CN206406765U - 一种大型自卸车电制动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种大型自卸车电制动控制装置，包括变频控制器、第一电容器组、第一制动电阻组、制动风机、制动风机电流传感器、第二电容器组、第二制动电阻组、第三制动电阻组、母线电流传感器、第三制动电阻电流传感器、斩波器模块、第一制动接触器、第二接触器、恒速控制按钮、恒速控制指示灯、制动踏板电阻、第一调压电阻、第二调压电阻、恒速控制电阻、母线接地电流传感器、第一接地检测电阻组、第二接地电阻、第二电容器组、变流器模块、交流三相异步电动机、电动机速度传感器。本实用新型结构简单，工作可靠，操作方便，制动效果平稳有力。使用本实用新型，在矿用自卸车制动过程中，可以为卡车提供稳定的制动力。

Description

一种大型自卸车电制动控制装置

技术领域

本实用新型涉及各类大型工程机械，特别是涉及电传动自卸车电制动控制装置。

背景技术

现有矿用自卸车多为电驱动方式，驱动元件为电动机，在制动的过程中电动机在卡车惯性作用下处于发电状态，但制动装置的设计好坏直接关系到制动力的大小以及制动力的精确控制，从而能实现卡车的减速过程平滑稳定，其不同于普通卡车依靠制动盘与摩擦片之间的摩擦力制动，该装置依靠将卡车的运动的机械能转换为电能并消耗在制动电阻上的过程来完成对卡车的制动。但目前电制动装置结构较复杂，对制动力的输出控制精度不高，该装置能很好的解决这些问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种不同于机械摩擦制动，能够快速平稳制动的大型自卸车电制动控制装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大型自卸车电制动控制装置，包括第一电容器组、变流器、第二电容器组、第一制动电阻组、制动风机、制动风机电流传感器、变频控制器、制动风机电容组、第二制动电阻组、第三制动电阻组、母线电流传感器、斩波器模块电流传感器、斩波器模块、第一制动接触器、第二制动接触器、恒速控制按钮、恒速控制指示灯、制动踏板电阻、第一调压电阻、第二调压电阻、恒速控制电阻、接地电流传感器、第二接地检测电阻组、第一接地检测电阻、三相交流异步电动机和电动机速度传感器，第一电容器组两端分别与自卸车的母线正负极相连，第一制动电阻组一端与自卸车的母线正极相连，第一制动电阻组另一端与第一制动接触器主触点一端相连，第一制动接触器主触点另一端与自卸车的直流母线负极相连，制动风机与第一制动电阻组中的一个电阻并联，制动风机电容组与制动风机并联，制动风机电流传感器测量流过制动风机的电流，第二制动电阻组一端与自卸车的直流母线正极相连，第二制动电阻组另一端与第二制动接触器主触点一端相连，第二接触器主触点的另一端与自卸车的直流母线负极相连，第三制动电阻组一端与自卸车的直流母线正极相连，第三制动电阻组另一端与斩波器模块集电极相连，斩波器模块的门极与变频控制器相连，斩波器模块的发射极与自卸车的直流母线负极相连，斩波器模块电流传感器测量流过斩波器模块的电流，母线电流传感器测量流过自卸车的直流母线正极的电流，第二接地检测电阻组两端分别与自卸车的直流母线正负极相连，第一接地检测电阻一端与车架相连，第一接地检测电阻另一端与第二接地检测电阻相连，接地电流传感测试流过第一接地检测电阻的电流，第二电容器组两端分别与自卸车的直流母线正负极相连，变流器的两个输入端与自卸车的直流母线正负极相连，变流器的输出三相线与三相交流异步电动机相连，变流器的控制端与变频控制器相连，电动机速度传感器检测三相交流异步电动机转速，第一制动接触器的线圈一端与直流24V电源正极相连，第一制动接触器的线圈另一端与变频控制器相连，第一制动接触器的辅助触点一端与直流24V电源正极相连，第一制动接触器的辅助触点另一端与变频控制器相连，第二制动接触器的线圈一端与直流24V电源正极相连，第二制动接触器的线圈另一端与变频控制器相连，第二制动接触器的辅助触点一端与直流24V电源正极相连，第二制动接触器的辅助触点另一端与变频控制器相连，恒速控制按钮一端与直流24V电源正极相连，恒速控制按钮另一端与变频控制器相连，恒速控制按钮另一端还与恒速控制指示灯一端相连，恒速控制指示灯另一端与直流24V电源负极相连，第一调压电阻一端与直流24V电源正极相连，第一调压电阻另一端与第二电压电阻一端相连，第二调压电阻另一端与变频控制器相连，制动踏板电阻与恒速控制电阻并联，制动踏板电阻一端与第二调压电阻相连，制动踏板电阻另一端与直流24V电源负极相连，制动踏板电阻的滑动端与变频控制器相连，恒速控制电阻的滑动端与变频控制器相连。

进一步，电制动控制装置有3组制动电阻（第一制动电阻组、第二制动电阻组和第三制动电阻组），用于消耗在电制动过程产生的能量，第一制动电阻组由第一制动接触器主触点控制，第二制动电阻组由第二制动接触器主触点控制，第三制动电阻组由斩波器模块控制。

进一步，所述第一制动电阻组由3个相同电阻串联组成、第二制动电阻组由3个相同电阻串联组成、第三制动电阻由6个相同电阻并联组成，这样组合便于机械安装和制动的过程中快速散热。

进一步，接地电流传感器、制动风机电流传感器、母线电流传感器、斩波器模块电流传感器、电动机速度传感器均与变频控制器相连。接地电流传感器、制动风机电流传感器、母线电流传感器、电动机速度传感器和斩波器模块电流传感器均外接15V直流电源。进一步，制动风机与第一制动电阻组中的一个电阻、制动风机电容组并联，变频控制器根据第三制动电阻组投入的功率来确定是否使第一制动接触器动作，从而控制是否需要制动风机投入工作。

进一步，变流器两输入端与第二电容器组并联，第二电容器组用于对三相交流异步电动机处于发电过程所发的交流电经变流器整流后的滤波。

进一步，接地电流传感器检测流过第一接地检测电阻电流的大小，正常运行下，其检测到的电流约为0 A，表示高压系统未与卡车车体接触；若检测到的电流大于0 A，表明高压系统某处与自卸车车体接触，变频控制器可将该信息传递给自卸车的其他系统，其他系统控制断开直流母线上的电源供应。

进一步，变频控制器通过母线电流传感器监控流过直流母线的电流，变频控制器通过制动风机电流传感器监控流过制动风机的电流，变频控制器通过斩波器模块电流传感器监控流过第三制动电阻组的电流。

进一步，所述第一制动接触器和第二制动接触器由变频控制器控制动作输出，所述第一制动接触器线圈和第二制动接触器线圈均自带续流二极管，所述第一制动接触器和第二制动接触器的辅助触点动作作为反馈输送给变频控制器，所述第一制动接触器和第二制动接触器的主触点控制制动电阻组是否接通到直流母线。

进一步，恒速控制按钮和恒速控制指示灯均与变频控制器相连，恒速控制按钮的动作和恒速控制电位器的值均输入到变频控制器，以用于对车辆的恒速控制，当变频控制器检测到恒速控制按钮投入，同时变频控制器检测恒速控制电阻输入的信号，变频控制器会跟据所述信号比对自卸车的实际速度，若实际速度大于系统恒速控制要求的速度，变频控制器将会发出电制动投入的信号，控制第一制动接触器、第二制动接触器或斩波器动作。

进一步，通过第一调压电阻、第二调压电阻串联，恒速控制电阻和制动踏板电阻并联，变频控制器在第二调压电阻和制动踏板电阻之前取电压信号，作为制动踏板电阻和恒速控制电阻电压输出的基准电压，第二调压电阻为可调电阻，制动踏板电阻和恒速控制电阻为可调电阻。

进一步，自卸车在制动的过程中，三相交流异步电动机的转子在自卸车的惯性作用下转动，使三相交流异步电动机转换为发电状态，其所发交流电经变流器整流后输入到直流母线，同时变频控制器通过读取制动踏板电阻的电压信号，以控制第一制动接触器、第二制动接触器、斩波器动作，接通或断开各制动电阻，消耗三相交流异步电动机所发交流电，达到将机械能转换为电能，并将其消耗在制动电阻上，完成对自卸车平滑稳定的制动要求。

本实用新型结构简单，控制方式简易可靠，装置响应速度快。使用本实用新型，在驾驶人员驾驶自卸车时，自卸车制动踏板的变化，将导致制动踏板电阻的变化，装置根据制动踏板电阻的输入不同，确定自卸车的制动力大小，控制第一制动接触器、第二制动接触器、斩波器动作，从而快速稳定的响应自卸车对制动力变化的要求，保证自卸车在制动过程中能平滑稳定的制动。

附图说明

图1为本实用新型大型自卸车电制动控制装置的原理图；

图1中：1、第一电容器组； 2、变流器；3、第二电容器组；4、第一制动电阻组；5、制动风机； 6、制动风机电流传感器； 7、15V直流电源；8、变频控制器； 8-1、制动风机电流采样口；8-2、直流母线电流采样口；8-3、接地电流采样口；8-4、斩波器电流采样口；8-5、变流器控制端口；8-6 三相交流异步电动机速度采样口；8-7、第一制动接触器驱动端口；8-8、第一制动接触器动作反馈端口；8-9、第二制动接触器驱动端口；8-10、第二制动接触器动作反馈端口；8-11、恒速控制按钮信号端口；8-12、制动踏板电阻信号采样端口；8-13、恒速控制电阻信号采样端口；8-14、基准电压采样端口；8-15、变频控制器斩波器控制端口；9、制动风机电容组；10、第二制动电阻组； 11、第三制动电阻组； 12、母线电流传感器； 13、斩波器模块电流传感器；14、斩波器模块；15、第一制动接触器；15-1、第一制动接触器主触点；15-2、第一制动接触器线圈；15-3、第一制动接触器辅助触点；16、第二制动接触器；16-1、第二制动接触器主触点；16-2、第二制动接触器线圈；16-3、第二制动接触器辅助触点；17、恒速控制按钮；18、恒速控制指示灯；19、制动踏板电阻；20、第一调压电阻；21、第二调压电阻；22、恒速控制电阻；23、接地电流传感器 ；24、第二接地检测电阻组；25、第一接地检测电阻；26、三相交流异步电动机；27、电动机速度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

参照图1，一种大型自卸车电制动控制装置包括第一电容器组1、变流器2、第二电容器组3、第一制动电阻组4、制动风机5、制动风机电流传感器6、15V直流电源7、变频控制器8、制动风机电容组9、第二制动电阻组10、第三制动电阻组11、母线电流传感器12、斩波器模块电流传感器13、斩波器模块14、第一制动接触器15、第二制动接触器16、恒速控制按钮17、恒速控制指示灯18、制动踏板电阻19、第一调压电阻20、第二调压电阻21、恒速控制电阻22、接地电流传感器23、第二接地检测电阻组24、第一接地检测电阻25、三相交流异步电动机26和速度传感器27。第一电容器组1两端分别与自卸车的母线正负极（即图1中的DCP母线正极和DCN母线负极）相连，第一制动电阻组4一端与自卸车的直流母线正极相连，第一制动电阻组4另一端与第一制动接触器主触点15-1一端相连，第一制动接触器主触点15-1另一端与自卸车的直流母线负极相连，制动风机5与第一制动电阻组4中的一个电阻并联，制动风机电容组9与制动风机5并联，制动风机电流传感器6测量流过制动风机5的电流，第二制动电阻组10一端与自卸车的直流母线正极相连，第二制动电阻组10另一端与第二制动接触器主触点16-1一端相连，第二接触器主触点16-1的另一端与自卸车的直流母线负极相连，第三制动电阻组11一端与自卸车的直流母线正极相连，第三制动电阻组11另一端与斩波器模块14集电极相连，斩波器模块14的门极与变频控制器的斩波器控制端口8-15相连，斩波器模块14的发射极与自卸车的直流母线负极相连，斩波器模块电流传感器13测量流过斩波器模块的电流，母线电流传感器12测量流过自卸车的直流母线正极的电流，第二接地检测电阻组24两端分别与自卸车的直流母线正负极相连，第一接地检测电阻25一端与车架相连，第一接地检测电阻25另一端与第二接地检测电阻24相连，接地电流传感器23测试流过第一接地检测电阻25的电流，第二电容器组3两端分别与自卸车的直流母线正负极相连，变流器2的两个输入端分别与自卸车的直流母线正负极相连，变流器2的输出三相线与三相交流异步电动机26相连，变流器2的控制端与变频控制器的变流器控制端口8-5相连，电动机速度传感器27检测三相交流异步电动机26转速，第一制动接触器的线圈15-2一端与直流24V电源正极相连，第一制动接触器的线圈15-2另一端与变频控制器的第一制动接触器驱动端口8-7相连，第一制动接触器的辅助触点15-3一端与直流24V电源正极相连，第一制动接触器的辅助触点15-3另一端与变频控制器的第一制动接触器动作反馈端口8-8相连，第二制动接触器的线圈16-2一端与直流24V电源正极相连，第二制动接触器的线圈16-2另一端与变频控制器的第二制动接触器驱动端口8-9相连，第二制动接触器的辅助触点16-3一端与直流24V电源正极相连，第二制动接触器的辅助触点16-3另一端与变频控制器的第二制动接触器动作反馈端口8-10相连，恒速控制按钮17一端与直流24V电源正极相连；恒速控制按钮17另一端与变频控制器的恒速控制按钮信号端口相连，恒速控制按钮17另一端还同时与恒速控制指示灯18一端相连，恒速控制指示灯18另一端与直流24V电源负极相连，第一调压电阻20一端与直流24V电源正极相连，第一调压电阻20另一端与第二电压电阻21一端相连，第二调压电阻21另一端与变频控制器的基准电压采样端口8-14相连，制动踏板电阻19与恒速控制电阻22并联，制动踏板电阻19一端与变频控制器的基准电压采样端口8-14、第二调压电阻21相连，制动踏板电阻19另一端与直流24V电源负极相连，制动踏板电阻19的滑动端与变频控制器的制动踏板电阻信号采样端口8-12相连，恒速控制电阻22的滑动端与变频控制器的恒速控制电阻信号采样端口8-13相连。

电制动控制装置有3组制动电阻，用于消耗在电制动过程产生的能量，第一制动电阻组4由第一制动接触器主触点15-1控制，第二制动电阻组10由第二制动接触器主触点头16-1控制，第三制动电阻组11由斩波器模块14控制。

所述第一制动电阻组4由三个相同电阻串联组成、第二制动电阻组10由三个相同电阻串联组成、第三制动电阻组11由六个相同电阻并联组成，这样组合便于机械安装和制动的过程中快速散热。

接地电流传感器23与变频控制器的接地电流采样口8-3相连，制动风机电流传感器6与变频控制器的制动风机电流采样口8-1相连，母线电流传感器12与变频控制器的直流母线电流采样口8-2相连，斩波器模块电流传感器13与变频控制器的斩波器电流采样口8-4相连，电动机速度传感器27与变频控制器的三相交流异步电动机速度采样口8-6相连。接地电流传感器23、制动风机电流传感器6、母线电流传感器12、电动机速度传感器27和斩波器模块电流传感器13均外接15V直流电源7。

制动风机5与第一制动电阻组4中的一个电阻、制动风机电容组9并联，变频控制器根据第三制动电阻组投入后的制动功率来确定是否使第一制动接触器动作，从而控制是否需要制动风机5投入工作。

变流器2两输入端与第二电容器组3并联，第二电容器组3用于对三相交流异步电动机26处于发电过程所发的交流电经变流器整流后的滤波。

接地电流传感器23检测流过第一接地检测电阻25电流的大小，正常运行下，其检测到的电流约为0 A，表示高压系统未与自卸车车体接触；若检测到的电流大于0 A，表明高压系统某处与自卸车车体接触，变频控制器将信息传递给自卸车车其他系统，其系统控制断开直流母线上的电源供应。

变频控制器通过母线电流传感器12监控流过自卸车直流母线的电流，变频控制器通过制动风机电流传感器6监控流过制动风机5的电流，变频控制器通过斩波器模块电流传感器13监控流过第三制动电阻组11的电流，若检测到的电流超过预设值，变频控制器将报故障。

所述第一制动接触器和第二制动接触器由变频控制器控制动作输出，所述第一制动接触器线圈15-2和第二制动接触器线圈16-2带续流二极管，所述第一制动接触器辅助触点15-3和第二制动接触器的辅助触点16-3动作作为反馈输送给变频控制器，所述第一制动接触器主触点15-1控制第一制动电阻组4是否接通到直流母线，第二制动接触器的主触点16-1控制第二制动电阻组10是否接通到直流母线。

该实用新型配置有恒速控制按钮17、恒速控制电阻22和恒速控制指示灯18。恒速控制按钮17和恒速控制指示灯18均与变频控制器的恒速控制按钮信号端口8-11相连，恒速控制按钮17的动作和恒速控制电位器22的值均输入到变频控制器，以用于对车辆的恒速控制，当变频控制器检测到恒速控制按钮17投入，同时变频控制器检测恒速控制电阻22输入的信号，变频控制器会跟据该信号比对自卸车的实际速度，若实际速度大于恒速控制要求的速度，变频控制器将会发出电制动投入信号，控制第一制动接触器、第二制动接触器或斩波器14动作。

通过第一调压电阻20、第二调压电阻21串联，恒速控制电阻22和制动踏板电阻19并联，变频控制器的基准电压采样端口8-14在第二调压电阻21和制动踏板电阻22之间取电压信号，作为制动踏板电阻19和恒速控制电阻22电压输出的基准电压，第二调压电阻21为可调电阻，制动踏板电阻19和恒速控制电阻22为可调电阻。

自卸车在制动的过程中，三相交流异步电动机26的转子在自卸车的惯性作用下转动，使三相交流异步电动机26转换为发电状态，其所发交流电经变流器2整流后输入到直流母线，同时自卸车制动踏板的变化，将导致制动踏板电阻19的变化，变频控制器通过读取制动踏板电阻19的电压信号，以控制第一制动接触器、第二制动接触器、斩波器14动作，接通或断开第一制动电阻组4、第二制动电阻组10、第三制动电阻组11，消耗三相交流异步电动机26所发交流电，达到将机械能转换为电能，并将其消耗在第一制动电阻组4、第二制动电阻组10和第三制动电阻组11上，同时制动风机5工作带走大量热量，完成对自卸车平滑稳定的制动要求。

以上对本实用新型的一种优选具体实施方式作了详细介绍。所述具体实施方式只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种大型自卸车电制动控制装置，包括第一电容器组、变流器、第二电容器组、第一制动电阻组、制动风机、制动风机电流传感器、变频控制器、制动风机电容组、第二制动电阻组、第三制动电阻组、母线电流传感器、斩波器模块电流传感器、斩波器模块、第一制动接触器、第二制动接触器、恒速控制按钮、恒速控制指示灯、制动踏板电阻、第一调压电阻、第二调压电阻、恒速控制电阻、接地电流传感器、第二接地检测电阻组、第一接地检测电阻、三相交流异步电动机和电动机速度传感器，第一电容器组两端分别与自卸车的母线正负极相连，第一制动电阻组一端与自卸车的母线正极相连，第一制动电阻组另一端与第一制动接触器主触点一端相连，第一制动接触器主触点另一端与自卸车的直流母线负极相连，制动风机与第一制动电阻组中的一个电阻并联，制动风机电容组与制动风机并联，制动风机电流传感器测量流过制动风机的电流，第二制动电阻组一端与自卸车的直流母线正极相连，第二制动电阻组另一端与第二制动接触器主触点一端相连，第二接触器主触点的另一端与自卸车的直流母线负极相连，第三制动电阻组一端与自卸车的直流母线正极相连，第三制动电阻组另一端与斩波器模块集电极相连，斩波器模块的门极与变频控制器相连，斩波器模块的发射极与自卸车的直流母线负极相连，斩波器模块电流传感器测量流过斩波器模块的电流，母线电流传感器测量流过自卸车的直流母线正极的电流，第二接地检测电阻组两端分别与自卸车的直流母线正负极相连，第一接地检测电阻一端与车架相连，第一接地检测电阻另一端与第二接地检测电阻相连，接地电流传感器测试流过第一接地检测电阻的电流，第二电容器组两端分别与自卸车的直流母线正负极相连，变流器的两个输入端与自卸车的直流母线正负极相连，变流器的输出三相线与三相交流异步电动机相连，变流器的控制端与变频控制器相连，电动机速度传感器检测三相交流异步电动机转速，第一制动接触器的线圈一端与直流24V电源正极相连，第一制动接触器的线圈另一端与变频控制器相连，第一制动接触器的辅助触点一端与直流24V电源正极相连，第一制动接触器的辅助触点另一端与变频控制器相连，第二制动接触器的线圈一端与直流24V电源正极相连，第二制动接触器的线圈另一端与变频控制器相连，第二制动接触器的辅助触点一端与直流24V电源正极相连，第二制动接触器的辅助触点另一端与变频控制器相连，恒速控制按钮一端与直流24V电源正极相连，恒速控制按钮另一端与变频控制器相连，恒速控制按钮另一端还与恒速控制指示灯一端相连，恒速控制指示灯另一端与直流24V电源负极相连，第一调压电阻一端与直流24V电源正极相连，第一调压电阻另一端与第二电压电阻一端相连，第二调压电阻另一端与变频控制器相连，制动踏板电阻与恒速控制电阻并联，制动踏板电阻一端与第二调压电阻相连，制动踏板电阻另一端与直流24V电源负极相连，制动踏板电阻的滑动端与变频控制器相连，恒速控制电阻的滑动端与变频控制器相连。

2.根据权利要求1所述的大型自卸车电制动控制装置，其特征在于，所述第一制动电阻组由3个相同电阻串联组成、第二制动电阻组由3个相同电阻串联组成、第三制动电阻由6个相同电阻并联组成。

3.根据权利要求1所述的大型自卸车电制动控制装置，其特征在于，变流器两输入端与第二电容器组并联，接地电流传感器检测流过第二接地电阻电流的大小。

4.根据权利要求1所述的大型自卸车电制动控制装置，其特征在于，第二调压电阻为可调电阻，制动踏板电阻和恒速控制电阻为可调电阻。