专利名称：一种电动轮汽车电控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动轮汽车控制设备，特别是关于一种电动轮汽车电控装置。
背景技术：
目前屆内矿山和大型水利工程使用的载重百吨以上的电动轮汽车几乎全是从 国外购买的，其电控装置随着使用年限的增加，部件逐渐老化，造成汽车故障率 高。若更换部件需从国外购买，价格高，采购周期长，直接制约着汽车的作业率
及运行成本，而国内开发的154吨电动轮汽车的电控装置又不适用于170吨电动 轮汽车。因此亟需开发一种低成本的适合国内使用的电动轮汽车电控装置。 发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种成本低、操作简单的电动轮汽 车电控装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案 一种电动轮汽车电控装置， 其特征在于包括 一主回路， 一发电机励磁回路， 一弱磁控制电路， 一打滑抑制 保护电路以及一微机控制装置；所述主回路，包括两组连接电动轮汽车发电机的 三相整流桥，各所述三相整流桥与所述电动轮汽车的二制动回路串联连接，并电 连接所述微机控制装置；所述发电机励磁回路，包括通过自动开关并联连接的单 相半控整流桥、阻容吸收模块及单相半控整流桥触发板；所述发电机励磁回路通 过所述单相半控整流桥触发板电连接所述微机控制装置；所述弱磁控制电路，包 括三个用于汽车弱磁控制的弱磁晶闸管及一弱磁分流器，各所述弱磁晶闸管分别 连接二所述三相整流桥其中一个的输入端，并通过一弱磁触发板电连接所述微机 控制装置，所述弱磁分流器与所述主回路中的主分流器和二所述牵引电机的励磁 绕组的接点电连接；所述打滑抑制保护电路，包括二打滑抑制晶闸管，二所述打 滑抑制晶闸管串接所述主回路，并通过打滑抑制触发板连接所述微机控制装置； 所述微机控制装置通过微机信号变送器电连接所述主回路，所述微机控制装置对 采集到的各电路的电压、电流信号进行运算，并发出控制指令。
所述主回路中的每一制动回路包括一串联支路及并联在所述串联支路两端的 二极管，所述串联支路包括串联连接的过流继电器、电流传感器、牵引电机、制 动电阻。
4所述发电机励磁回路的单相半控整流桥的正极端串联有一电阻，该电阻并联 一接触器；所述单相半控整流桥两端并联连接电动轮汽车的蓄电池，所述蓄电池 的一端与所述单相半控整流桥的负极端之间连接有一电阻、 一接触器和一防逆流 二极管。
所述制动回路中的制动电阻分别为一滑动变阻器和一定值电阻；所述主回路 还包括一主分流器和一所述两牵引电机的励磁绕组，依序电连接在一所述制动回 路中的定值电阻和一所述三相整流桥的正极端之间，所述主分流器和所述励磁绕 组之间、所述励磁绕组和所述三相整流桥之间设置有用于控制通断的接触器。
所述打滑抑制保护回路中的二打滑抑制晶闸管的接点连接所述制动回路中的 滑动变阻器的滑臂触头。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、由于本实用新型采 用了最新研制的微机控制装置，提供的电动轮汽车故障保护非常全面，提高了用 车的安全性。2、本实用新型首次采用彩色液晶触摸显示屏，显示电动轮汽车运行 参数、累积量和故障信息，显示屏上全部采用中文显示，使驾驶员对于显示屏的 设备情况一目了然，还可以通过触摸屏幕实现基本的文件操作。3、本实用新型电 器布局合理，电器安装和布线满足电动轮汽车电气系统电磁兼容的要求。4、本实 用新型的司机室操纵台的设计符合国内司机的操作习惯。
图1是本实用新型的电路示意图
图2是本实用新型弱磁晶闸管、单相半控整流桥及阻容吸收模块的连接细图 图3是本实用新型打滑抑制触发板与打滑抑制晶闸管的连接图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型包括一微机控制装置1，其下部设置有一用于散热的 风扇2，微机控制装置1与多个电空接触器KM1 KM7和多个电磁接触器KM8、 KM9相连，并且控制它们的闭合或断开，同时还采集它们的状态信号，用于检测 接触器工作是否正常。微机控制装置1采集司机操纵司机室内方向开关、油门踏 板和制动踏板的信号，并将采集的信号进行逻辑运算后给各电空接触器KM1 KM7和电磁接触器KM8、 KM9输出控制信号，控制各接触器的闭合或断开，从 而完成司机的操作意图，实现电动轮汽车前进牵引、后退牵引、前进制动和后退 制动等各种工况。本实施例中，设置有七个电空接触器KM1 KM7和两个电磁接 触器KM8、 KM9。如图1所示，本实用新型包括一主回路，在主回路中设置有两组三相整流桥3、
4，三相整流桥3、 4的输入端分别连接电动轮汽车上的发电机5，其中三相整流桥 3负极端依序连接过流继电器6、电流传感器7、电动轮汽车上的牵引电机M1、 制动电阻R1、三相整流桥4、过流继电器8、电流传感器9、电动轮汽车上的牵引 电机M2、制动电阻R2、主分流器10和牵引电机M1、 M2的励磁绕组，牵引电 机M1、 M2的励磁绕组连接三相整流桥3的一正极端，构成本实用新型的主回路。 主回路还包括分别与制动电阻R1、 R2并联的电空接触器KM1、 KM2，用于控制 制动电阻R1、 R2的使用。当电动轮汽车牵引时，电空接触器KM1、 KM2闭合。 三相整流桥3、 4将发电机5发出的三相交流电整流为直流电。过流继电器6、 8 用于保护主回路的安全运行，当主回路的电流超过限值时，过流继电器6、 8会自 动断开。本实施例中，制动电阻R1为一滑动变阻器，制动电阻R2为一定值电阻。
其中，过流继电器6、电流传感器7、牵引电机M1、制动电阻R1和二极管 Dl构成电动轮汽车的第一制动回路，过流继电器8、电流传感器9、牵引电机M2、 制动电阻R2和二极管D2构成电动轮汽车上的第二制动回路。二制动回路中，制 动电阻R1、 R2分别电连接二极管D1、 D2的正极。电空接触器KM3连接在二极 管D1的负极和二极管D2的正极之间，微机控制装置1通过检测制动回路和主回 路的电流来控制电空接触器KM3的断开和闭合，当制动回路电流等于主回路电流 时电空接触器KM3闭合，否则断开电空接触器KM3，电空接触器KM3的闭合增 加了对电动轮汽车的制动力，以增强制动效果。
如图1所示，本实用新型还包括一弱磁控制电路，其包括三个用于汽车弱磁 控制的弱磁晶闸管11及一弱磁分流器12，如图2所示，三弱磁晶闸管11分别连 接三相整流桥3的输入端，各弱磁晶闸管11的另一端则连接弱磁分流器12，弱磁 分流器12再与主回路中的主分流器10和二牵引电机M1、 M2的励磁绕组的接点 电连接。弱磁控制电路工作时，三个弱磁晶闸管ll不会同时导通，而是只有其中 一个导通，弱磁分流器12测量导通的弱磁晶闸管11中通过的电流，并将测量数 据输送给微机控制装置1。弱磁晶闸管11又通过一弱磁触发板13连接微机控制装 置1，以由微机控制装置1控制弱磁晶闸管11的通断。其中，电空接触器KM4 和KM6主触点的一端均与弱磁分流器12相连，电空接触器KM5和KM7主触点 的一端均与三相整流桥3的正极端相连接，电空接触器KM5和KM6主触点的另 一端与牵引电机M1、 M2的励磁绕组一端连接，电空接触器KM4和KM7的另一 端与牵引电机M1、M2的励磁绕组的另一端连接。电空接触器KM4、KM5和KM6、 KM7的成对接通和断开，使流经牵引电机M1、 M2的励磁绕组的电流方向发生改变，从而实现电动轮汽车的换向。当电动轮汽车处于向前牵引状态时，电空接触
器KM4、 KM5闭合。
如图l、图3所示，本实用新型还包括一打滑抑制保护电路，其包括两打滑抑 制晶闸管141、 142依序串接在三相整流桥3的正极端和牵引电机M2与制动电阻 R2的接点之间，打滑抑制晶间管141、 142之间的接点连接制动电阻R1的滑臂触 头，该滑臂触头位于制动电阻R1的四分之一处。同时，二打滑抑制晶闸管141、 142都与打滑抑制触发板15相连，打滑抑制触发板15连接微机控制装置1，实现 微机控制装置1对打滑抑制晶闸管141、 142的控制。当微机控制装置l检测到牵 引电机M1对应的电动轮汽车车轮打滑时，打滑抑制保护电路开始工作，微机控 制装置1通过打滑抑制触发板15将打幵打滑抑制晶闸管141，此时，三相整流桥 4、过流继电器8、电流传感器9、电动轮汽车上的牵引电机M2、电空接触器KM2、 主分流器10、电空接触器KM4、牵引电机M1、M2的励磁绕组、电空接触器KM5、 打滑抑制晶闸管141、四分之一的制动电阻R1和三相整流桥4构成一打滑抑制回 路。该打滑抑制回路对流入牵引电机Ml的电流进行了分流，从而限制了牵引电 机M1两端电压的增加，进而抑制了牵引电机M1对应的电动轮汽车车轮打滑。同 理，抑制牵引电机M2对应的电动轮汽车车轮打滑的方法与上述方法相同。
如图1所示，本实用新型的微机控制装置1连接一微机信号变送器(图中未 示)，其包括多个电压信号变送器和电流信号变送器。各电压信号变送器通过端子 排(图中未示)上的引出线分别与三相整流桥3、 4，电动轮汽车上的牵引电机 Ml、 M2，及制动电阻Rl、 R2的两端相连，用于测量三相整流桥3、 4，电动轮 汽车上的牵引电机M1、 M2和制动电阻R1、 R2两端的电压，然后电压信号变送 器将测得的电压转化为0 10V的低压信号输送给微机控制装置1，通过微机控制 装置1的计算，得到三相整流桥3、 4，电动轮汽车上的牵引电机M1、 M2，及制 动电阻Rl、 R2两端的实际电压。电流信号变送器通过端子排上的引出线与主分 流器10和弱磁分流器12相连，主分流器10和弱磁分流器12先将测得的电流变 换成0 75mV的电压信号输出给电流信号变送器，电流信号变送器再将0 75mV 的电压信号转换为0 10V的电压信号输送给微机控制装置1，通过微机控制装置 1的运算，得到主回路和流经弱磁晶闸管11的实际电流。
如图1所示，本实用新型的发电机励磁回路中包括一单相半控整流桥16，在 单相半控整流桥16两端并联有触发板17和阻容吸收模块18，单相半控整流桥16 通过单相半控整流桥触发板17与微机控制装置1相连，阻容吸收模块18用于电 路滤波。 一电阻R9串联在单相半控整流桥16的正极端，电阻R9的一端并联连接电空接触器KM8的主触点，当电空接触器KM8断开时加快励磁回路中的退磁。 单相半控整流桥16两端并联连接电动轮汽车的蓄电池19，蓄电池19的一端与单 相半控整流桥16的负极端之间串接有一电阻R15、电空接触器KM9的主触点和 一防逆流二极管D3，电阻R15用于限制发电机励磁回路中的电流，防逆流二极管 D3用于防止对蓄电池充电。电空接触器KM8的线圈上还可以串联一中间继电器
(图中未示)，当电动轮汽车发生故障时，该中间继电器断开，发电机励磁回路无 法接通，司机必须按下操纵台上的复位按钮将该中间继电器闭合，电空接触器KM8 才能闭合并接通发电机励磁回路。 一自动开关20，串连接在发电机励磁回路中， 当电路过流时，自动开关20自动断幵，以保护发电机励磁回路中各器件。
本实用新型还包括 一稳压电源(图中未示)，其输入端连接电动轮汽车的蓄 电池(图中未示)，输出端通过接线端子排连接微机控制装置1、单相半控整流桥 触发板17、弱磁触发板13、打滑抑制触发板15和电动轮汽车上的显示屏，并为 以上部件提供稳定的24V直流电。电动轮汽车上的蓄电池19连接有多个脱扣开关
(图中未示)，分别用于通断本实用新型中的各电路，当电路存在过流现象时，脱 扣开关自动断开相应电路，从而保护相应电路与其中的器件。电动轮汽车上的蓄 电池19还与各电空接触器和电磁接触器电连接。
本实用新型主回路的工作原理是司机操纵司机室内的方向开关、油门踏板 和制动踏板，微机控制装置1采集方向开关、油门踏板和制动踏板的信号，并进 行逻辑运算，从而判断出电动轮汽车的工况，然后根据电动轮汽车工况向电空接 触器KM1 KM7和电磁接触器KM8、 KM9发出闭合或断开的控制信号。各电空 接触器和电磁接触器完成微机控制装置1发出的相应指令后，微机控制装置1将 采集到的微机信号变送器输送的电压、电流信号进行运算，计算出实际电压、电 流值，微机控制装置l根据实际电压、电流值进行PI运算，计算出单相半控整流 桥16晶闸管需要打开的角度，然后通过一单相半控整流桥触发板17，间接控制电 动轮汽车的发电机的励磁绕组电流的大小，从而实现对电动轮汽车的牵引或制动 控制。
上述实施例中，微机控制装置1还对电动轮汽车进行故障检测，当电动轮汽 车有过压、过流、接地或者电动机过热等故障时，微机控制装置1将记录故障发 生的时间和此刻的汽车参数，同时将故障名称发送至司机室操纵台上的显示屏进 行显示，并对故障给出相应的处理措施。
上述实施例中，微机控制装置1还将各电空接触器和电磁接触器的状态信息、 汽车工况、三相整流桥3、 4的输出电压和电流、牵引电机M1、 M2的电压和电流及累积量信息发送至显示屏进行显示，便于司机及时掌握汽车运行状况。显示屏 为彩色液晶触摸显示屏，司机可以通过触摸屏幕进行翻页查看汽车的故障记录， 删除故障记录等操作。
上述各实施例中，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的， 在本实用新型技术方案的基础上，对个别部件进行的改进和等同变换，不应排除 在本实用新型的保护范围之外。
权利要求1、一种电动轮汽车电控装置，其特征在于包括一主回路，一发电机励磁回路，一弱磁控制电路，一打滑抑制保护电路以及一微机控制装置；所述主回路，包括两组连接电动轮汽车发电机的三相整流桥，各所述三相整流桥与所述电动轮汽车的二制动回路串联连接，并电连接所述微机控制装置；所述发电机励磁回路，包括通过自动开关并联连接的单相半控整流桥、阻容吸收模块及单相半控整流桥触发板；所述发电机励磁回路通过所述单相半控整流桥触发板电连接所述微机控制装置；所述弱磁控制电路，包括三个用于汽车弱磁控制的弱磁晶闸管及一弱磁分流器，各所述弱磁晶闸管分别连接二所述三相整流桥其中一个的输入端，并通过一弱磁触发板电连接所述微机控制装置，所述弱磁分流器与所述主回路中的主分流器和二所述牵引电机的励磁绕组的接点电连接；所述打滑抑制保护电路，包括二打滑抑制晶闸管，二所述打滑抑制晶闸管串接所述主回路，并通过打滑抑制触发板连接所述微机控制装置；所述微机控制装置通过微机信号变送器电连接所述主回路，所述微机控制装置对采集到的各电路的电压、电流信号进行运算，并发出控制指令。
2、 如权利要求l所述的一种电动轮汽车电控装置，其特征在于所述主回路 中的每一制动回路包括一串联支路及并联在所述串联支路两端的二极管，所述串 联支路包括串联连接的过流继电器、电流传感器、牵引电机、制动电阻。
3、 如权利要求l所述的一种电动轮汽车电控装置，其特征在于所述发电机 励磁回路的单相半控整流桥的正极端串联有一电阻，该电阻并联一接触器；所述 单相半控整流桥两端并联连接电动轮汽车的蓄电池，所述蓄电池的一端与所述单 相半控整流桥的负极端之间连接有一电阻、 一接触器和一防逆流二极管。
4、 如权利要求1或2所述的一种电动轮汽车电控装置，其特征在于所述制 动回路中的制动电阻分别为一滑动变阻器和一定值电阻；所述主回路还包括一主分流器和一所述两牵引电机的励磁绕组，依序电连接 在一所述制动回路中的定值电阻和一所述三相整流桥的正极端之间，所述主分流 器和所述励磁绕组之间、所述励磁绕组和所述三相整流桥之间设置有用于控制通 断的接触器。
5、如权利要求1所述的一种电动轮汽车电控装置，其特征在于所述打滑 抑制保护回路中的二打滑抑制晶闸管的接点连接所述制动回路中的滑动变阻器的滑臂触头。
6、如权利要求4所述的一种电动轮汽车电控装置，其特征在于所述打滑抑 制保护电路中的二打滑抑制晶闸管的接点连接所述制动回路中的滑动变阻器的滑 臂触头。
专利摘要本实用新型涉及一种电动轮汽车电控装置，其包括一主回路，一发电机励磁回路，一弱磁控制电路，一打滑抑制保护电路以及一微机控制装置；主回路包括两组连接电动轮汽车的发电机的三相整流桥，各三相整流桥与电动轮汽车的二牵引电机的制动回路串联连接，并电连接微机控制装置；发电机励磁回路包括通过自动开关并联连接的单相半控整流桥、阻容吸收模块及单相半控整流桥触发板；弱磁控制电路包括三个用于汽车弱磁控制的弱磁晶闸管及一弱磁分流器；打滑抑制保护电路包括二连接主回路的打滑抑制晶闸管，并通过打滑抑制触发板连接微机控制装置；微机控制装置通过微机信号变送器电连接主回路。本实用新型提高了用车的安全性，并具有操作、维护简便的优点。
文档编号B60L15/00GK201309426SQ20082012377
公开日2009年9月16日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者张利芳, 王文胜, 谢秀刚, 黄国超 申请人:北京东风机车电器厂