用于熨平板加热的集成发电机制造技术

用于熨平板加热的集成发电机。本发明专利技术涉及一用于将摊铺材料的垫料(26)铺设在摊铺表面(12)上的摊铺机(10)，包括发电机(66)，例如开关磁阻发电机(66)，其与泵驱动装置(64)集成并与摊铺机(10)的动力源(16)输出轴(62)有效连接。发电机(66)向功率转换器(68)输出交流电，接着功率转换器(68)向多个熨平板加热元件(60)输出直流电，以产生热量来加热熨平板(22)。摊铺机(10)还可包括绝缘监控系统(90)，其用于通过将部件(44)中的电流电平与预定的最大电流电平进行比较来判断电子部件(44)中是否出现接地故障。摊铺机(10)的控制器可监控发电机(66)的温度并产生动力源(16)的速度以防止过热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于熨平板加热的集成发电机
本专利技术总体涉及通过机器操作来将摊铺材料的垫料铺设在摊铺表面上的摊铺机，更具体地，涉及一种提高加热过程效率和可靠性的办法，该加热过程用于将摊铺机熨平板加热至最佳温度以便将垫料摊铺在摊铺表面上。
技术介绍
当修建公路和停车场等时，摊铺机可将诸如沥青等摊铺材料沉积在摊铺表面上，从而形成平坦一致的车辆通行表面。建筑工地的摊铺机(例如沥青摊铺机)通常是最先进的自动工程机械，专用于接收、传送、分配、成型和部分压缩沥青材料。摊铺机接受加热至合适温度的沥青材料，使其流动甚至铺展至摊铺机前的接收漏斗。使用设置在漏斗底部的平行板条式输送机或其它类型的输送机将漏斗中的沥青材料传送至摊铺机的尾部。从漏斗传送的沥青材料通过两个相对的螺钉或铺展输送机或螺旋钻沿着预设的传送带或垫料分布，自由流动的熨平板使得沥青材料在摊铺表面上成型并压缩成为垫料。操作者可手动控制摊铺机及其零件的运行以分散沥青材料并在摊铺表面上制造垫料。在许多摊铺机中，系统设置成自动操作并控制摊铺过程以使摊铺机稳定操作，从而保证了垫料均匀地铺设在摊铺表面上，并且避免了垫层完整性和长度方面的缺陷。自动化系统可以包括对以下进行控制：摊铺机的速度、散布沥青材料的输送机和螺旋钻的作业、熨平板的竖直定位和温度控制。可以在诸如铺设一段高速公路或停车场的铺路工作的初始设置过程期间设定控制设置。在摊铺过程中，熨平板必须被加热，这样当熨平板通过并且压实垫料时热的摊铺材料才不会粘到底面上。熨平板具有将熨平板加热至摊铺所需要的温度的多个电加热元件。加热元件经由继电器从摊铺机的发电机接收电力。在大多数当前的摊铺机中，诸如燃气或柴油内燃机之类的动力源具有驱动泵传动的输出轴。泵传动继而驱动向摊铺机的各种系统提供气压、液压和机械动力的多个泵和/或电机。泵或电机之一驱动向熨平板加热元件提供电力的发电机。在这些应用中使用的大多数发电机提供频率随着动力源的输出轴的转速变化而变化的交流电(交流)。附加的整流电路或其他信号调节装置被设置以将发电机的输出转换为具有近似恒定频率的交流电。如上所述，使用一串互连的组件导致电力损耗和效率降低，增加了摊铺机的操作成本。一些摊铺机装置中，动力源与发电机之间的连接更加直接。例如，美国专利申请公布号2010/0296866(2010年11月25日公开)《摊铺机和方法"PaverandMethod,"》公开了安装在用于摊铺机机泵的取力齿轮、或者安装在摊铺机的底盘的悬架，或者安装在摊铺机的内燃机的控制台上的发电机。发电机可以通过永久传动连接件(例如皮带传动或传动轴)来驱动。然而，与以上描述相比，该公开专利技术没有给出摊铺机的加热元件的任何替代连接方案。在具有上述熨平板加热装置的摊铺机的操作期间，在垫料被铺在摊铺表面上时熨平板温度被维持在所期望的水平。通常，每一个熨平板加热元件具有在接地故障的情况下跳闸以防止损坏组件的相应的断路器。当接地故障发生时，断路器跳闸，不另行向操作者发出相应加热元件没有接收电力的指示。摊铺机在熨平板的一部分冷却时继续将垫料铺设在摊铺表面上，并且只有当部分垫料由于接触部分受冷熨平板而产生了不利影响时，操作者才可能发现加热元件的故障。由于在当前的摊铺机中，在向熨平板加热元件提供动力的过程中存在效率低和性能风险，所以需要改进对熨平板加热元件的供电和输电，并改进对接地故障情况的处理措施以将对由摊铺机铺设的垫料的不利影响减到最小。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，公开了一种用于将摊铺材料的垫料铺设在摊铺表面上的摊铺机。摊铺机可包括牵引机和熨平板。牵引机可具有：动力源，其具有输出轴；泵驱动装置，其与动力源的输出轴连接；发电机，其与泵驱动装置集成，并与动力源的输出轴有效连接以驱动发电机的转子并产生交流电；第一功率转换器，其与发电机有效连接以接收发电机所产生的交流电，进而将交流电转换成直流电(直流)并输出直流电；以及牵引机控制器，其与发电机有效连接以接收控制信号，并与第一功率转换器有效连接以传输并接收控制信号。熨平板可包括：区域电力配电箱，其具有多个主区域主干线；以及多个熨平板加热元件，其与牵引机控制器有效连接以传输控制信号。区域电力配电箱可与牵引机控制器有效连接以传输并接收控制信号，并与第一功率转换器有效连接以从第一功率转换器接收直流电，其中，将在区域电力配电箱接收到的直流电分布在所述多个主区域主干线之间。来自区域电力配电箱的所述多个主区域主干线中的每一个与所述多个熨平板加热元件中的对应一个有效连接，以从区域电力配电箱转移直流电，并且，所述多个熨平板加热元件产生热量以将熨平板加热至预定的摊铺温度。在本专利技术的另一方面中，公开了一种用于操作摊铺机以将摊铺材料的垫料摊铺在摊铺表面上的方法。该方法可包括：将摊铺机的动力源的输出轴有效连接到发电机的输入轴以驱动发电机的转子并产生交流电，其中，发电机与摊铺机的泵驱动装置集成，将来自发动机的交流电输出至第一功率转换器，在第一功率转换器将交流电转换为直流电，将直流电从第一功率转换器输出至摊铺机的熨平板的区域配电箱，将在区域配电箱接收的直流电分配至多个熨平板加热元件，以及通过从区域配电箱接收的直流电使多个熨平板加热元件发热以加热熨平板到预定的摊铺温度。其他方面由本专利的权利要求书限定。附图说明图1是摊铺机的透视图；图2是图1的摊铺机的侧视图；图3是在图1的摊铺机中实施的根据本专利技术的配电组件的示意图；以及图4是在图1的摊铺机中实施的根据本专利技术的熨平板热控制组件的示意图。具体实施方式尽管下文详细阐述了多种不同实施例的具体实施方式，但是应当理解，法律上的保护范围由本专利结尾的权利要求书来限定。具体实施方式应被解释为仅仅是示例性的，并没有描述每个可能的实施例，因为就算有可能，但是描述每个可能的实施例也是不实际的。使用现代技术或者在本专利的申请日之后开发的技术能够实施大量替代的实施例，但后者仍属于权利要求书限定的的范围内。还应当理解，除非在本文中有明确术语定义，否则均不明确或隐含地，在其一般含义在外，对术语的含义进行限制，并且这些术语也不应解释为限于根据本专利的任何段落(除了权利要求书的语言之外)中作出的任何陈述的范围内。在一定程度上，本专利末尾的权利要求书中引用的任何术语在本文中以单一意义的方式引用，这仅是为了清楚起见，以便不使读者感到混淆，并不意味着这种权利要求术语被隐含地或以其他方式限制到上述单一意义。图1是摊铺机10的图示。虽然在附图中摊铺机10被描绘为沥青摊铺机，但本公开的控制系统可在用于任何类型的摊铺材料的任何类型的摊铺机上使用，该任何类型的摊铺材料可在摊铺表面12上形成材料层并且其中电力被供应至熨平板加热元件。摊铺机10包括牵引机14、一个或多个牵引装置18和用于容纳摊铺材料的料斗20，该牵引机14具有动力源16，例如气轮机、燃气或柴油内燃机、电机等。该牵引装置18通过传动机构(未示出)可有效地耦合到动力源16以驱动牵引装置18并推进摊铺机10。虽然在附图中牵引装置18被示出为履带，牵引装置18也可以替换为滚轮或任何其他类型的牵引装置。牵引装置18也可以是不同类型的牵引装置的组合。例如，摊铺机10可包括履带和滚轮。摊铺机10还包括通过牵引臂24连接到牵引机14并且被拖曳在牵引机14之后的熨平板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将摊铺材料的垫料(26)铺设在摊铺表面(12)上的摊铺机(10)，所述摊铺机(10)包括：牵引机(14)，其包括：具有输出轴(62)的动力源(16)，连接至所述动力源(16)的所述输出轴(62)的泵传动(64)，与泵传动(64)集成的发电机(66)，所述发电机可有效连接到动力源(16)的输出轴(62)以驱动所述发电机(66)的转子以及产生交流(AC)电，与所述发电机(66)有效连接用以接收由发电机(66)产生的交流电，将交流转化成直流并输出直流电的第一功率转换器(68)，以及与所述发电机(66)有效连接用以接收控制信号并与所述第一功率转换器(68)有效连接用以传输和接收控制信号的牵引机(14)；以及熨平板(22)，其包括：具有多个主区域主干线(76)的区域电力配电箱(72)，所述区域电力配电箱(72)可有效连接到所述牵引机(14)控制器来传输并接收控制信号，并且可有效连接到所述第一功率转换器(68)以接收来自所述第一功率转换器(68)的直流电，其中，所述区域电力配电箱(72)接收到的直流电在所述多个主区域主干线(76)之间分配，以及有效连接到所述牵引机(14)控制器以发送控制信号的多个熨平板加热元件(60)，其中来自所述区域电力配电箱(72)的所述多个主区域主干线(76)的每一个可有效连接到所述多个熨平板加热元件(60)的相应一个以从所述区域力配电箱(72)转移直流电，并且其中所述多个熨平板加热元件(60)产生热量将所述熨平板(22)加热到预定的摊铺温度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.14 US 13/7154391.一种用于将摊铺材料的垫料(26)铺设在摊铺表面(12)上的摊铺机(10)，所述摊铺机(10)包括：牵引机(14)，其包括：具有输出轴(62)的动力源(16)，连接至所述动力源(16)的所述输出轴(62)的泵驱动装置(64)，与泵驱动装置(64)集成的发电机(66)，所述发电机可有效连接到动力源(16)的输出轴(62)以驱动所述发电机(66)的转子以及产生交流(AC)电，与所述发电机(66)有效连接用以接收由发电机(66)产生的交流电，将交流转化成直流并输出直流电的第一功率转换器(68)，以及与所述发电机(66)有效连接用以接收控制信号并与所述第一功率转换器(68)有效连接用以传输和接收控制信号的牵引机(14)；以及熨平板(22)，其包括：具有多个主区域主干线(76)的区域电力配电箱(72)，所述区域电力配电箱(72)可有效连接到所述牵引机(14)控制器来传输并接收控制信号，并且可有效连接到所述第一功率转换器(68)以接收来自所述第一功率转换器(68)的直流电，其中，所述区域电力配电箱(72)接收到的直流电在所述多个主区域主干线(76)之间分配，以及有效连接到所述牵引机(14)控制器以发送控制信号的多个熨平板加热元件(60)，其中来自所述区域电力配电箱(72)的所述多个主区域主干线(76)的每一个可有效连接到所述多个熨平板加热元件(60)的相应一个以从所述区域电力配电箱(72)转移直流电，并且其中所述多个熨平板加热元件(60)产生热量将所述熨平板(22)加热到预定的摊铺温度。2.根据权利要求1的摊铺机(10)，其中所述牵引机(14)包括有效连接到所述牵引机(14)控制器来传输并接收控制信号的绝缘监视系统(90)，其中发电机(66)，第一功率转换器(68)，区域电力配电箱(72)，以及多个熨平板加热元件(60)将电流测定信号传输到所述牵引机(14)控制器，其中所述绝缘监视系统(90)用于将电流测定信号中电流电平与预定最大电流电平进行比较，并在电流测定信号中的一个的电流电平大于预定最大电流电平时，确定是否在所述发电机(66)、所述第一功率转换器(68)、所述区域电力配电箱(72)和所述多个熨平板加热元件(60)其中的一个发生了第一接地故障。3.根据权利要求2的摊铺机(10)，其中所述绝缘监视系统(90)用于在确定发生第一接地故障的同时，确定是否有额外的接地故障发生，并且其中所述牵引机(14)控制器用于在所述绝缘监视系统(90)检测出其检测到的多个接地故障并未超出预定的接地故障数目时，输出操作者通知信号，而一旦达到预定的故障数目，则需要切断下列用于传输引起接地故障检测的电流测量信号的各种部件的供电，包括所述发电机(66)、所述第一功率转换器(68)、所述区域电力配电箱(72)和所述多个熨平板加热元件(60)。4.根据权利要求3的摊铺机(10)，其中所述牵引机(14)包括有效连接到所述牵引机(14)控制器的输出显示器，其中所述牵引机(14)控制器向所述输出显示器输出操作者通知信号，并且所述输出显示器在收到操作者通知信号时输出感观可察觉的接地故障通知。5.根据权利要求3的摊铺机(10)，其中，所述牵引机(14)控制器用于在所述绝缘监控系统(90)确定所述绝缘监控系统(90)检测到的接地故障的数目等于需要断电的预定接地故障数目时，关闭下列用于传输引起接地故障检测的电流测量信号的各种部件，包括所述发电机(66)、所述第一功率转换器(68)、所述区域电力配电箱(72)和所述多个熨平板加热元件(60)。6.根据权利要求2的摊铺机(10)，其中，所述牵引机(14)控制器用于在所述第一接地故障被确定为交流接地故障，以及导致所述交流接地故障的一个电流测量信号的电流电平被确定为大...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·M·索普科，R·T·泰斯，R·J·洛德，T·A·雷利赫，E·L·威尔，R·W·林德赛，R·T·阿德拉，
申请(专利权)人：卡特彼勒路面机械公司，
类型：发明
国别省市：美国;US