CN205989739U - 一种液压防爆柴油机的动力控制系统 - Google Patents

一种液压防爆柴油机的动力控制系统 Download PDF

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徐兴民
秦传雷
张孝磊
王猛
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Abstract

本实用新型涉及煤矿井下辅助运输技术领域,具体来说是一种液压防爆柴油机的动力控制系统,包括:操控单元,液压泵站,电源装置,防爆柴油机,防爆发电机,刹车制动系统,变频油泵电机,变频牵引电机,防爆调速控制箱,操控单元。本实用新型的有益效果在于:机车通过控制器把现有的蓄电池和柴油机动力进行有序混合,实现机车常规运行以蓄电池为主动力,在重载、大坡度工况下使用柴油机动力,以延长蓄电池续航时间、减少环境污染,可充分发挥两种动力的优势;对于进一步提高矿井采掘机械化水平,充分发挥大型机械设备的技术性能,提高综采、综掘设备利用率,获取良好的技术经济效益具有重要意义。

Description

一种液压防爆柴油机的动力控制系统
技术领域
本实用新型涉及煤矿井下辅助运输技术领域,具体来说是一种液压防爆柴油机的动力控制系统。
背景技术
随着国家对煤矿安全生产的重视程度和煤矿装备水平的提高,煤矿井下辅助运输装备向本质安全型方向转变,单轨吊机车运输系统作为一种新的运输方式,实现多条巷道连通使用,既能运输人员又能运输设备,可以在多弯道、多起伏的巷道中应用,灵活性和适应性都较强。由于其具有运输能力大、安全隐患少、效率高、安装简单等优点,正在被越来越多的煤矿企业所采用,成为近几年来煤矿井下辅助运输的首选运输工具。
我国煤矿目前使用的单轨吊机车主要有防爆柴油单轨吊机车和防爆蓄电池组单轨吊机车。单轨吊机车具有运动机动灵活、不受煤矿底板限制、既能运输人员又能运输设备,可以适用于各种恶劣情况等优点。防爆柴油机单轨吊机车具有爬坡能力大的优势,但排放废气污染严重,噪音大,影响矿井生产环境,一次性投入大;防爆蓄电池组单轨吊机车没有排放污染,噪音低,但电瓶重量大,爬坡能力一般不超过16°,蓄电池组的续航能力有限。研发国产的蓄电池和柴油机混合动力驱动的单轨吊机车,可解决单一动力存在的缺陷,填补国内空白。
实用新型内容
在下文中给出关于本实用新型的简要概述,以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分,也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种液压防爆柴油机的动力控制系统,包括:
操控单元,操控信号的产生和运行状态信号的显示;
液压泵站,为防爆发动机的起动和停止提供动力、为单轨吊机车的刹车系统提供动力、为防爆调速控制箱提供压力控制信号;
电源装置,为整部机车的主要动力源;
防爆柴油机,在液压泵站的控制下启动或停止,运行状态为防爆发电机提供动力;
防爆发电机,在防爆柴油机的带动下产生电能供给防爆调速控制箱使用;
刹车制动系统,在液压泵站控制下为机车提供制动;
变频油泵电机,在防爆调速控制箱控制下为液压泵站建立油压提供动力;
变频牵引电机,在防爆调速控制箱控制下与机械机构和行走轮配合为机车运动提供动力;
防爆调速控制箱,可控电流的整定、动力电源的汇流、电池电压的检测、功率的有效输出及回馈,与操控单元之间双向联系;
操控单元,液压泵站,刹车制动系统、变频油泵电机与防爆调速控制箱单线连接;电源装置、变频牵引电机与防爆调速控制箱双线连接;防爆发电机与防爆调速控制箱三线连接;防爆柴油机的两端分别单线连接于液压泵站和防爆发电机。
作为本实用新型进一步的,防爆调速控制箱,包括有:
中央控制单元,采集操控单元与液压泵站的控制信号、采集动力主回路的电压数值;采集功率控制单元的电流信号和报警信号;
DC/DC供电模块,为中央控制单元回路提供电源;
电池电压检测,为中央控制单元提供电源装置的容量数值;
电流可控整流装置,根据中央控制单元的控制信号将发电机的三相交流电整流成直流电,输出电流大小由控制单元控制;
油泵变频器,为变频油泵电机提供电源;
牵引变频器,为控制机车运行的变频牵引电机提供电源,以及在机车下坡时将多余能量反馈回动力主回路;
电流检测,将检测到的电流信号和故障信号发给中央控制单元;
中央控制单元分别与操控单元,液压泵站,刹车制动系统,DC/DC供电模块,电池电压检测,电流可控整流装置和功率控制单元单线连接;
电池电压检测的正负极分别同时连接于电源装置和电流可控整流装置,电池电压检测的正极还连接于油泵变频器和DC/DC供电模块,电池电压检测的还连接于牵引变频器;
油泵变频器单线连接于变频油泵电机;
牵引变频器单线连接于变频牵引电机;
电流可控整流装置三线连接于防爆发电机。
作为本实用新型进一步的,防爆发电机的输出端与防爆调速控制箱中的电流可控整流装置相连,电流可控整流装置的输出端与防爆调速控制箱中的动力主回路、功率控制单元和防爆特殊型电源装置相连。
作为本实用新型进一步的,中央控制单元所使用的为PLC可编程逻辑控制器。
作为本实用新型进一步的,电源装置为防爆特殊型蓄电池。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
机车通过控制器把现有的蓄电池和柴油机动力进行有序混合,实现机车常规运行以蓄电池为主动力,在重载、大坡度工况下使用柴油机动力,以延长蓄电池续航时间、减少环境污染,可充分发挥两种动力的优势;对于进一步提高矿井采掘机械化水平,充分发挥大型机械设备的技术性能,提高综采、综掘设备利用率,获取良好的技术经济效益具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意,为了清楚的目的,附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围
一种液压防爆柴油机的动力控制系统,包括有防爆调速控制箱,液压泵站,电源装置,防爆柴油机,防爆发电机,刹车制动系统,变频油泵电机,变频牵引电机,操控单元,操控单元,液压泵站。
其中,防爆调速控制箱,包括有:电流检测,DC/DC供电模块,电池电压检测,电流可控整流装置,功率控制单元,油泵变频器,牵引变频器,中央控制单元。
上述各模块单元的基本作用如下所述,主要组成部分及其功能为:
中央控制单元,采集操控单元与液压泵站的控制信号、采集动力主回路的电压数值;采集功率控制单元的电流信号和报警信号;
DC/DC供电模块,为中央控制单元回路提供电源;
电池电压检测,为中央控制单元提供电源装置的容量数值;
电流可控整流装置,根据中央控制单元的控制信号将发电机的三相交流电整流成直流电,输出电流大小由控制单元控制;
油泵变频器,为变频油泵电机提供电源;
牵引变频器,为控制机车运行的变频牵引电机提供电源,以及在机车下坡时将多余能量反馈回动力主回路;
电流检测,将检测到的电流信号和故障信号发给中央控制单元;
操控单元,操控信号的产生和运行状态信号的显示;
液压泵站,为防爆发动机的起动和停止提供动力、为单轨吊机车的刹车系统提供动力、为防爆调速控制箱提供压力控制信号;
电源装置,防爆特殊型蓄电池,为整部机车的主要动力源;
防爆柴油机,在液压泵站的控制下启动或停止,运行状态为防爆发电机提供动力;
防爆发电机,在防爆柴油机的带动下产生电能供给防爆调速控制箱使用;
刹车制动系统,在液压泵站控制下为机车提供制动;
变频油泵电机,在防爆调速控制箱控制下为液压泵站建立油压提供动力;
变频牵引电机,在防爆调速控制箱控制下与机械机构和行走轮配合为机车运动提供动力;
防爆调速控制箱,可控电流的整定、动力电源的汇流、电池电压的检测、功率的有效输出及回馈,与操控单元之间双向联系;
如图1所示,本新型中,各部分的连接关系如下:
刹车制动系统、变频油泵电机与防爆调速控制箱单线连接;电源装置、变频牵引电机与防爆调速控制箱双线连接;防爆发电机与防爆调速控制箱三线连接;防爆柴油机的两端分别单线连接于液压泵站和防爆发电机。
防爆调速控制箱中,中央控制单元分别与操控单元,液压泵站,刹车制动系统,DC/DC供电模块,电池电压检测,电流可控整流装置和功率控制单元单线连接;电池电压检测的正负极分别同时连接于电源装置和电流可控整流装置,电池电压检测的正极还连接于油泵变频器和DC/DC供电模块,电池电压检测的还连接于牵引变频器;油泵变频器单线连接于变频油泵电机;牵引变频器单线连接于变频牵引电机;电流可控整流装置三线连接于防爆发电机。
具体一点的,防爆发电机的输出端与防爆调速控制箱中的电流可控整流装置相连,电流可控整流装置的输出端与防爆调速控制箱中的动力主回路、功率控制单元和防爆特殊型电源装置相连。
中央控制单元所使用的为PLC可编程逻辑控制器,PLC可编程逻辑控制器具有控制效率高,结构简化的优点,并且可以实时获取单轨吊车的状态数据,并且根据这些状态数据及时获取机车的当前状态,从而提高了系统运行的安全性。
实施例1
将本实用新型的系统安装于矿用的单轨吊机车上。其中,防爆调速控制箱根据传感器/压力开关采集的信号,控制液压起动器动作从而控制防爆柴油机起动,通过发电机和电流可控整流装置为防电源装置和防爆调速控制箱提供电源,防爆调速控制箱的功率控制单元为电动机提供电源,驱动机车进行运动;或控制防爆柴油机通过发电机和整流装置为防爆调速控制箱和防电源装置提供电源,机车不运动时只控制发电机为蓄电池进行充电。
单轨吊机车的防爆发电机输出端与防爆调速控制箱中的电流可控整流装置相连,电流可控整流装置输出端与防爆调速控制箱中动力主回路、功率控制单元和防爆特殊型电源装置相连,中央控制单元控制电流可控整流装置的导通和关闭。
单轨吊机车的液压泵站在检测到动力主回路电压低于下限报警点时防爆调速控制箱中央控制单元的控制下为防爆发动机的起动提供动力(可以充电)、在检测到动力主回路电压高于上限报警点时防爆调速控制箱中央控制单元的控制下为防爆发动机的停止提供动力(停止充电)。
单轨吊机车的液压泵站在检测到自身压力开关信号达到下限报警点将信号传至防爆调速控制箱中央控制单元,防爆调速控制箱中央控制单元的控制下,功率控制单元为变频油泵电机提供电源(可以建立液压压力);在检测到自身压力开关信号达到上限报警点将信号传至防爆调速控制箱中央控制单元,防爆调速控制箱中央控制单元的控制下,功率控制单元停止对变频油泵电机提供电源。
单轨吊机车在操控单元发出运动指令给中央控制单元,中央控制单元会发出指令给液压泵站,为单轨吊机车的刹车系统敞闸提供动力,同时中央控制单元会发出指令给功率控制单元的牵引变频器,给变频牵引电机提供电源,完成单轨机车的运动。在操控单元发出停止运动指令给中央控制单元,中央控制单元会发出指令给液压泵站,为单轨吊机车的刹车系统合闸提供动力,同时中央控制单元会发出指令给功率控制单元的牵引变频器,停止给变频牵引电机提供电源,完成单轨机车的停车。
单轨吊机车在下坡过程中,重力势能克服摩擦力消耗的能量后依然有剩余,会通过防爆调速控制箱的功率控制单元转化为直流电回馈给防电源装置。
单轨吊机车将防电源装置和柴油机动力进行有序结合,实现机车常规运行以蓄电池为主动力,在电池电压预警工况下使用柴油机为动力,以延长蓄电池续航时间。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种液压防爆柴油机的动力控制系统,其特征在于,包括:
操控单元,操控信号的产生和运行状态信号的显示;
液压泵站,为防爆发动机的起动和停止提供动力、为单轨吊机车的刹车系统提供动力、为防爆调速控制箱提供压力控制信号;
电源装置,为整部机车的主要动力源;
防爆柴油机,在液压泵站的控制下启动或停止,运行状态为防爆发电机提供动力;
防爆发电机,在防爆柴油机的带动下产生电能供给防爆调速控制箱使用;
刹车制动系统,在液压泵站控制下为机车提供制动;
变频油泵电机,在防爆调速控制箱控制下为液压泵站建立油压提供动力;
变频牵引电机,在防爆调速控制箱控制下与机械机构和行走轮配合为机车运动提供动力;
防爆调速控制箱,可控电流的整定、动力电源的汇流、电池电压的检测、功率的有效输出及回馈,与操控单元之间双向联系;
所述操控单元、所述液压泵站、所述刹车制动系统、所述变频油泵电机与所述防爆调速控制箱单线连接;所述电源装置、所述变频牵引电机与所述防爆调速控制箱双线连接;所述防爆发电机与所述防爆调速控制箱三线连接;所述防爆柴油机的两端分别单线连接于所述液压泵站和所述防爆发电机。
2.根据权利要求 1 所述的一种液压防爆柴油机的动力控制系统,其特征在于,所述的防爆调速控制箱,包括有:
中央控制单元,采集所述操控单元与所述液压泵站的控制信号、采集动力主回路的电压数值;采集功率控制单元的电流信号和报警信号;
DC/DC 供电模块,为所述中央控制单元回路提供电源;
电池电压检测,为所述中央控制单元提供所述电源装置的容量数值;
电流可控整流装置,根据所述中央控制单元的控制信号将发电机的三相交流电整流成直流电,输出电流大小由所述控制单元控制;
功率控制单元;
油泵变频器,为所述变频油泵电机提供电源;
牵引变频器,为控制机车运行的所述变频牵引电机提供电源,以及在机车下坡时将多余能量反馈回动力主回路;
电流检测,将检测到的电流信号和故障信号发给中央控制单元;
所述中央控制单元分别与操控单元,液压泵站,刹车制动系统,DC/DC 供电模块,电池电压检测,电流可控整流装置和功率控制单元单线连接;
所述电池电压检测的正负极分别同时连接于电源装置和电流可控整流装置,所述电池电压检测的正极还连接于油泵变频器和 DC/DC 供电模块,所述电池电压检测的还连接于牵引变频器;
所述油泵变频器单线连接于变频油泵电机;
所述牵引变频器单线连接于变频牵引电机;
所述电流可控整流装置三线连接于防爆发电机。
3.根据权利要求 1 所述的一种液压防爆柴油机的动力控制系统,其特征在于,所述防爆发电机的输出端与所述防爆调速控制箱中的电流可控整流装置相连,所述电流可控整流装置的输出端与所述防爆调速控制箱中的动力主回路、所述功率控制单元和所述防爆特殊型电源装置相连。
4.根据权利要求2所述的一种液压防爆柴油机的动力控制系统,其特征在于,所述中央控制单元所使用的为PLC可编程逻辑控制器。
5.根据权利要求 1 所述的一种液压防爆柴油机的动力控制系统,其特征在于,所述电源装置为防爆特殊型蓄电池。
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