
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Abstract

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。本实用新型电气稳定性能好，耐用性强，在低速下电制动力大。

Description

自卸车电传动系统
技术领域
本实用新型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。
实用新型内容
本实用新型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。
本实用新型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，本实用新型的优点如下：
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是本实用新型实施例的结构框图。
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实用新型作进一步详细描述。
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实用新型实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型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实用新型的保护范围之内。
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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