本实用新型涉及铰接式卡车控制设备领域，尤其涉及一种双动力四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置。
背景技术：
交流电传动铰接式卡车前后车体由铰接器联结，转弯时前后两部分车架形成折叠角，转弯半径减小，转向灵活，使得车辆在狭窄的通道内可以通行，通过能力强。特殊的悬挂装置和转向架使得车辆能在气候恶劣的、极差的地形下正常行驶。
目前，铰接式卡车的每个轴上都配有机械差速锁，该机械差速锁结构复杂，体积大，重量大，不利于对卡车的转弯打滑等的差速控制，当卡车在地形和气候恶劣的条件下使用时，存在较大的安全隐患。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种双动力四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种双动力四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置，包括：架线电网、交流发电机、第一整流器、第二整流器、逆变回路和微控制器，所述第一整流器与所述第二整流器并联；
所述架线电网与所述第一整流器串联，所述交流发电机与所述第二整流器串联，所述第一整流器和所述第二整流器均与所述逆变回路连接；所述逆变回路与所述微控制器连接；
所述逆变回路包括逆变器、轮边电机、逆变脉冲输出板和逆变控制板，所述逆变器与所述轮边电机连接，所述逆变器通过所述逆变脉冲输出板与所述逆变控制板连接，所述逆变控制板与所述微控制器连接。
优选地，所述逆变回路包括四个，且四个所述逆变回路并联，所述轮边电机设置为四个，一个所述轮边电机设置在一个驱动轮上。
优选地，还包括一个差速控制器，所述差速控制器分别与四个所述轮边电机和所述微控制器连接。
优选地，还包括励磁回路，所述励磁回路包括励磁绕组和励磁控制板，所述励磁回路通过所述励磁绕组与交流发电机连接，所述励磁回路通过所述励磁控制板与所述微控制器连接。
优选地，还包括斩波回路，所述斩波回路包括串联连接的斩波器和制动电阻；所述斩波回路与所述逆变回路并联；所述斩波回路与所述微控制器连接。
优选地，所述制动电阻为定值电阻。
优选地，还包括与所述微控制器连接的电参数检测设备和报警保护设备。
优选地，所述电参数检测设备包括电流传感器、电压传感器、接地检测器、架空线缺相检测器和轮边电机过热检测器。
优选地，还包括显示器，所述显示器设置在铰接式卡车的驾驶室内，所述显示器与所述微控制器数据连接。
优选地，还包括蓄电池和三稳压电源，所述三稳压电源的输入端与所述蓄电池连接，所述三稳压电源的输出端与所述多轮驱动铰接式卡车交流电传动系统电控制装置中的电器件连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的一种双动力四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置，采用双动力模式，既可以保证在没有架线电网的地方，使用发电机供电，保证卡车正常的使用，而在有架线电网的地方，切换至电网供电，而电网供电的交流电传动系统具有功率大、过载能力强、牵引力大、运行成本低等优点。所以，采用本实施例提供的一种双动力四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置，可以充分利用电网和发动机供电的优点，发挥交流电传动系统的特长。
附图说明
图1是电控装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种双动力四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置，包括：架线电网、交流发电机、第一整流器、第二整流器、逆变回路和微控制器，所述第一整流器与所述第二整流器并联；
所述架线电网与所述第一整流器串联，所述交流发电机与所述第二整流器串联，所述第一整流器和所述第二整流器均与所述逆变回路连接；所述逆变回路与所述微控制器连接；
所述逆变回路包括逆变器、轮边电机、逆变脉冲输出板和逆变控制板，所述逆变器与所述轮边电机连接，所述逆变器通过所述逆变脉冲输出板与所述逆变控制板连接，所述逆变控制板与所述微控制器连接。
使用过程中，当铰接式卡车运行在有架线电网的地方时，驾驶员可以按下集电弓升弓开关，集电弓在电控及液压控制器的配合下举升至架空线，找到合适的接线位置后升弓完成。此时，架线电网开始为铰接式卡车的电控装置供电；而当铰接式卡车的运行区域没有架线电网时，通过微控制器控制，切换至交流发电机供电。
采用这种双动力模式，既可以保证在没有架线电网的地方，使用发电机供电，保证卡车正常的使用，而在有架线电网的地方，切换至电网供电，而电网供电的交流电传动系统具有功率大、过载能力强、牵引力大、运行成本低等优点。
所以，本实施例提供的一种双动力四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置，充分利用电网和发动机供电的优点，发挥交流电传动系统的特长。
上述结构的铰接式卡的电控装置，其工作过程为：
通过采集车辆的方向开关、油门踏板和制动踏板的开关量和角度等信号，并将采集的信号发送至微控制器，微控制器进行逻辑运算后根据制动踏板或油门踏板角度信号根据控制算法改变轮边电机的制动力或牵引力的大小，送给励磁控制器、斩波控制器、变流控制器，最终由变流脉冲输出板出指令控制轮边电机运行在牵引或者制动工况，实现铰接式卡车的前进牵引、后退牵引、前进制动和后退制动等各种工况的运行，并可以在铰接式卡车运行中根据驾驶员意图由电控装置完成卡车工况切换。
本实施例中，所述逆变回路包括四个，且四个所述逆变回路并联，所述轮边电机设置为四个，一个所述轮边电机设置在一个驱动轮上。
采用上述结构，可以保证对每个驱动轮的单独控制。
在上述结构中，逆变器根据转矩指令和卡车行驶要求，将直流电转化为频率可变的交流电，完成异步电机的牵引控制，并可以实现牵引与制动工况的快速平滑地切换。铰接式卡车在牵引运行时，轮边电机运行在电动机状态，四个逆变器将中间环节的直流电逆变成电压、电流和频率按照牵引电机特性要求的三相交流电驱动四个轮边电机工作，同时电控装置要保证四个轮边三相电压对称，三相电流接近正弦，并能减少谐波及电压不对称对轮边电机的影响。车辆运行在电制动工况时，四个轮边电机工作在发电机状态，将车辆的惯性能量转换为电能，输出至中间直流环节。四个逆变器驱动四个轮边电机的过程中，需要电控装置根据轮边电机的牵引和制动特性快速地输出指令达到对其的实时控制。
本实施例中，还可以包括一个差速控制器，所述差速控制器分别与四个所述轮边电机和所述微控制器连接。
采用上述结构，使得电控装置具备差速保护功能，其中，差速控制板实时检测四个轮边电机的转速，根据四个电机的转速差异情况，结合差速控制策略实时智能地调节牵引电机的力矩以达到消除差速、防止车轮打滑、快速转向等目的。
采用电制动方式产生制动力降低了车辆轮毂的磨耗，采用电子差速替代结构复杂的、体积大的机械差速锁，改变了铰接式卡车采用机械传动的局面，也拓展了铰接式卡车的使用空间。
本实施例中，还包括励磁回路，所述励磁回路包括励磁绕组和励磁控制板，所述励磁回路通过所述励磁绕组与交流发电机连接，所述励磁回路通过所述励磁控制板与所述微控制器连接。
励磁回路中还包括励磁开关、防止反向导通的二极管以及限流电阻。防逆流二极管用于防止对蓄电池充电。在发动机低速时，励磁控制器控制中间电压随发动机的转速线性变化，到一定转速后保持电压稳定，这样兼顾了牵引发电机和逆变器。发动机转速n和中间电压的函数关系为：U＝f(n)。励磁控制器根据给定与实测的中间直流电压值的差值，送入发电机励磁PI调节器，产生触发信号，通过调节可发电机励磁绕组的励磁电流大小，进而控制主发电机的输出电压，达到控制中间直流电压的目的。
本实施例中，还可以包括斩波回路，所述斩波回路包括串联连接的斩波器和制动电阻；所述斩波回路与所述逆变回路并联；所述斩波回路与所述微控制器连接。
在使用过程中，当直流电压超过上限设定电压时，斩波控制器控制斩波IGBT导通，使直流回路通过制动电阻释放能量以降低直流电压。当直流母线电压降低至电压下限时，由变流器给中间环节的电容充电。充电电压超过上限值时，斩波控制器再次控制制动电阻闭合，重复上面的充、放电过程，制动电阻处于断续运行的状态。
本实施例中，所述制动电阻为定值电阻。
本实施例中，还包括与所述微控制器连接的电参数检测设备和报警保护设备。
其中，所述电参数检测设备包括电流传感器、电压传感器、接地检测器、架空线缺相检测器和轮边电机过热检测器。
所述的接地检测器正负检测端分别连接至直流回路的正负极之间。通过检测直流正负极对地的绝缘电阻值来判定是否发生接地故障，也能根据检测到的信号变换规律判定发电机是否发生接地故障。接地检测器连接微控制器，实现微控制器对发电机和中间直流回路正负极发生接地故障的检测。当微控制器检测到接地故障时，发出报警指令以提示操作人员出现接地故障，同时根据接地故障情况必要时对变流器采取急停能措施以防止故障扩大。
架空线缺相检测器，用于动态检测三相架空线是否发生缺相，并实时指示三相电的状态，具有方便使用，准确检测，低功耗等优点。当三相架空线输入中任何一相电压缺相时，该缺相检测器输出缺相警告信号，通过对报警信号的处理，确保了架空线提供动力时的可靠和稳定性，以便在架空线出现供电异常时，尽快切换至发动机供电。
本系统的微控制器连接多个电压传感器和电流传感器。电压传感器连接中间回路的正负极，以实时检测中间直流回路电的压。电控装置接受来自电压传感器的0～10V的低压信号。通过微控制器的计算，得到中间直流回路的实时电压，该电压传送给变流控制器供电机控制使用。电流检测回路将测得的电流信号转换为0～10V的电压信号输送给微控制器，通过微控制器的运算，得到电流，供发动机供电时恒功率控制用。牵引电机三相电流传感器实时检测牵引电机三相的电流，通过检测电路最终送入微控制器用于轮边电机的实时控制。
本实施例中，还包括显示器，所述显示器设置在铰接式卡车的驾驶室内，所述显示器与所述微控制器数据连接。
在使用过程中，电控装置将车辆工况、两个三相整流器的电压和电流、四个牵引电机的三相电流，功率等电量信号，通过CAN通讯方式信息实时发送至驾驶室的显示屏以方便驾驶员掌握车辆及四个电机的运行状况。
本实施例中，还包括蓄电池和三稳压电源，所述三稳压电源的输入端与所述蓄电池连接，所述三稳压电源的输出端与所述多轮驱动铰接式卡车交流电传动系统电控制装置中的电器件连接。
稳压电源输入端连接铰接式卡车的蓄电池，输出端通过接线端子排连接电控装置、接地检测器、励磁控制器、变流控制器、电子差速控制器、斩波控制器等，并为以上部件提供稳定的24V直流电。铰接式卡车上的蓄电池连接有四路脱扣开关，分别用于通断本系统中的各控制回路电路，当回路发生过流、短路等故障现象时，脱扣开关动作后自动断开相应控制电路，达到保护该回路器件的目的。
使用本实施例提供的电控装置的铰接式卡车，其操作过程为：
驾驶员操作铰接式卡车的方向开关、油门踏板和制动踏板，电控装置按照采集方向开关、油门踏板和制动踏板等信号，经过进行逻辑运算和处理后判断出卡车的运行的工况，然后根据采集到的电压、电流等信号由电控装置发出的相应的控制指令后，微控制器配合变流控制器实现对铰接式卡车的牵引或制动控制。
当铰接式卡车牵引时，将发电机或架空线电网提供的三相交流电经过电力二极管构成的三相不可控整流器整流成直流电，并经支撑电容滤成平稳的直流，提供符合变流器输入要求的电压和电流。在牵引工况下，中间直流母线电压过压时通过斩波控制器控制斩波器以防止母线电压过高；当铰接式卡车运行在制动工况时，发动机供电时，主发电机通过中间直流环节和变流器给异步电机提供预励磁电压，一旦电动机在这个预励磁电压下开始工作，则中间直流电压依靠牵引电机制动时反馈的能量迅速达到设定值，这时主发电机不再向中间直流环节和制动电阻提供能量，而架空线供电时不需要这个过程。制动工况下，四个变流器控制异步电机的定子频率小于转子频率，使得牵引电机工作在发电状态下工作，铰接式卡车处于制动工况在制动工况下，斩波器根据母线电压的大小开始工作以维持直流母线电压在一定的范围内波动。
通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本实用新型实施例提供的一种双动力四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置，采用双动力模式，既可以保证在没有架线电网的地方，使用发电机供电，保证卡车正常的使用，而在有架线电网的地方，切换至电网供电，而电网供电的交流电传动系统具有功率大、过载能力强、牵引力大、运行成本低等优点。所以，采用本实施例提供的一种双动力四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置，可以充分利用电网和发动机供电的优点，发挥交流电传动系统的特长。另外，还具有以下优势：
1、提供整车电控系统的控制，满足车辆牵引和制动运行，系统可靠、灵活、安全和舒适性；
2、本系统可以实时显示铰接式卡车各运行电参数、各变流器和三相交流异步电机运行状态、故障信息等，方便驾驶人员动态了解和掌握车辆运行情况；
3、本系统电器布局合理，电器安装和布线满足交流传动铰接式卡车电气系统电磁兼容的要求；
4、本系统采用变流器驱动异步交流电机，能针对不同的工作和运行环境实时地控制系统的牵引力或制动力，具有故障率低、维护方便、可靠稳定等优点，方便用户使用和维护；
5、本系统具备电子差速保护功能，防止轮边电机打滑、侧滑等，，省去了复杂的机械差速锁，简化了整车的结构和布局；
6、本系统具备对四个轮边电机进行单独和协调控制功能，能实时控制和分配四个轮边异步电机的牵引和制动力矩。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。
上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如：个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。