CN205864297U - 一种电动轮自卸车交流传动主电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动轮自卸车交流传动主电路，包括主发电机、整流模块、N个逆变模块和N个牵引电机，所述N＞4，所述逆变模块与牵引电机一一对应设置，所述整流模块的输入端与所述主发电机相连，用于将主发电机输出的三相交流电转换为直流电，N个逆变模块的输入端均与所述整流模块的输出端相连，用于将直流电转换为幅值、频率可调的交流电以驱动对应的牵引电机；所述整流模块的输出端连接有用于调节直流侧电压的斩波模块和用于在牵引电机制动时消耗回馈电能的制动模块，所述斩波模块和制动模块相互串联。本实用新型的电动轮自卸车交流传动主电路具有结构简单、可靠性高、功率大以及适用性强等优点。

Description

一种电动轮自卸车交流传动主电路

技术领域

本实用新型主要涉及矿用设备技术领域，特指一种电动轮自卸车交流传动主电路。

背景技术

电动轮矿车的电驱系统，按照电传动方式可以分为，交-直流传动和交-直-交传动两种。交-直流传动系统驱动直流轮毂电动机，为整车提供动力。这项技术已经成熟，但因为直流电机的存在，导致电驱系统维护频繁，工作效率不高，也存在相当大的安全隐患。交-直-交传动系统驱动交流轮毂电动机，可以实现电动机的变频调速，能够更加平稳的控制整车的行驶速度，且交直交传动系统运行稳定，可靠性高、可控度好，为目前应用最广的电传动技术。

目前正在运行的电动轮矿车多采用两轴六轮设计，前轴两轮负责转向，后轴四轮分置于车体两边，通过刚性轴连接，用两个电机分别对两组后轮进行驱动，即两轮电驱系统。两驱的矿车因为前轴不提供动力，无法适应复杂的地形，抓地力不强，容易出现甩尾的现象，不但大大降低了工作效率，更危害到工作人员的生命安全。四轮电驱系统则是将前轴两轮也通过电机进行驱动控制。但是目前矿区生产工况日益复杂，在某些工况下（比如泥泞沼泽地）四驱系统并不能完全满足矿区的生产，四驱系统的优越性能在更多的矿山中逐渐疲软，不能满足矿区所有工况的运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、可靠性高、功率大、适用性强的电动轮自卸车交流传动主电路。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种电动轮自卸车交流传动主电路，包括主发电机、整流模块、N个逆变模块和N个牵引电机，所述N＞4，所述逆变模块与牵引电机一一对应设置，所述整流模块的输入端与所述主发电机相连，用于将主发电机输出的三相交流电转换为直流电，N个逆变模块的输入端均与所述整流模块的输出端相连，用于将直流电转换为幅值、频率可调的交流电以驱动对应的牵引电机；所述整流模块的输出端连接有用于调节直流侧电压的斩波模块和用于在牵引电机制动时消耗回馈电能的制动模块，所述斩波模块和制动模块相互串联。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述N为六。

所述整流模块的直流侧设置有直流接地检测回路。

所述直流接地检测回路包括第一电阻、第二电阻、第一电压检测件和第二电压检测件，所述第一电阻和第二电阻串联后跨接在整流模块的输出端，所述第一电压检测件与第一电阻并联并接地，第二电压检测件跨接在整流模块的输出端，所述第一电压检测件和第二电压检测件与传动控制单元相连，用于将各自采集的电压信号传递至传动控制单元进行接地故障判断。

所述斩波模块包括第一IGBT、第二IGBT、制动电阻和用于给制动电阻散热的制动风机，所述第一IGBT和第二IGBT串联，所述制动电阻和制动风机串联后与第二IGBT并联。

所述逆变模块通过光纤与传动控制单元相连。

所述逆变模块由六个IGBT构成的三相全控逆变桥。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的电动轮自卸车交流传动主电路，采用交直交传动方式，解决了传统交直流传动系统因为牵引电机的单机容量小，导致系统过载能力差、最高转速低、换向以及电机负载突加时动态响应慢、稳态响应较差等问题；采用多于四台的牵引电机进行驱动，结构简单、可靠性高，功率大，能够适用矿场恶劣环境中。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

图2为本实用新型中的直流检测回路的电路原理图。

图3为本实用新型中斩波模块的电路原理图。

图中标号表示：1、主发电机；2、整流模块；3、逆变模块；4、牵引电机；5、斩波模块；6、制动模块；7、控制单元；8、直流接地检测回路。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1至图3所示，本实施例的电动轮自卸车交流传动主电路，包括主发电机1、整流模块2、N个逆变模块3和N个牵引电机4，N＞4，逆变模块3与牵引电机4一一对应设置，整流模块2的输入端与主发电机1相连，用于将主发电机1输出的三相交流电转换为直流电，N个逆变模块3的输入端均与整流模块2的输出端相连，用于将直流电转换为幅值、频率可调的交流电以驱动对应的牵引电机4；整流模块2的输出端连接有用于调节直流侧电压的斩波模块5和用于在牵引电机4制动时消耗回馈电能的制动模块6，斩波模块5和制动模块6相互串联。本实用新型的电动轮自卸车交流传动主电路，采用交直交传动方式，解决了传统交直流传动系统因为牵引电机4的单机容量小，导致系统过载能力差、最高转速低、换向以及电机负载突加时动态响应慢、稳态响应较差等问题；采用多于四台的牵引电机4进行驱动，结构简单、可靠性高，功率大，能够适用矿场恶劣环境中。

本实施例中，N为六，即包括六个逆变模块3和六台牵引电机4，其功率大，可靠性高，适用于矿场恶劣环境中。

如图2所示，本实施例中，整流模块2的直流侧设置有直流接地检测回路8，用于检测中间直流电路，保护直流回路的正常工作。直流接地检测回路8包括第一电阻、第二电阻、第一电压检测件和第二电压检测件，第一电阻和第二电阻串联后跨接在整流模块2的输出端，第一电压检测件与第一电阻并联并接地，第二电压检测件跨接在整流模块2的输出端，第一电压检测件和第二电压检测件与传动控制单元7相连，用于将各自采集的电压信号传递至传动控制单元7进行接地故障判断。若第一电压检测件检测的电压不等于第二电压检测件的一半，则为主回路接地故障，将此故障通过光纤传送至控制单元7。

如图3所示，本实施例中，斩波模块5包括第一IGBT、第二IGBT、制动电阻和用于给制动电阻散热的制动风机，第一IGBT和第二IGBT串联，制动电阻和制动风机串联后与第二IGBT并联。当司机采用电制动刹车时，电机电制动时产生电能并回馈至中间直流回路，抬升直流电压，此时则通过制动电阻将能量消耗，同时制动电阻串联制动风机，通过高压取电，当制动电阻工作时冷却风机会自动启动。

本实施例中，逆变模块3通过光纤与传动控制单元7相连并进行通讯，增加抗干扰性能。

本实施例中，逆变模块3由六个IGBT构成的三相全控逆变桥。通过程序控制逆变模块3中全控桥IGBT的开启关断时序，从而得到六路互不干扰的交流输出，驱动牵引电机4。通过控制斩波模块5中IGBT开启关断时序，从而及时消耗刹车时的回馈能量。

本实用新型的交直交传动主电路，能够平滑的控制牵引电机4的输入电压，平稳的改变牵引电机4的输出功率。交流传动系统工作时：主发电机1输出的交流电（幅值大小由励磁电流控制），经整流模块2后变成直流电。在六个逆变模块3内都封装了电容，六个电容并联构成滤波回路和储能支路，经电容滤波后输出平稳的直流电，经过逆变模块3后，逆变成三相变频变压的交流电，输出给牵引电机4，用来驱动牵引电机4。系统工作时，传动控制单元7会通过光信号控制斩波模块5、直流接地检测回路8、逆变模块3的运行。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种电动轮自卸车交流传动主电路，其特征在于，包括主发电机（1）、整流模块（2）、N个逆变模块（3）和N个牵引电机（4），所述N＞4，所述逆变模块（3）与牵引电机（4）一一对应设置，所述整流模块（2）的输入端与所述主发电机（1）相连，用于将主发电机（1）输出的三相交流电转换为直流电，N个逆变模块（3）的输入端均与所述整流模块（2）的输出端相连，用于将直流电转换为幅值、频率可调的交流电以驱动对应的牵引电机（4）；所述整流模块（2）的输出端连接有用于调节直流侧电压的斩波模块（5）和用于在牵引电机（4）制动时消耗回馈电能的制动模块（6），所述斩波模块（5）和制动模块（6）相互串联。

2.根据权利要求1所述的电动轮自卸车交流传动主电路，其特征在于，所述N为六。

3.根据权利要求1或2所述的电动轮自卸车交流传动主电路，其特征在于，所述整流模块（2）的直流侧设置有直流接地检测回路（8）。

4.根据权利要求3所述的电动轮自卸车交流传动主电路，其特征在于，所述直流接地检测回路（8）包括第一电阻、第二电阻、第一电压检测件和第二电压检测件，所述第一电阻和第二电阻串联后跨接在整流模块（2）的输出端，所述第一电压检测件与第一电阻并联并接地，第二电压检测件跨接在整流模块（2）的输出端，所述第一电压检测件和第二电压检测件与传动控制单元（7）相连，用于将各自采集的电压信号传递至传动控制单元（7）进行接地故障判断。

5.根据权利要求1或2所述的电动轮自卸车交流传动主电路，其特征在于，所述斩波模块（5）包括第一IGBT、第二IGBT、制动电阻和用于给制动电阻散热的制动风机，所述第一IGBT和第二IGBT串联，所述制动电阻和制动风机串联后与第二IGBT并联。

6.根据权利要求1或2所述的电动轮自卸车交流传动主电路，其特征在于，所述逆变模块（3）通过光纤与传动控制单元（7）相连。

7.根据权利要求1或2所述的电动轮自卸车交流传动主电路，其特征在于，所述逆变模块（3）由六个IGBT构成的三相全控逆变桥。