电牵引蓄电池单轨吊车混合驱动控制装置及控制方法
【专利摘要】一种电牵引蓄电池单轨吊车混合驱动控制装置及控制方法，包括控制器、蓄电池组、第一逆变器、第二逆变器、驱动轮驱动电机、齿轮驱动电机、驱动轮驱动装置、齿轮驱动装置，控制器分别连接操作手柄、操作按钮、第一逆变器和第二逆变器，第一逆变器分别与蓄电池组、驱动轮驱动电机连接，驱动轮驱动电机连接驱动轮驱动装置，第二逆变器连接齿轮驱动电机，齿轮驱动电机连接齿轮驱动装置。本发明在驱动轮摩擦力不足出现打滑现象时，齿轮驱动利用齿轮之间的粘合，自动增加驱动力，防止出现溜车现象，增加整个电牵引蓄电池单轨吊车的安全性能。
【专利说明】
电牵引蓄电池单轨吊车混合驱动控制装置及控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种电牵引蓄电池单轨吊车混合驱动的控制技术，具体为一种齿轮与驱动轮混合驱动的驱动技术。
【背景技术】
[0002]电牵引蓄电池单轨吊车是一种机动性强、运行速度快、载重量大、安全可靠的行驶于悬吊单轨系统的辅助运输设备，主要用于采区上、下山和工作面平巷内运送材料、设备和人员。采用蓄电池为动力源，频率和电压可调，并利用先进的矢量控制方法实现重力势能转换，再生制动，低噪音，无污染、牵引力平稳、运行成本低廉，环保节能。
[0003]目前电牵引蓄电池单轨吊车主要采用驱动轮驱动的方式拖动整车行走。目前，电牵引蓄电池单轨吊车驱动能量来源为蓄电池，一定的电池组容量下，在续航里程和负载能力之间需要找出最佳平衡，因此电牵引蓄电池单轨吊车的驱动力被限定在合适的范围内。另外其采用的直接驱动轮为钢轮包胶的方式，驱动轮与轨道之间的摩擦力的大小决定了驱动力大小。这两方面原因，决定了电牵引蓄电池单轨吊车的使用条件，用与坡度小于15度和较为水平的巷道内。同时由于驱动轮和行走轨道采用平面接触式行走，在有较大坡度的巷道内，可能会由于驱动轮维护不到位或行走轨道沾太多水，造成摩擦力减小而出现溜车现象，严重的甚至可能出现安全事故。
[0004]
【发明内容】
:
本发明是为了解决电牵引蓄电池单轨吊车驱动能力、爬坡能力不足以及不再溜车的问题。
[0005]本发明的技术方案:电牵引蓄电池单轨吊车混合驱动控制装置，包括控制器、蓄电池组、第一逆变器、第二逆变器、驱动轮驱动电机、齿轮驱动电机、驱动轮驱动装置、齿轮驱动装置，控制器分别连接操作手柄、操作按钮、第一逆变器和第二逆变器，第一逆变器分别与蓄电池组、驱动轮驱动电机连接，驱动轮驱动电机连接驱动轮驱动装置，第二逆变器连接齿轮驱动电机，齿轮驱动电机连接齿轮驱动装置。
[0006]本发明采用蓄电池组提供的DC252V作为工作电源，两路独立的IGBT逆变器逆变成两路AC180V交流电源，分别用来驱动电牵引蓄电池单轨吊车的驱动轮和齿轮。通过精确控制这两路逆变器的输出频率、转矩和开断时机，达到对该混合驱动单轨吊的驱动控制。
[0007]电牵引蓄电池单轨吊车的操作手柄发出启/停信号、速度信号和爬坡信号，驾驶员根据巷道和负载的实际工况，决定采用第一驱动器驱动轮或第二驱动器驱动齿轮任一驱动方式作为驱动力。电牵引蓄电池单轨吊在水平巷道内通过操作手柄发出启/停信号和速度信号，控制器接收到信号后，控制第一逆变器工作，驱动驱动轮电机，使得电牵引蓄电池单轨吊车快速行走。
[0008]在电牵引蓄电池单轨吊车行走至大坡度巷道坡底时，通过操作手柄先停止行走并发出爬坡信号，控制器接收到爬坡信号后，发出切入信号，齿轮驱动装置投入使用;然后通过操作手柄控制启/停信号、速度信号，这时控制器接收到启/停信号、速度信号后，同时启动第一、第二逆变器。第一逆变器的速度、电流和转矩信号实时反馈至控制器中，经过控制器中的数据模型处理，再发出控制信号给第二驱动器，实时调节齿轮驱动电机的扭矩和速度，控制电牵引蓄电池单轨吊车平稳、慢速、安全地爬坡运行。
[0009]本发明具有下述技术效果:
1、增强爬坡能力；电牵引蓄电池单轨吊车的爬坡能力由原来的小于15度，增加至25度，扩大了电牵引蓄电池单轨吊车的使用范围、市场范围，同时在大部分矿井实现了无需中途换乘或倒车的麻烦，减少了煤矿设备投入和人力投入。
[0010]2、排除了容易溜车的安全隐患；由于在爬坡或下坡过程中，投入了齿轮加驱动轮两种驱动方式，在驱动轮摩擦力不足出现打滑现象时，齿轮驱动利用齿轮之间的粘合，自动增加驱动力，防止出现溜车现象，增加整个电牵引蓄电池单轨吊车的安全性能。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构方框图。
[0012]图2是本发明的电气原理图中的第一部分(因缩小后图不清晰，所以将原理图分成四个部分)；
图3是本发明的电气原理图中的第二部分；
图4是本发明的电气原理图中的第三部分；
图5是本发明的电气原理图中的第四部分。
[0013]图6是本发明设备连接图中的第一部分(因缩小后图不清晰，所以将原理图分成四个部分)；
图7是本发明设备连接图中的第二部分；
图8是本发明设备连接图中的第三部分。
[0014]图中，1、操作手柄，2、操作按钮，3、控制器，4、蓄电池组，5、第一逆变器，6、第二逆变器，7、驱动轮驱动电机，8、齿轮驱动电机。
【具体实施方式】
[0015]图1所示，电牵引蓄电池单轨吊混合驱动装置，包括控制器3、蓄电池组4、第一逆变器5、第二逆变器6、驱动轮驱动电机7、齿轮驱动电机8。控制器3分别连接操作手柄1、操作按钮2、第一逆变器5和第二逆变器6，第一逆变器5分别与蓄电池组4、驱动轮驱动电机7连接，第二逆变器6连接齿轮驱动电机8。
[0016]所述第一逆变器、第二逆变器均采用IGBT逆变器。
[0017]所述控制器3采用芬兰Epec 2023控制器。
[0018]所述第一逆变器由IGBT推动板、IGBT控制板、主控板、电源板和IGBT逆变器组成，主控板分别连接远程显示器、IGBT控制板，IGBT控制板连接IGBT推动板，IGBT逆变器分别连接电源板、驱动轮驱动电机7。
[0019]所述第二逆变器由IGBT推动板、IGBT控制板、主控板、电源板和IGBT逆变器组成，主控板分别连接远程显示器、IGBT控制板，IGBT控制板连接IGBT推动板，IGBT逆变器分别连接电源板、齿轮驱动电机8。
【主权项】
1.一种电牵引蓄电池单轨吊车混合驱动控制装置，其特征是包括控制器、蓄电池组、第一逆变器、第二逆变器、驱动轮驱动电机、齿轮驱动电机、驱动轮驱动装置、齿轮驱动装置，控制器分别连接操作手柄、操作按钮、第一逆变器和第二逆变器，第一逆变器分别与蓄电池组、驱动轮驱动电机连接，驱动轮驱动电机连接驱动轮驱动装置，第二逆变器连接齿轮驱动电机，齿轮驱动电机连接齿轮驱动装置。2.根据权利要求1所述一种电牵引蓄电池单轨吊车混合驱动控制装置，其特征是它的控制方法是电牵引蓄电池单轨吊在水平巷道内通过操作手柄发出启/停信号和速度信号，控制器接收到信号后，控制第一逆变器工作，驱动驱动轮电机，使电牵引蓄电池单轨吊车快速行走； 在电牵引蓄电池单轨吊车行走至大坡度巷道坡底时，通过操作手柄先停止行走并发出爬坡信号，控制器接收到爬坡信号后，发出切入信号，齿轮驱动装置投入使用;然后通过操作手柄控制启/停信号、速度信号，这时控制器接收到启/停信号、速度信号后，同时启动第一、第二逆变器;第一逆变器的速度、电流和转矩信号实时反馈至控制器中，经过控制器中的数据模型处理，再发出控制信号给第二驱动器，实时调节齿轮驱动电机的扭矩和速度，控制电牵引蓄电池单轨吊车平稳、慢速、安全地爬坡运行。3.根据权利要求1或2所述一种电牵引蓄电池单轨吊车混合驱动控制装置，其特征是电牵引蓄电池单轨吊车的操作手柄发出启/停信号、速度信号和爬坡信号，驾驶员根据巷道和负载的实际工况来决定采用第一驱动器驱动轮或第二驱动器驱动齿轮任一驱动方式作为驱动力。
【文档编号】B60L15/20GK105922889SQ201610283198
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】刘利飞, 张艳伟, 侯建, 任正彪, 郑亚非
【申请人】太原矿机电气科技有限公司