一种抓料机电源驱动系统及驱动控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种抓料机电源驱动系统及驱动控制方法，属于抓料机驱动技术领域，系统包括用于驱动抓料机行驶或抓取作业的主泵、主泵电机、内置电源模块、外接电源模块、电源切换开关模块、变配电模块和控制模块；内置电源模块的电源输出端连接变配电模块；外接电源模块的电源输出端连接变配电模块；变配电模块基于内置电源模块或外接电源模块的输出驱动主泵电机和抓料机低压电气系统；内置电源模块和外接电源模块与变配电模块之间电源传输线路上分别设有第一切换开关和第二切换开关，由控制模块控制通断状态。本发明专利技术采用纯电动驱动技术，对同一套主泵及主泵电机进行电源驱动，实现抓料机的行走和抓取驱动，可降低系统成本，提升驱动工作效率。驱动工作效率。驱动工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种抓料机电源驱动系统及驱动控制方法


[0001]本专利技术涉及一种抓料机电源驱动系统及驱动控制方法，属于抓料机驱动


技术介绍

[0002]抓料机是一种多用途高效物料处理设备，被广泛用于港口、钢厂、堆场、企业仓储中心等场所，用于完成废钢、散料（粮食、煤炭等）、原木的装卸、堆垛作业，还可进行物料抓取、吊装、切割等作业。
[0003]目前现有技术采用的驱动方案和充电方案主要包括以下几种：方案1：发动机+泵实现抓料机行驶功能，AC380V外接电源+电机+泵实现抓料机作业功能，采用两套泵；方案2：AC380V外接电源驱动电机，电机和发动机通过分动箱驱动泵工作；方案3：发电机组和AC380V外接电源切换驱动同一电机和泵工作；方案4：高压电池包通过专门充电桩、充电枪经高压配电箱实现充电。
[0004]现有技术采用的驱动方案和充电方案存在下述问题：方案1使用了两套泵，提高了动力系统的成本，且无法避免发动机工作时的污染排放问题；方案2中发动机、电机和分动箱作为动力系统的三大主要部件，合适的分动箱是实现此系统的关键，与纯电动系统相比，其存在成本高、维修难度大、占用空间大、不环保等缺点；方案3中发电机组的燃油发电驱动电机的过程是一个热能—电能—机械能的转换过程，能量损失较大，且燃油发电也会产生污染；方案4中目前的纯电动（电池包）或者带有高压电池包的双驱动系统需要设置专门的固定充电桩、充电枪给电池包充电，占用空间，增加了成本，工作效率低。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种抓料机电源驱动系统及驱动控制方法，采用纯电动驱动技术，通过内置电源和外接电源驱动同一套电机和泵分别实现抓料机的行走和作业功能驱动，减小驱动系统的空间占用，降低成本，提升驱动工作效率。本专利技术采用的技术方案如下。
[0007]一方面，本专利技术提供一种抓料机电源驱动系统，包括用于驱动抓料机行驶或抓取作业的主泵，用于驱动主泵运行的主泵电机，以及内置电源模块、外接电源模块、电源切换开关模块、变配电模块和控制模块；所述变配电模块包括外接电源输入端、内置电源输入端、连接主泵电机的高压交流输出端，以及连接抓料机低压电气系统的低压直流输出端；所述内置电源模块的电源输出端连接变配电模块的内置电源输入端；所述外接电源模块包括外部电源连接端，外接电源模块的电源输出端连接变配电
模块的外接电源输入端；所述电源切换开关模块包括连接在外接电源模块与变配电模块之间电源传输线路上的第一切换开关，和连接在内置电源模块与变配电模块之间电源传输线路上的第二切换开关；控制模块控制所述第一切换开关和第二切换开关的通断状态。从而可实现行驶状态下和非行驶状态下分别由内置电源模块和外接电源模块对主泵电机进行电源驱动。
[0008]可选的，所述控制模块控制第一切换开关和第二切换开关中的至多一个处于导通状态。也即，当非行驶状态下，外接电源接入后，可通过控制第一切换开关导通，使得整车高压用电系统和低压电气系统均由外接电源供电，第二切换开关断开则内置电源模块的电源输出停止。当行驶状态下外接电源无法接入时，可控制第一切换开关断开，第二切换开关导通，从而由内置电源模块向整车供电。
[0009]可选的，所述内置电源模块包括至少一个电池包，电池包包括连接变配电模块内置电源输入端的高压直流输出端。内置电源模块的电源输出端即电池包的高压直流输出端。
[0010]可选的，所述内置电源模块还包括充电机，充电机的电源输入端连接外接电源模块，输出端连接电池包；控制模块控制充电机将外接电源转换为充电电源，向电池包充电；充电机与电池包之间的电源传输线路上设有充电控制开关，控制模块控制充电控制开关的导通状态。
[0011]可选的，所述电池包连接有电量检测单元，电量检测单元检测电池包的剩余电量信号传输至控制模块，控制模块根据所述剩余电量信号控制所述充电控制开关的导通状态。也即，本专利技术可实现对电池包的剩余电量检测，从而能够适时地在抓料机连接外接电源时为内置电源模块的电池包充电。
[0012]可选的，所述充电机包括多组充电电源输出端，多组充电电源输出端并联连接电池包的充电输入端，各组充电电源输出端与电池包连接的电源传输线路上分别设有所述充电控制开关。也即，本专利技术能够通过控制一组或多组充电控制开关的通断状态组合实现电池包的慢充或快充控制切换。
[0013]可选的，所述控制模块包括电池控制器，电池控制器控制充电机的运行和充电控制开关的通断状态；电量检测单元将剩余电量信号传输至电池控制器；控制模块对第一切换开关和第二切换开关的通断状态控制由抓料机的整车控制器执行；整车控制器还控制主泵电机、主泵变频器和高压配电箱的运行；电池控制器、整车控制器、电量检测单元、充电机、主泵变频器以及高压配电箱通过CAN总线连接通信，以传输低压控制信号；电池控制器和整车控制器由低压电气系统中的蓄电池供电。
[0014]本专利技术在应用时，抓料机需要抓料作业时，工作人员可在将外接电源模块连接外部380V交流电源后，通过控制台上设置的按钮或其他指令输入方式，向整车控制器发出电源切换指令，整车控制器可响应于工作人员发出的指令，对第一切换开关和第二切换开关进行通断状态切换控制，实现抓料作业时仅由外接电源供电。
[0015]可选的，所述变配电模块包括高压配电箱、DC
‑
DC变换器和主泵变频器，高压配电箱具有所述内置电源输入端，DC
‑
DC变换器具有所述低压直流输出端，主泵变频器具有所述外接电源输入端和高压交流输出端；
高压配电箱还包括连接DC
‑
DC变换器的高压直流输出端；高压配电箱和主泵变频器还分别包括高压直流传输端，高压配电箱和主泵变频器的高压直流传输端相连。
[0016]可选的，所述外接电源模块的外部电源连接端用于接入380V交流电源，外接电源模块将接入的380V交流电源传输至充电机的电源输入端，以及经第一切换开关传输至主泵变频器的外接电源输入端。
[0017]可选的，抓料机还包括高压直流用电器，高压配电箱的高压直流输出端还连接高压直流用电器的电源输入端。抓料机的高压直流用电器包括空调等电器设备。
[0018]第二方面，本专利技术提供一种基于前述抓料机电源驱动系统的驱动控制方法，由控制模块执行，包括：抓料机行驶状态下，控制第二切换开关导通，使得内置电源模块经变配电模块向低压电气系统以及主泵电机提供工作电源；抓料机抓料作业前，外部交流电源接入外接电源模块后，控制第一切换开关导通、第二切换开关断开，使得内置电源模块终止向变配电模块输出电源，外部交流电源经变配电模块向低压电气系统以及主泵电机提供工作电源；获取内置电源模块中电池包的剩余电量信号，根据剩余电量信号，响应于剩余电量小于或等于设定阈值，则控制充电控制开关导通，并控制充电机运行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抓料机电源驱动系统，其特征是，包括用于驱动抓料机行驶或抓取作业的主泵，用于驱动主泵运行的主泵电机，以及内置电源模块、外接电源模块、电源切换开关模块、变配电模块和控制模块；所述变配电模块包括外接电源输入端、内置电源输入端、连接主泵电机的高压交流输出端，以及连接抓料机低压电气系统的低压直流输出端；所述内置电源模块的电源输出端连接变配电模块的内置电源输入端；所述外接电源模块包括外部电源连接端，外接电源模块的电源输出端连接变配电模块的外接电源输入端；所述电源切换开关模块包括连接在外接电源模块与变配电模块之间电源传输线路上的第一切换开关，和连接在内置电源模块与变配电模块之间电源传输线路上的第二切换开关；控制模块控制所述第一切换开关和第二切换开关的通断状态。2.根据权利要求1所述的抓料机电源驱动系统，其特征是，所述控制模块控制第一切换开关和第二切换开关中的至多一个处于导通状态。3.根据权利要求1所述的抓料机电源驱动系统，其特征是，所述内置电源模块包括至少一个电池包，电池包包括连接变配电模块内置电源输入端的高压直流输出端。4.根据权利要求3所述的抓料机电源驱动系统，其特征是，所述内置电源模块还包括充电机，充电机的电源输入端连接外接电源模块，输出端连接电池包；控制模块控制充电机将外接电源转换为充电电源，向电池包充电；充电机与电池包之间的电源传输线路上设有充电控制开关，控制模块控制充电控制开关的导通状态。5.根据权利要求4所述的抓料机电源驱动系统，其特征是，所述电池包连接有电量检测单元，电量检测单元检测电池包的剩余电量信号传输至控制模块，控制模块根据所述剩余电量信号控制所述充电控制开关的导通状态。6.根据权利要求4所述的抓料机电源驱动系统，其特征是，所述充电机包括多组充电电源输出端，多组充电电源输出端并联连接电池包的充电输入端，各组充电电源输出端与电池包连接的电源传输线路上分别设有所述充电控制开关。7.根据权利要求5所述的抓料机电源驱动系统，其特征是，所述控制模块包括电池控制器，电池控制器控制充电机的运行和充电控制开关的通断状态；电量...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈相奇，张学文，杨玉平，熊亮，曹雅雯，刘天宇，
申请(专利权)人：徐州徐工港口机械有限公司，
类型：发明
国别省市：