洛陽(yáng)合能電氣有限公司
LUOYANG HENENG ELECTRIC CO.,LTD
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所屬分類(lèi):分布式電驅(qū)動(dòng)礦用車(chē)
電動(dòng)壓路機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)采用交-直-交傳動(dòng)方式,以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī),由主發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。牽引變流柜將主發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓和頻率固定的三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電,并由牽引逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為電壓和頻率可控的交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)輪轂牽引電機(jī),輪轂牽引電機(jī)帶動(dòng)車(chē)輪實(shí)現(xiàn)推進(jìn)功能。
發(fā)布日期:2022-06-28 17:13:41
電動(dòng)壓路機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)采用交-直-交傳動(dòng)方式,以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī),由主發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。牽引變流柜將主發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓和頻率固定的三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電,并由牽引逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為電壓和頻率可控的交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)輪轂牽引電機(jī),輪轂牽引電機(jī)帶動(dòng)車(chē)輪實(shí)現(xiàn)推進(jìn)功能。當(dāng)牽引變流柜工作在制動(dòng)狀態(tài)時(shí),制動(dòng)能量可通過(guò)牽引逆變器的制動(dòng)控制,將其回饋到直流母線(xiàn)上給電池充電,如果不配置電池則通過(guò)斬波控制將制動(dòng)能量消耗在制動(dòng)電阻柵上,實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦制動(dòng)方式。采用PLC邏輯控制,可實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)牽引、制動(dòng)的無(wú)調(diào)速和定速巡航功能。
輪胎壓路機(jī)的電傳動(dòng)系統(tǒng)由電力推進(jìn)系統(tǒng)、24V電氣系統(tǒng)(硬件)、以及電控系統(tǒng)(軟件)組成。電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要功能是能量傳遞,將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能驅(qū)動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī),輪轂牽引電機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)車(chē)輪實(shí)現(xiàn)行走。電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括永磁同步發(fā)電機(jī)、牽引變流柜、外轉(zhuǎn)子輪轂牽引電機(jī)、制動(dòng)電阻柵等,系統(tǒng)的額定電壓采用480VAC,原理圖如圖1所示
圖1 電力推進(jìn)系統(tǒng)原理圖
主發(fā)電機(jī)為永磁同步發(fā)電機(jī),其技術(shù)參數(shù)可根據(jù)用戶(hù)要求定制:
額定功率: 100- 300kW
額定轉(zhuǎn)速: 2200r/min
額定電壓: 480VAC
額定頻率: 300Hz
數(shù): 12
冷卻方式: 水冷(≤145℃)
緣等: F
防護(hù)等: IP54
工作制式: S1
發(fā)電機(jī)控制器采用三相IGBT電路,將主發(fā)電機(jī)輸出的三相交流電轉(zhuǎn)化為電壓電流可調(diào)的直流電,輸送到斬波器和牽引逆變器。
牽引逆變器為電傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)核心所在,包括ICU(逆變控制單元)、FC(濾波電容器)、傳感器、逆變器功率模塊。牽引逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為電壓和頻率可控的三相交流電,按控制所期望的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)輸出的電壓和電流波形,完成主電路和牽引電機(jī)之間的能量傳輸,實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)推進(jìn)和電制動(dòng)的連續(xù)控制。壓路機(jī)在電制動(dòng)時(shí),牽引逆變器通過(guò)控制,使?fàn)恳姍C(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式,將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能并回饋到直流母線(xiàn)上。
斬波器由IGBT和功率二管橋式電路組成,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定母線(xiàn)電壓,消耗制動(dòng)能量的控制功能。系統(tǒng)對(duì)直流母線(xiàn)電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè),如果母線(xiàn)電壓高于660VDC的設(shè)定值,斬波器投入工作,將制動(dòng)能量輸送到電阻柵,并由電阻柵把制動(dòng)能量消耗盡。
吸收電容用以消除由于母排的雜散電感引起的尖峰電壓,保證直流電壓的品質(zhì)。保護(hù)電路主要有直流母線(xiàn)正負(fù)對(duì)地漏電檢測(cè)保護(hù)電路、緊急放電電路、直流母線(xiàn)帶電指示電路。
圖2 牽引變流裝置三維圖
牽引變流裝置技術(shù)參數(shù)如下:
輸入電壓: 480VAC
額定功率: 100-300kW
斬波電壓: 660VDC
斬波功率: 100-300kW
輸出電壓: 0~480VAC
工作頻率: 1~300Hz
冷卻方式: 水冷(≤80℃)
防護(hù)等: IP65
圖3 電驅(qū)系統(tǒng)電阻柵尺寸及溫升曲線(xiàn)
電阻柵技術(shù)參數(shù)如下:
斬波電壓: 660VDC
額定功率: 20-200kW(詳見(jiàn)制動(dòng)功率計(jì)算)
阻值(20℃): 8.7Ω±5%
緣電阻: ≤10MΩ
工頻耐壓: 2500VAC 1min不擊穿
電阻溫度: 不允許超過(guò)500℃
額定功率: 10-28kW
額定電壓: 480VAC
額定轉(zhuǎn)速: 200r/min
峰值轉(zhuǎn)速: 900r/min
過(guò)載能力: 2.5倍
冷卻方式: 水冷(≤145℃)
防護(hù)等: IP54
工作制式: S1
主要點(diǎn)如下:
16bit,40MHZ處理器;
2路CAN接口,1路RS232接口;
集成功率輸出供電管理,對(duì)輸出功能起到保護(hù)作用;
帶主板溫度檢測(cè),可對(duì)PLC的運(yùn)行提供參數(shù)及保護(hù);
帶主板電壓檢測(cè),可實(shí)時(shí)掌握PLC的電源運(yùn)行情況;
集成鑰匙開(kāi)關(guān)和保持開(kāi)關(guān),可對(duì)PLC的上電、斷電進(jìn)行軟件控制;
帶輸出故障檢測(cè),可在任意時(shí)刻監(jiān)測(cè)PLC的輸出管腳是否正常;
可讀取用戶(hù)編碼,對(duì)用戶(hù)的程序及參數(shù)提供保護(hù);
具有上電冷態(tài)檢測(cè)功能,可檢測(cè)PLC每個(gè)輸出管腳是否開(kāi)路或短路(大于8A,帶FB功能管腳除外);
高防護(hù)等IP67;連接器鍍金接觸、密封良好;
個(gè)8針AMP接插件和三個(gè)23針AMP接插件。
圖4 電控系統(tǒng)原理圖
圖5 PLC
操縱桿集成調(diào)速信號(hào)和換檔信號(hào),減少操作復(fù)雜性,節(jié)省安裝空間;
操縱桿金屬結(jié)構(gòu)安可靠,系統(tǒng)按IP65 等設(shè)計(jì),防塵防水方面表現(xiàn)突出;
操縱桿配備模塊化電路輸出,性?xún)r(jià)比高;
操縱桿人性化設(shè)計(jì),手柄握持感強(qiáng),操作方便;
操縱桿帶中心零位鎖定,防止誤操作;
操縱桿采用摩擦定位,手動(dòng)復(fù)位,便于實(shí)現(xiàn)定速巡航控制。
圖6 集調(diào)速和換檔功能為體的操縱桿
圖7 HMI
操作系統(tǒng): WINCE組態(tài)軟件
顯示尺寸: 7 寸真彩TFT(152.0W×91.0Hcm)
分辨率: 800×480
通訊口: COM1:RS232/RS422/RS485/CAN,COM2:RS232C/RS485
工作溫度: -10~60℃
工作濕度: 10~90%RH(無(wú)冷凝)
防震度: 10 ~25 Hz(X、Y、Z 方向2G/30min)
防護(hù)等: IP65(面板)
主控制程序的功能為,裝載控制軟件程序,實(shí)時(shí)檢測(cè)輸入口的指令信號(hào),在滿(mǎn)足功能條件后,啟動(dòng)相應(yīng)功能模塊的控制程序,通過(guò)邏輯運(yùn)算輸出信號(hào)控制執(zhí)行元件工作,實(shí)現(xiàn)推進(jìn)、電制動(dòng)、狀態(tài)顯示等功能。PLC的數(shù)據(jù)顯示功能模塊接收牽引變流柜和發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,并傳輸?shù)斤@示器進(jìn)行顯示,故障信息可進(jìn)行聲光報(bào)警,以提示駕駛?cè)藛T。
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