[实用新型]电驱动公路牵引动车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种牵引车辆，具体地说是一种电驱动公路牵引动车。

背景技术

常规的公路牵引车辆是由主牵引车和拖车组成，而且只有主牵引车具有动力，拖车车桥均为无动力的随动桥。因此仅靠主牵引车的车桥产生的动力是有限的，特别是在加速和爬坡时，发动机的动力得不到充分的利用，使整个列车的牵引力受到一定的局限，另外，由于牵引车辆主要靠拖车承重，载重爬坡或通过泥泞的路面时，牵引车驱动桥上的车轮与地面附着力有限，这种情况下即使加大发动机的功率也只能使驱动轮相对地面打滑，对车辆的牵引力达不到有效的提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电驱动公路牵引动车，它采用电驱动技术，使拖车的车桥也变成驱动桥，增加驱动轮的数量以及驱动轮与地面之间的附着力，使车辆的牵引力得到有效提升。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：包括牵引车底盘和拖车底盘，牵引车底盘上安装内燃发电机组和驱动电机控制器，内燃发电机组的输出端通过驱动电机控制器与牵引车底盘底部安装的驱动电机连接，驱动电机通过传动件与牵引车底盘的前行走轮连接，拖车底盘底部安装电机驱动的驱动桥，驱动桥上安装驱动桥电机，驱动桥通过驱动桥带动驱动桥两端安装的后行走轮旋转。拖车底盘底部安装随动桥。驱动桥与随动桥交错设置。所述驱动电机控制器包括主电路和控制电路，主电路包括整流器，整流器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与逆变单元的输入端连接，逆变单元的输出端与高频主变压器的输入端连接，高频主变压器的输出端与高频整流器的输入端连接，高频整流器的输出端与高频滤波器的输入端连接。控制电路包括高频信号发生电路、频率检测电路、信号处理运算电路、采样电路、中央控制器、切换电路、多功能转换输入电路。主电路及控制电路的连接关系如下：整流器将输入的电压、频率可变的三相交流电通过整流器U9后整流成直流电，滤波器由电容C1、电容C5、电容C6和电阻R1、电阻R2组成，电容C1为吸收电容，C5、C6为滤波电容，R1、R2为均压电阻，电容C1的一端与整流器U9的正输出端相连，另一端与整流器U9的负输出端相连，电阻R1与电容C5并联，电阻R2与电容C6并联，电容C5正极与电容C1的一端相连，电容C5负极与电容C6正极相连，电容C6负极与电容C1的另一端相连，逆变单元将输入的直流电通过逆变单元U10逆变输出频率10~100kHz高频交流电，高频主变压器由高频变压器T3、直流接触器K3和接线柱J8组成，接线柱J8为直流接触器K3线圈外部接线柱，通过控制直流接触器K3来实现改变高频变压器T3的匝数，高频变压器T3由一次侧的绕组Ⅰ、绕组Ⅱ和二次侧一个绕组构成，高频变压器T3的一次侧两个绕组串联，一次侧绕组Ⅰ的另一端与逆变单元U10交流输出侧一端相连，一次侧绕组Ⅱ的另一端与逆变单元U10交流输出侧另一端相连，直流接触器K3的常开触点与一次侧绕组Ⅱ并联，直流接触器K3的线圈两端分别连接到接线柱J8的引脚1和引脚2，高频变压器T3的二次侧绕组两端进行输出，高频变压器T3将二次侧绕组两端得到的交流电通过高频整流器U13整流输出直流电，高频滤波器由电感L4和电容C7组成，电感L4的一端与高频整流器U13的正输出端相连，电感L4的另一端与电容C7的正极相连，电容C7的负极与高频整流器U13的负输出端相连，两用机的外部正输出端与电容C7的正极相连，两用机的外部负输出端与电容C7的负极相连，高频信号发生电路的电源模块U15的引脚1接至电源'12V，电源模块U15的引脚2接至电源'0V，电源模块U15的引脚3上得到电源-15V，电源模块U15的引脚4接至0V电源，电源模块U15的引脚5上得到电源+15V，电容C41与电容C42串联，电容C41的负极与电源模块U15的引脚3相连，电容C41的正极与电源模块U15的引脚4相连，电容C42的正极与电源模块U15的引脚5相连，电容C44与电容C41并联，电容C43与电容C42并联，电源模块U16的引脚1接至电源+15V，电源模块U16的引脚2接至电源0V，电容C46的正极与电源模块U16的引脚3相连，电容C46的负极接至电源0V，电容C45与电容C46并联，给定电压信号QG经电容C9、电容C10、电阻R4、电阻R5、运算放大器U15、电阻R6、电容C11组成的滤波网络到控制芯片U1的5脚，为控制芯片U1工作提供给定信号，电阻R4的一端与电容C9相连，电容C9另一端接至电源0V，电阻R4的另一端与运算放大器U15的同相输入端相连，电阻R5与电容C10并联后一端与运算放大器U15的同相输入端相连，另一端接至电源0V，运算放大器U15的反相输入端与输出端相连，通过电阻R6连接到控制芯片U1引脚5，控制芯片U1的引脚5与电容C11一端相连，电容C11另一端接至电源0V，电阻R7、电阻R8、电容C28、电容C29使控制芯片U1工作能够软启动，电阻R8与电容C29并联，电容C29的正极与控制芯片U1引脚1，电容C29的负极接至电源0V，电阻R7与电容C28串联，电容C28的负极接至电源0V，电容C29的正极与控制芯片U1引脚2，电阻R7的另一端与控制芯片U1引脚1相连，电流传感器U11对高频变压器一次侧电流进行采样所得信号经过电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C18组成的滤波网络到控制芯片U1的4脚，为控制芯片U1工作提供给定信号，电阻R16与电阻R17串联，电阻R17的另一端与电流传感器U11的输出相连，电阻R16的另一端与控制芯片U1引脚4相连，控制芯片U1引脚4通过电阻R14接至-15V电源，控制芯片U1引脚4通过电阻R15接至电源0V，谐波补偿电路由电阻R11、电阻R12、电容C15、电容C16、运算放大器U16组成，运算放大器U16的同相输入端与控制芯片U1引脚8相连，运算放大器U16的反相输入端与输出端相连，电阻R11、电容C16串联后与电阻R12和电容C15并联，电容C15一端与控制芯片U1引脚4相连，电容C15另一端与运算放大器U16输出端相连，震荡定时电路由电阻R9、电阻R10、电容C12、电容C14组成，电阻R9与电阻R10并联，一端与控制芯片U1引脚8相连，另一端接至电源0V，电容C12与电容C14并联，一端与控制芯片U1引脚9相连，另一端接至电源0V，电流传感器U11对高频变压器一次侧电流进行采样所得信号经过电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C18、电容C19为控制芯片U1提供外部关断，电阻R17与电阻R18串联连接到控制芯片U1引脚16，电阻R19与电容C19并联，一端与控制芯片U1引脚16相连，另一端接至电源0V，电阻R13为控制芯片U1输出级偏置电压输入的保护电阻，电容C13、电容C17、电容C30、电容C31为滤波电容，电阻R13一端与控制芯片U1引脚15相连，电阻R13另一端与控制芯片U1引脚13相连，电容C13与电容C30并联，一端与控制芯片U1引脚15相连，另一端接至电源0V，电容C17与电容C31并联，一端与控制芯片U1引脚13相连，另一端接至电源0V，由二极管D10、二极管D11、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R24、电容C20组成全桥电路，两路信号经过隔离变压器T1、隔离变压器T2、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R70、二极管D12、二极管D13、二极管D14、二极管D15变为四路信号驱动逆变单元，三极管Q1的基极通过电阻R20与控制芯片U1引脚14相连，三极管Q3的基极通过电阻R21与控制芯片U1引脚14相连，二极管D10的阴极与控制芯片U1引脚14相连，二极管D10的阳极接至电源0V，三极管Q2的基极通过电阻R22与控制芯片U1引脚11相连，三极管Q4的基极通过电阻R23与控制芯片U1引脚11相连，二极管D11的阴极与控制芯片U1引脚14相连，二极管D11的阳极接至电源0V，三极管Q1集电极与三极管Q3集电极相连后与隔离变压器T1和隔离变压器T2的引脚1相连，三极管Q2集电极与三极管Q4集电极相连后，与电阻R24和电容C20并联后的一端相连，电阻R24和电容C20并联后的另一端与隔离变压器T1和隔离变压器T2的引脚2相连，三极管Q3发射极接至电源0V，三极管Q4发射极接至电源0V，三极管Q1发射极与三极管Q2发射极相连，二极管D15与电阻R70串联后与电阻R25并联，二极管D15阴极与隔离变压器T1引脚6相连，电阻R70的另一端与电容C21一端相连，电容C21另一端与隔离变压器T1引脚5相连，二极管D12与电阻R29串联后与电阻R26并联，二极管D12阴极与隔离变压器T1引脚3相连，电阻R29的另一端与电容C22一端相连，电容C22另一端与隔离变压器T1引脚4相连，二极管D13与电阻R30串联后与电阻R27并联，二极管D13阴极与隔离变压器T2引脚6相连，电阻R30的另一端与电容C23一端相连，电容C23另一端与隔离变压器T2引脚5相连，二极管D14与电阻R31串联后与电阻R28并联，二极管D14阴极与隔离变压器T2引脚3相连，电阻R31的另一端与电容C24一端相连，电容C24另一端与隔离变压器T2引脚4相连，分别在电容C21、电容C22、电容C23、电容C24两端得到四路信号驱动逆变单元，电阻R54、二极管D2、光耦U6、电阻R61、R62组成频率检测电路，得到相应的频率信号送入控制芯片U8，电阻R54的一端与三相交流电的U相相连，电阻R54的另一端与二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极与光耦U6的引脚1相连，光耦U6的引脚2与三相交流电的V相相连，光耦U6的引脚3与R61的一端相连，R61的另一端接至+5V电源，光耦U6的引脚3与R62的一端相连，R62的另一端接至控制芯片U8的引脚9，信号处理运算电路中控制芯片U8对信号处理输出经过电阻R63、电容C4后得到电压信号，该信号通过运算放大器U3的C部分U3C构成的电压跟随器后得到给定信号UQG，控制芯片U8引脚5通过电阻R63与运算放大器U3引脚10相连，电容C4的一端与运算放大器U3引脚10相连，电容C4的另一端接至电源0V，运算放大器U3引脚8与运算放大器U3引脚9相连，电路所使用的电流传感器为电流型电流传感器，在电阻R52上得到电压经过二极管D1、电阻R32、电容C25、电感L5、电阻R3、电容C26、C27组成的滤波网络，得到所需要的电压，接到运算放大器U2的A部分U2A的反相端，电流传感器U12对负载电流进行采样得到的信号通过二极管D1、电感L5、电阻R3与运算放大器U2引脚2相连，二极管D1阳极与传感器输出相连，电阻R52的一端与二极管D1阳极相连，电阻R52的另一端接至电源0V，电阻R32与电容C25并联后一端与二极管D1阴极相连，另一端接至电源0V，电容C26一端与电感L5和电阻R3连接处相连，电容C26另一端接至电源0V，电容C27一端与运算放大器U2引脚2相连，电容C27另一端接至电源0V，电阻R40、电阻R41、电阻R42对输出电压进行分压，电压传感器采集电阻R42上的电压，电路所使用的电压传感器为电流型电压传感器，在电阻R44上得到所需电压，该电压与给定信号UQG经过由U3B运算放大器U3的B部分、电阻R43、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电阻R48、电阻R49组成的P调节器后得到的电压信号经过运算放大器U3的A部分U3A组成的电压跟随器后得到的电压通过电阻R37、电阻R38、电阻R39、二极管D9、二极管D6、二极管D5充放电网络对电容C8进行充放电，在电容C8上得到给定电压信号QG，两用机的外部正输出端通过电阻R40、电阻R41和电阻R42串联连接到两用机的外部负输出端，电压传感器U14引脚1与电阻R40和电阻R42连接处相连，电压传感器U14引脚2与电阻R41和电阻R42连接处相连，电压传感器U14引脚3与电阻R44一端相连到电源0V，电压传感器U14引脚4与电阻R44另一端相连，电压传感器U14引脚4与运算放大器U2引脚6相连，电压传感器U14引脚4通过电阻R45与运算放大器U3引脚6相连，运算放大器U3引脚6通过电阻R43与运算放大器U3引脚7相连，运算放大器U3引脚6通过电阻R46接至电源0V，运算放大器U3引脚6通过电阻R48接至+5V电源，运算放大器U3引脚5通过电阻R49接至电源0V，运算放大器U3引脚5通过电阻R48与运算放大器U3引脚8相连，运算放大器U3引脚7与运算放大器U3引脚3相连，运算放大器U3引脚1与运算放大器U3引脚2相连，电阻R39与二极管D9串联后与电阻R38并联，二极管D9阴极与运算放大器U3引脚1相连，电阻R39的另一端与电容C8正极相连，电容C8负极接至电源0V，电阻R37与二极管D6串联，电阻R37的另一端与电容C8正极相连，二极管D6阴极与运算放大器U2引脚1相连，二极管D5阳极与二极管D6阳极相连，二极管D5阴极与运算放大器U2引脚7相连，电阻R51、二极管D8构成电流保护指示电路，运算放大器U2的A部分U2A与电阻R50构成滞回比较器，当反相输入端电压大于同相输入端电压，即在R34上所得到的电压时，输出端为低电位，当反相输入端电压小于同相输入端电压时，输出端为高电位，通过调整电阻R34值来改变输出电流的保护值，电阻R34引脚1接至+5V电源，电阻R34引脚3接至电源0V，电阻R34引脚2与运算放大器U2引脚3相连，运算放大器U2引脚3通过电阻R50与运算放大器U2引脚1相连，电阻R51与二极管D8相连，二极管D8阳极接至+5V电源，电阻R51另一端与与运算放大器U2引脚1相连，电阻R36、二极管D7构成过电压指示电路，运算放大器U2的B部分U2B与电阻R35构成滞回比较器，当反相输入端电压大于同相输入端电压，即在R33上所得到的电压时，输出端为低电位，当反相输入端电压小于同相输入端电压时，输出端为高电位，通过调整电阻R33值来改变输出电压的保护值，电阻R33引脚1接至+5V电源，电阻R33引脚3接至电源0V，电阻R33引脚2与运算放大器U2引脚5相连，运算放大器U2引脚5通过电阻R35与运算放大器U2引脚7相连，电阻R36与二极管D7，二极管D7阴极与与运算放大器U2引脚7相连，电阻R51另一端接至+5V电源，采样电路的电流传感器U11对高频变压器一次侧电流进行采样，电流传感器U12对负载电流进行采样，电压传感器U14对负载电压进行采样，接插件J3、电阻R56、光耦U5、电阻R59、电阻R60组成温度采样电路，得到相应的温度信号送入控制芯片U8，光耦U5的引脚1通过电阻R56接至'12V电源，光耦U5的引脚2与接线柱J3的引脚2相连，接线柱J3的引脚1接至电源'0V，光耦U5的引脚4通过电阻R59接至+5V电源，光耦U5的引脚3接至电源0V，电阻R60的一端与光耦U5的引脚4相连，电阻R60的一端与控制芯片U8的引脚10相连，编程口J1、电阻R53、控制芯片U8、电容C2、电容C3、晶振Y1组成中央控制器，电容C2、电容C3、晶振Y1组成时钟电路，为控制芯片U8提供工作时钟信号，电容C2的一端与晶振Y1的一端相连，电容C2的另一端接至电源0V，电容C3的一端与晶振Y1的另一端相连，电容C3的另一端接至电源0V，晶振Y1的一端与控制芯片U8的引脚2相连，晶振Y1的另一端与控制芯片U8的引脚3相连，编程口J1的引脚1与控制芯片U8的引脚4相连，编程口J1的引脚2接至+5V电源，编程口J1的引脚3接至电源0V，编程口J1的引脚4与控制芯片U8的引脚13相连，编程口J1的引脚5与控制芯片U8的引脚12相连，切换电路通过继电器K1、二极管D3、电感L6、电感L7、三极管Q5、电阻R65、接插件J4、接插件J5、接插件J6对给定信号进行切换，通过电阻R64、光耦U7、电阻R66、二极管D4、继电器K2、三极管Q6、接插件J7对主变压器进行切换，控制芯片U8的引脚6与电阻R65的一端相连，电阻R65的另一端与三极管Q5基极相连，三极管Q5集电极与二极管D3的阳极相连，二极管D3的阴极通过电感L6接至+15V电源，继电器K1的线圈与二极管D3并联，三极管Q5发射极通过电感L7接至电源0V，继电器K1的引脚1与接线柱J4的引脚2相连，继电器K1的引脚4与接线柱J4的引脚1相连，继电器K1的引脚2与接线柱J5的引脚1相连，继电器K1的引脚5与接线柱J5的引脚2相连，继电器K1的引脚3与接线柱J6的引脚1相连，继电器K1的引脚6与接线柱J6的引脚2相连，控制芯片U8的引脚7与光耦U7的引脚2相连，光耦U7的引脚1通过电阻R64接至+5V电源，光耦U7的引脚3接至'12V电源,光耦U7的引脚4通过电阻R66接至三极管Q6基极，三极管Q6集电极与二极管D3的阳极相连，二极管D3的阴极接至'12V电源，继电器K2的线圈与二极管D4并联，三极管Q6发射极接至电源'0V，继电器K1的引脚4接至'12V电源，继电器K1的引脚6与接线柱J7的引脚1相连，接线柱J7的引脚2接至电源'0V，接插件J2、电阻R55、光耦U4、电阻R57、电阻R58组成多功能转换输入电路，得到相应的模式信号送入控制芯片U8，光耦U4的引脚1通过电阻R55接至'12V电源，光耦U4的引脚2与接线柱J2的引脚2相连，接线柱J2的引脚1接至电源'0V，光耦U4的引脚4通过电阻R57接至+5V电源，光耦U4的引脚3接至电源0V，电阻R58的一端与光耦U4的引脚4相连，电阻R58的一端与控制芯片U8的引脚11相连。