一種用于電動輪卡車的緩行制動電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型主要涉及電動輪卡車緩行制動系統，特別涉及一種用于礦用電動輪卡車的緩行制動電路。
【背景技術】
[0002]礦用電動輪卡車是目前大型露天煤礦主要的運輸工具，其驅動原理是:在牽引狀態時，發動機通過機械連接帶動與之耦合的主發電機轉動，主發電機輸出三相交流電，再經過整流濾波裝置將其轉化為直流電，然后通過IGBT變頻裝置輸出電壓和頻率可變的三相交流電，驅動兩個電動輪的三相交流電動機轉動，從而將電能轉化成機械能而驅動車輛行進。
[0003]在緩行制動狀態時，電控系統控制電動輪的電動機定子勵磁，將電動輪電動機轉換至發電狀態將機械能轉化成電能，再經過兼有整流作用的變頻器轉化為直流電，此時接在直流母線正負極之間的直流接觸器閉合，使直流電經過制動電阻轉化成熱能散失掉，從而使輪子減速制動。
[0004]現有技術的缺點是:當電動輪卡車緩行制動時，需要使直流接觸器吸合，而制動結束時需要將直流接觸器斷開，因此直流接觸器需要帶負載頻繁吸合以及斷開，在觸點之間極易產生電弧且不易熄滅，一方面對滅弧裝置有著很高的要求，另一方面，也容易導致直流接觸器的觸點燒蝕粘死;而且，接觸器頻繁接觸會導致觸點性能下降，接觸不良，繼而會加劇觸點的燒蝕。因此，電動輪卡車中的直流接觸器的使用壽命比較短且可靠性差，導致車輛在緩行制動時故障率較高，影響正常作業且造成事故隱患。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是:采用一種新型的卡車電動輪緩行制動電路，以克服現有技術中直流接觸器成本高、壽命短、可靠性差等問題。
[0006]為此，本實用新型提供了一種用于電動輪卡車的緩行制動電路，包括整流濾波裝置、變頻裝置、直流母線以及制動電阻，所述整流濾波裝置用于將電動輪卡車主發電機產生的交流電轉換為直流電，所述變頻裝置通過所述直流母線連接至所述整流濾波裝置，用于將所述直流電轉換為電壓和頻率均可調的交流電以用來驅動電動輪卡車的電動輪電動機，所述制動電阻連接在所述直流母線的正負極之間，其中，所述緩行制動電路還包括IGBT模塊，所述IGBT模塊的漏極和源極與所述制動電阻串聯連接在所述直流母線的正負極之間，所述IGBT模塊的門極與電動輪卡車的電控系統連接，用以接收控制所述IGBT模塊導通或截止的控制信號。
[0007]優選地，所述IGBT模塊包括一個IGBT晶體管。
[0008]更優選地，所述IGBT模塊還包括驅動電路和/或保護電路。
[0009]優選地，所述緩行制動電路還包括轉換電路，所述轉換電路連接在所述IGBT模塊的門極和電控系統之間，用于將電控系統的輸出信號轉換為所述控制信號。
[0010]優選地，所述控制信號為PffM信號。
[0011]在本實用新型中，利用IGBT模塊來代替電動輪卡車緩行制動電路中的直流接觸器，使得緩行制動電路的故障率顯著降低、壽命明顯延長，從而有效降低了設備的維護成本，提高了工作效率。
【附圖說明】
[0012]圖1為目前電動輪卡車典型的電路系統的示意圖。
[0013]圖2為根據本實用新型優選實施例的、用于礦用電動輪卡車的緩行制動系統的電路不意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細的說明。應該理解，下面所描述的實施例僅僅是示例性的，并不應被理解為是對本實用新型的限制。
[0015]首先，圖1示出的是目前礦用電動輪卡車典型的電路系統100的示意圖。牽引狀態下，車輛的主發電機(未示出)產生的三相交流電經L1、L2和L3輸入到整流濾波裝置110，經過整流濾波后轉換為直流電，然后通過直流母線傳遞給變頻裝置120，再通過變頻裝置120轉換為電壓和頻率均可變的三相交流電，用以驅動電動輪的三相交流電動機130(圖中僅示出一個)轉動，進而驅動車輛行進。
[0016]在制動時，車輛的電控系統140根據駕駛員踩踏制動踏板或者控制其它制動機構操作所形成的控制信號，控制電動輪的電動機130的定子勵磁，從而將電動輪電動機130轉換至發電狀態。此時，由于車輛正在行進中，電動輪克服電磁阻力做功，因此達到了制動的效果。由此產生的交流電再經過兼有整流作用的變頻裝置120轉化為直流電，此時接在直流母線正負極之間的直流接觸器RP 150閉合，使直流電經過制動電阻160轉化成熱能消耗掉。
[0017]然而，如前所述，接觸器RP150的觸點容易因頻繁吸合斷開過程中產生的電弧燒蝕粘死，導致車輛無法正常制動。在本實用新型中，利用IGBT，即絕緣柵雙極晶體管，來代替直流接觸器，在車輛的電控系統140的控制下根據需要為制動電阻160通電以及將制動電阻160從電路中斷開。
[0018]圖2示出了根據本實用新型優選實施例的、用于礦用電動輪卡車的緩行制動系統200的示意性的電路圖。
[0019]在系統200中，直流接觸器被替換為IGBT模塊250，由其來實現開關功能。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，即，絕緣柵雙極型晶體管，每秒通斷可達數百次，壽命遠遠長于直流接觸器，而且可靠性強。在本實用新型中，IGBT模塊并不局限于單個的IGBT晶體管，而可以是IGBT晶體管和必要的輔助電路(例如，驅動電路、保護電路)的組合，由此在根據電動輪卡車的電控系統240提供的控制信號實現開關功能時，避免過流、過壓、短路等情形的不利影響以及提高IGBT模塊的響應速度等。如圖2所示，IGBT模塊250的門極與車輛的電控系統240連接用以接收電控系統240的控制信號，漏極和源極則與制動電阻260串聯，連接在直流母線的正負極之間。本領域技術人員應該理解，在IGBT模塊250的門極和電控系統之間還可以包括轉換電路(未示出)，以便根據需要實現控制信號形式的轉換，例如，如果電控系統240輸出的是光信號，則在連接IGBT模塊250的門極之前需要通過轉換電路將光信號轉換為適當的電控信號。
[0020]當卡車需要緩行制動時，駕駛員踩踏制動踏板的動作使得電控系統240通過控制電動輪電動機230中定子線圈的勵磁而將其轉換至發電狀態，其產生的電能經過變頻裝置220轉化為直流電后施加在直流母線的上，導致直流母線上的電壓升高。相應地，電控系統240輸出高電平的PffM信號使IGBT模塊250導通，使得制動時產生的電能通過制動電阻260轉換為熱能。而當制動結束時，電動輪停止發電，直流母線上的電壓降低，相應地，電控系統240利用低電平的PffM信號使IGBT模塊250截止。
[0021]在優選實施例中，可以使電控系統240在母線電壓超過特定的值時才輸出PWM波形，從而避免直流母線上電壓的波動導致IGBT模塊250過于頻繁的通斷，具體的電壓值隨具體應用環境和需求的不同而不同，典型的范圍例如，180V至300V。
[0022]雖然圖2是僅以一個電動輪為例進行說明，但應該理解，礦用電動輪卡車的所有電動輪均被配置為與同樣的電路連接。而且，根據需要，這些電路之間可以共用部分部件。例如，根據具體應用的不同，兩個電動輪可以共用整流濾波裝置、變頻裝置和/或制動電阻以及IGBT。
【主權項】
1.一種用于電動輪卡車的緩行制動電路，包括整流濾波裝置、變頻裝置、直流母線以及制動電阻，所述整流濾波裝置用于將電動輪卡車主發電機產生的交流電轉換為直流電，所述變頻裝置通過所述直流母線連接至所述整流濾波裝置，用于將所述直流電轉換為電壓和頻率均可調的交流電以用來驅動電動輪卡車的電動輪電動機，所述制動電阻連接在所述直流母線的正負極之間，其特征在于，所述緩行制動電路還包括IGBT模塊，所述IGBT模塊的漏極和源極與所述制動電阻串聯連接在所述直流母線的正負極之間，所述IGBT模塊的門極與電動輪卡車的電控系統連接，用以接收控制所述IGBT模塊導通或截止的控制信號。2.根據權利要求1所述的緩行制動電路，其特征在于，所述IGBT模塊包括一個IGBT晶體管。3.根據權利要求2所述的緩行制動電路，其特征在于，所述IGBT模塊還包括驅動電路和/或保護電路。4.根據權利要求1至3中任意一項所述的緩行制動電路，其特征在于，所述緩行制動電路還包括轉換電路，所述轉換電路連接在所述IGBT模塊的門極和電控系統之間，用于將電控系統的輸出信號轉換為所述控制信號。5.根據權利要求4所述的緩行制動電路，其特征在于，所述控制信號為PffM信號。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于電動輪卡車的緩行制動電路，該緩行制動電路包括整流濾波裝置、變頻裝置、直流母線和制動電阻，整流濾波裝置用于將卡車主發電機產生的交流電轉換為直流電，變頻裝置通過直流母線連接至整流濾波裝置，用于將直流電轉換為電壓和頻率均可調的交流電以用來驅動卡車的電動輪電動機，制動電阻連接在直流母線的正負極之間，其中，該緩行制動電路還包括IGBT模塊，IGBT模塊的漏極和源極與制動電阻串聯連接在直流母線的正負極之間，IGBT模塊的門極與卡車電控系統連接，用以接收控制IGBT模塊導通或截止的控制信號。利用IGBT模塊代替直流接觸器，使緩行制動電路的故障率顯著降低、壽命明顯延長，從而有效降低了設備的維護成本，提高了工作效率。
【IPC分類】B60L7/22, H02P3/22
【公開號】CN205356202
【申請號】CN201521108694
【發明人】張華明, 張鐵毅, 宋子光
【申請人】中國神華能源股份有限公司, 神華北電勝利能源有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月28日