[发明专利]电动轮矿山车电气控制装置及系统

权利要求书

1.一种电动轮矿山车电气控制装置，其特征在于，包括：

处理板（1），用于实现矿山车的数据读取、逻辑控制、开关量输出、频率信号输出和数据记录存储功能；

与所述处理板（1）相连的IO板（2），用于完成所述矿山车的开关量输入检测、开关量输出驱动、模拟量采集、频率信号检测和频率量输出功能；

所述IO板（2）进一步包括逻辑处理单元（21）、信号处理及隔离输入单元（22）和信号处理及隔离输出单元（23）；所述信号处理及隔离输入单元（22）、信号处理及隔离输出单元（23）均通过所述逻辑处理单元（21）与所述处理板（1）相连；

所述信号处理及隔离输入单元（22）进一步包括分别与所述逻辑处理单元（21）相连的频率信号检测单元（221）、数字量输入单元（222）和模拟量输入单元（223）；

所述频率信号检测单元（221）采集包括柴油机转速和矿山车前轮转速在内的外围传感器输入频率信号，并经所述逻辑处理单元（21）处理后输出至所述处理板（1）；

所述数字量输入单元（222）采集包括矿山车前进、后退、电缓行开关和跛行回家开关在内的逻辑信号，进行转换后通过所述逻辑处理单元（21）输出至所述处理板（1），以实现所述矿山车包括前进、后退、下坡恒速制动和跛行返回在内的功能；

所述模拟量输入单元（223）采集包括矿山车油门踏板信号、制动踏板信号、柴油机油量、柴油机油压在内的模拟量信号，并经所述逻辑处理单元（21）处理后输出至所述处理板（1），以实现所述矿山车包括功率控制、故障保护在内的功能。

2.根据权利要求1所述的电动轮矿山车电气控制装置，其特征在于：所述信号处理及隔离输出单元（23）进一步包括分别与所述逻辑处理单元（21）相连的频率输出单元（231）和数字量输出单元（232）；

所述频率输出单元（231）输出频率及占空比可调的PWM波，对所述矿山车的柴油机（7）进行调速；

所述数字量输出单元（232）输出紧急故障信号和综合报警信号。

3.一种电动轮矿山车电气控制系统，其特征在于，包括：DCU（3）、ECU（4）、变流器（5）、发电机（6）、柴油机（7）、制动电阻（8）和牵引电机（9），以及权利要求1或2所述的电气控制装置；所述柴油机（7）运行带动所述发电机（6）发出交流电，所述电气控制装置通过所述ECU（4）控制所述发电机（6）的励磁，由所述发电机（6）发出的交流电经过所述变流器（5）进行交直交变换后输出至所述牵引电机（9），驱动所述牵引电机（9）运行；所述电气控制装置通过所述DCU（3）控制所述变流器（5）对输入交流电进行交直交变换，所述制动电阻（8）与所述变流器（5）中的逆变器相连，用于消耗所述矿山车制动过程中多余的电能。

4.根据权利要求3所述的电动轮矿山车电气控制系统，其特征在于：所述处理板（1）进一步包括牵引/制动特性控制模块（101），所述牵引/制动特性控制模块（101）通过所述IO板（2）采集矿山车前进、后退信号，以及油门踏板、制动踏板信号，生成给定目标电压信号，由所述IO板（2）通过CAN总线将所述给定目标电压信号输出至DCU（3），并由所述DCU（3）驱动相应的继电器和接触器，完成电气牵引/制动电路加载转换控制。

5.根据权利要求3或4所述的电动轮矿山车电气控制系统，其特征在于：所述处理板（1）进一步包括自负荷特性控制模块（102），当所述IO板（2）采集到司机闭合自负荷开关，将所述矿山车设置为自负荷工况，所述自负荷特性控制模块（102）通过所述IO板（2）利用CAN总线将自负荷工况命令发送给所述DCU（3），由所述DCU（3）驱动变流器（5）中逆变器的斩波IGBT闭合，将制动电阻（8）接入所述逆变器和整流器之间的中间直流回路；所述自负荷特性控制模块（102）根据油门踏板信号通过所述IO板（2）输出柴油机（7）的转速控制信号，并通过所述柴油机（7）的转速控制发电机（6）的电压输出，使得所述制动电阻（8）消耗的功率与当前转速下所述柴油机（7）的输出功率相匹配。