电动牵引车自转/停动检测器制造技术

一个具有由各自的电动机驱动的两个车轮的牵引车；若一个车轮旋转快于预定的基准速度，而另一车轮不转，则指示自转／停动状态；若没有一个车轮在旋转，并且电动机的电流值超过预定的高值，由指示完全停动状态。通过将一个功率电阻暂时并接在驱动该自转车轮的电动机两端对任何自转／停动状态进行校正，于是在驱动停动着的车轮的电动机的电流（在此即转矩）将会增大。一旦指示出完全停动状态，则使该校正过程持续一段与电动机电流值呈相反变化关系的最大时间周期，并且如果在这个时间周期结束之前，尚不能把这种状态校正过来则通过对这两个电动机进行断电来避免电动机的损坏。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及牵引车辆的电力推动系统，具体讲，涉及对车辆的停动状态进行检测和校正的方法及装置。对于像大型运输车这样的拖动车辆的电力推动系统，一般来说，包括有为一对高马力电力拖动电动机提供电功率的原动机的发电装置，该电动机以驱动关系分别接至车辆相对侧的一对车轮。该原动机通常是狄塞尔柴油发动机，而拖动电动机通常是速度可调的，且是可逆的直流(d-c)电动机。车辆的操纵者控制该车辆的行进速度和方向，也就是说，通过操纵速度控制踏板和进退选择开关控制车辆的前进或后退。调节该速度控制踏板以控制发动机的速度(rpm)。该发动机的速度则决定发电装置的电力输出，从而改变对拖动电动机所施电压的大小。车辆运动的减速是通过松脱该速度控制踏板完成的，或者是让车辆滑行，或者是起动该车辆的机械或电的制动系统。在电制动的操作中，这些电动机的作用相当于发电机，而且在每个电动机电枢绕组两端间产生的电压大小与电动机的旋转速度及磁场励磁电流成正比。在各个电动机的电枢间连接着若干个动力制动电阻，从而在电制动期间消耗这些电动机的电功率输出。在每个电阻中的平均电流的大小是衡量所相连电动机制动力的尺度。象这样的牵引车，在运行期间，通常都是这样使它停动的。按照其原意采用“停动”这样的术语，也就是说使其停下来或停住。通常遇到的是两种类型的停动。第一种类型的停动是当一个驱动的车轮失去牵引且开始自转或滑行时，同时使另一个驱动的车轮变成停动。这种类型的车辆停动可以称为自转/停动状态。第二种类型的停动是将两个驱动车轮都停动，也就是说任何一个车轮都不能旋转。例如当一个驱动的车轮遇到一片泥泞地带，而另一个车轮还处在陆地上，同时车辆又重载以致处在陆地上的车轮不能使车辆推进的时候，则可能出现第一种类型的停动。而当一辆装载的车辆试图上坡或上山时，则可能出现第二种类型的停动。大多数这种牵引车的电力系统都是把这些直流拖动电动机与车架上的电源即发电机串联连接的。当一个车轮失去牵引并开始自转时，该进行驱动的自转车轮的电动机两端的反电动势(CEMF)则增高，随之在该电动机对中的电流则将减小。由于电流小了，非自转电动机的转矩也就小了，于是车轮就逐渐停动下来。提高发电机的输出，在某些方面可以补偿对非自转车辆所减小的功率，但是有效功率受到该发电机的容量及换向器的限制，或者这些电动机的击穿电压及电流的限制。因此最理想的是在不超过发电机和电动机电力限制的情况下，给出一个将功率从自转车轮转换到非自转车轮上去的方法和装置。当牵引车遇到完全停动状态时，也就是说没有任何一个驱动的车轮能够转动时，则所相连的拖动电动机显示出相对低的阻抗，由此迅速使得电动机电流提高。过大的电流能使电动机的整流片及其它部件过热和损坏。在这段时间里可以对非旋转的电动机保持无损坏地供电，而施加一定量的电能。然而只要使得电动机能有最多的机会从停动状态下进行恢复，这就要求使电动机尽可能长时间地保持供电。因此为了试图在不损坏电动机的危险当中能够校正停动，希望给出一个对电动机的停动状态进行检测并且对电动机的电流进行控制的方法和装置。本专利技术总的目的是为车辆的停动状态进行检测提供一种改进的电力推动牵引车的方法和系统。本专利技术的另一目的是所提供的检测停动状态的方法和装置，其特征是在电力牵引车上至少一个但少于所有的驱动车轮进行滑行或自转的情况下，为了响应这种状态，将功率从进行自转的车轮上转送给停动的车轮上。本专利技术的再一个目的是为了对车轮分别是由电力拖动电动机驱动的牵引车的完全停动状态进行检测，并且使该车辆只要电动机没有处于事故损坏的情况，就能够从这种状态恢复过来的方法和装置。实现本专利技术的一种形式是将该停动检测系统用在具有一对与供电电源彼此相串联的电力拖动电动机的那种类型的牵引车上。这些拖动电机按照驱动关系分别连接到车辆相对侧的车轮上，并且它们都以推进方式或者电力制动方式选择性地运行着。该系统对至少一个拖动电动机正在试图驱动一个停动的车辆的状态进行检测。如果一个车轮是停动着的，而另一个正在自转着，那么该系统则使得功率电阻暂时与驱动该自转车轮的电动机电枢绕组相互以并联的关系连接起来，以此把该电动机中的电流旁路掉，而使在驱动停动的车轮的电动机中的电流得以增大。这会使该停动着的车轮开始旋转起来。最好该系统包括有当把该分流电阻开始与驱动该自转车轮的电动机相并联时，对施加给这些拖动电动机的电压大小暂时进行减少的装置;因此防止了那种大的功率瞬变，在这之后则使电压上升到至少恰恰与瞬间进行减小之前的具有的电压大小一样的量值。如果在一个预定的时间间隔内该停动着的车轮没有开始旋转起来，则附加装置起作用，将两个电动机都断电。在两个车轮均停动的情况下，并且在任何一个电动机中的电流高于予先选定的电流值时，该系统将使上述附加装置起作用，在一段时间终止时使两个电动机断电，反之则关系到拖动电动机中更高的电流值。该系统还包括有这些电动机无论何时按其电制动方式进行操作对停动状态的以上概述的响应进行抑制的装置。为更好地理解本专利技术，可结合如下附图并参考如下的详细说明，其中附图说明图1是一个电力牵引车上典型的双电动机电力推动系统的功能方框图;图2是图1中所示的单个方框，一种新形式的停动检测器的扩展方框图;以及图3、4、5、6、和7是说明图2停动检测器各个部件的实际实施方案的部分原理图及部分方框图。图1所示之典型的电力推动系统是用以具体设置在像大型超高速公路运输车这样的自推进牵引车上的。操纵者控制的油门，如脚踏板(未示出)，适于控制原动机11的旋转速度(每分钟的转数)。该原动机11例如可以是狄塞尔柴油发动机。将该发动机的输出传动轴12传动连接到交流发电机13的转子上，在此把它称之为发电机。该发电机有一组三相主绕组(未示出)，一对辅助的(第三级)绕组14及15，以及磁场绕组16。一般通过一个未稳压的全波整流电桥17将发电机13主绕组中产生的正弦波交流电压转换成为直流电压。该原动机驱动的发电机起着对一对可调速的直流拖动电动机M1及M2作供电电源的作用。这两个电动机的各个电枢绕组通过线18、19和20在整流电桥17的输出端之间彼此以串联方式相连接。电动机M1和M2分别具有激磁绕组F1和F2。分别将这些电动机的转子通过适当的减速齿轮传动装置连接到设置在车辆相对侧的一对车轮(未示出)上。通过适当地对原动机11的速度及发电机与电动机磁场的励磁进行控制，借助于这些电动机或是向前转，或是反向转，就可以使车辆推进(也称作“电动回转”)或者动力制动(也称作“电制动”)。在电动回转的操作期间，电动机M1和M2的旋转速度取决于其磁场F1、F2的励磁电流值以及施加给各个电枢绕组的电压值。而加给各电枢绕组的电压值是交流发电机13被驱动的速度及发电机磁场16上的激磁电流值的函数。交流发电机13的辅助绕组14经过一个单相全波“相位控制”的整流电桥22给出此发电机磁场的励磁电流。这个励磁电流的量值取决于通过常规的选通脉冲发生器25的输出线23及24加给该整流器22的周期性点火信号的周期。该选通脉冲发生器25则连接到功率控制装置27的输出线26上。该功率控制装置27接收代表整流电桥17输出端上的电压VM的第一输入信号，代表电动机M1和M2电枢绕组上的电流IA的第二输入信号，随着原动机11的施转速度而变化的第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个具有至少一对分别以驱动关系连接到车辆的第一与第二车轮上的拖动电动机以及具有分别产生出代表这种车轮旋转速度的第一与第二信号的用于牵引车上的停动检测系统，其拖动电动机以推进方式并以电力制动方式交替进行操作，该系统包括有：若第一车轮速度近 似为零，而第二车轮速度大于预定的基准速度，根据上述第一及第二信号用来指示自转／停动状态的第一装置；以及若每个车轮的速度均近似为零，根据上述第一及第二信号用来指示完全停动状态的第二装置。

【技术特征摘要】
US 1989-6-29 372,8081.一个具有至少一对分别以驱动关系连接到车辆的第一与第二车轮上的拖动电动机以及具有分别产生出代表这种车轮旋转速度的第一与第二信号的用于牵引车上的停动检测系统，其拖动电动机以推进方式并以电力制动方式交替进行操作，该系统包括有若第一车轮速度近似为零，而第二车轮速度大于预定的基准速度，根据上述第一及第二信号用来指示自转/停动状态的第一装置；以及若每个车轮的速度均近似为零，根据上述第一及第二信号用来指示完全停动状态的第二装置。2.根据权利要求1中的停动检测系统，还包括有无论何时当电动机以电力制动方式进行操作时，用来不致于使上述第一装置指示自转/停动状态以及不致于使上述第二装置指示完全停动状态的第三装置。3.根据权利要求1中用于具有产生出分别代表在一对驱动第一及第二车轮的拖动电动机中的电流值的第三及第四信号装置的牵引车的停动检测系统，其中上述第一装置也响应上述第三及第四信号，只要每个电动机中的电流值均小于预选定的最小值，它将不指示自转/停动状态。4.根据权利要求3中的停动检测系统，其中上述第二装置也响应上述第三及第四信号，只要每个电动机中的电流值均小于比上述预选定的最小值略高的另一个预选定的值，它将不指示完全停动状态。5.根据权利要求1中用于具有产生出分别代表在一对驱动第一及第二车轮的拖动电动机中的电流值的第三及第四信号装置的牵引车的停动检测系统，其中上述第二装置也响应上述第三及第四信号，只要每个电动机中的电流值均小于预选定的值，它将不指示完全停动状态。6.一个具有至少一对彼此相串联由一个电源供电且分别以驱动关系连接到车辆的第一及第二车轮上的电拖动电动机，以及具有分别产生出代表这种车轮旋转速度的第一与第二信号的用于牵引车上的停动检测与校正系统，其拖动电动机以推进方式并以电力制动方式交替进行操作，该系统包括有若第一车轮速度近似为零，而第二车轮速度大于预定的基准速度，根据上述第一及第二信号用来指示自转/停动状态的第一装置;以及根据上述第一装置给出的自转/停动状态指示，有效地建立与连接到该第二车轮上的电动机相并联的一个相对低电阻的电流通路，于是在连接到第一车轮上的电动机中的电流将增大，随之在该第一车轮上产生出转矩的增大，从而进行校正该自转/停动状态的第二装置。7.根据权利要求6中用于具有产生出分别代表在一对驱动第一及第二车轮的拖动电动机中的电流值的第三及第四信号装置的牵引车的停动检测与校正系统，还包括有若每个车轮的速度均近似为零，根据上述第一及第二信号用来指示完全停动状态的第三装置;以及根据上述第三及第四信号及由上述第三装置给出的完全停动状态指示，用来在相对于这种状态的出现有一段延迟之后即将上述电动机进行断电的第四装置。8.根据权利要求6中的停动检测与校正系统，还包括有在上述第二装置起作用的同时，若上述第一车轮至少在预定的时间间隔里还保持近似为零时，用来对上述这些电动机进行断电的第三装置。9.根据权利要求6中停动检测与校正系统，还包括有无论何时当这些电动机正在以电力制动方式进行操作时，用来不致于使上述第一装置指示自转/停动状态的第三装置。10.根据权利要求6中用于具有产生出分别代表在驱动上述第一及第二车轮的拖动电动机对中的电流值的第三及第四信号装置的牵引车的停动检测与校正系统，其中上述第一装置也响应第三及第四信号，只要每个电动机中的电流值均小于预选定的值，它将不指示自转/停动状态。11.根据权利要求6中用于具有借助于第一及第二电开关装置可分别连接在一对驱动上述第一及第二车轮的拖动电动机电枢绕组两端上的一对电阻，而且当起动电制动操作时，则把上述两个开关装置从非导通状态致动成为电流通导状态的牵引车上的停动检测与校正系统，其中上述第二装置组成为第二开关装置，当无论何时该第二装置变成起作用时，则把该第二开关装置致动成其通导状态，所以该第二开关装置以及与接到第二车轮上的电动机相连的电阻在自转/停动状态期间提供上述低电阻通路，而当这种状态一经校正，它又返回到它的非导通状态。12.根据权利要求11中的停动检测与校正系统，还包括有在上述第二装置起作用的同时，若上述第一车轮的速度至少在预定的时间间隔里还保持近似为零时，用来对上述这些拖动电动机进行断电的第三装置。13.根据权利要求6中的停动检测与校正系统，还包括有根据由上述第一装置给出的自转/停动状态指示而运行的第三装置，用来无论何时上述第二装置起作用均控制上述电源，使得瞬时减小加给上述这些拖动电动机的电压值。14.根据权利要求13中的停动检测与校正系统，还包括有在上述第二装置起作用的同时，若上述第一车轮的速度至少在预定的时间间隔里还保持近似为零时，用来对上述这些拖动电动机进行断电的第四装置。15.根据权利要求13中的停动检测与校正系统，其中上述第三装置在瞬时减小电动机上的电压之后，迫使再把一个经过控制的电压又加给上述这些拖动电动机。16.根据权利要求15中的停动检测与校正系统，其中上述第二装置在一段预定的最小时间长度期间仍保持起作用，用来维持并联在与上述第二车轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克迈克尔格拉包斯基，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]