一种电传动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种电传动系统及其控制方法，所述系统包括：与内燃机相连的发电机、与蓄电池相连的变流器以及与待驱动系统相连的电动机，其中，所述变流器分别与所述发电机和所述电动机相连；所述变流器用于驱动所述发电机和所述发电机运行，所述发电机用于在所述变流器的驱动下带动所述内燃机启动，以使所述内燃机启动后向所述发电机传输动力，所述发动机用于在所述变流器的驱动下带动所述待驱动系统启动运行，本发明专利技术提供的电传动系统，解决了现有机械传动过程中传动器件易磨损、操作复杂且对操作者要求较高的技术问题。

Electric drive system and control method thereof

The invention provides an electric drive system and its control method, the system includes: connected with the internal combustion engine, the generator is connected to the battery converter and to drive motor, which connected the system, the converter is respectively connected with the generator and the motor is connected; the converter for driving the generator and the operation of the generator, the generator is used to drive the engine starting in driving the converter, so that the internal combustion engine after starting the generator to transmit power from the engine to drive the converter in the drive of the drive system to start running, the electric drive system provided by the invention that solves the problem of mechanical transmission in the process of driving device, easy to wear, the operation is complicated and requires high technology to the operator.

【技术实现步骤摘要】
一种电传动系统及其控制方法
本专利技术涉及一种传动系统，特别涉及一种用于拖拉机的电传动系统及其控制方法。
技术介绍
随着农业经济的发展，农田耕作方式由人工作业逐渐向机械化作业转型。因此，对大型农机设备的需求逐渐增加，传统的农机设备，如拖拉机，其传动系统有机械式、液压式和液力式等，其中，机械式传动系统应用最为广泛。目前，机械式传动系统中，主要包括：动力输出机构(如柴油机)，传动离合机构(包括离合器)、变速机构(包括变速箱)和变换旋转平面方向机构，同时辅以必要的联轴机构和减速机构(减速箱)，运行时，首先柴油机的动力输出后，通过动力输出轴传动到离合器，离合器结合时，动力经离合器传到变速箱，变速箱挂上档时，动力经变速箱传到中央传动轴，再由中央传动轴分左右两边一级或一级以上的减速箱把动力传到左右两驱动轮。然而，现有的传动系统中，从动力输出轴到驱动轮之间设置存在复杂的机械传动系统，包括操作离合器、切换档位以及控制制动器等频繁操作过程，当操作者操作不当时，极易造成设备非正常磨损、柴油机频繁熄火、燃油浪费等后果，而且车辆驾驶较为复杂，对操作者的要求较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种电传动系统及其控制方法，解决了现有机械传动过程中传动器件易磨损、操作复杂且对操作者要求较高的技术问题。本专利技术提供一种电传动系统，包括：与内燃机相连的发电机、与蓄电池相连的变流器以及与待驱动系统相连的电动机，其中，所述变流器分别与所述发电机和所述电动机相连；所述变流器用于驱动所述发电机和所述发电机运行，所述发电机用于在所述变流器的驱动下带动所述内燃机启动，以使所述内燃机启动后向所述发电机传输动力，所述发动机用于在所述变流器的驱动下带动所述待驱动系统启动运行。本专利技术的具体实施方式中，所述变流器包括：第一变流器，第二变流器和第三变流器，其中，所述第一变流器与所述蓄电池相连，所述第二变流器分别与所述第一变流器、所述第三变流器和所述发电机相连，所述第三变流器与所述第一变流器和所述电动机相连。本专利技术的具体实施方式中，所述第一变流器为直流DC-DC变流器。本专利技术的具体实施方式中，所述第二变流器和所述第三变流器均由两个绝缘栅双极型晶体管IGBT并联组成。本专利技术的具体实施方式中，所述发电机和所述第二变流器之间以及所述电动机和所述第三变流器之间均通过主线缆和信号线缆相连，其中所述信号线缆包括速度传感器输出信号线和温度传感器输出信号线。本专利技术的具体实施方式中，所述发电机为三相异步发电机，所述电动机为三相异步电动机。本专利技术提供一种电传动系统的控制方法，所述电传动系统为上述任一所述的电传动系统，所述电传动系统的控制方法包括：变流器根据启动指令驱动发电机启动运行以带动内燃机启动；当所述内燃机启动运行后，所述发电机在所述内燃机的带动下进行发电并输出交流电；所述变流器根据速度控制指令将所述发电机输出的交流电转化为直流电以驱动电动机启动运行。本专利技术的具体实施方式中，所述方法还包括：所述变流器将所述发电机输出的交流电进行转化并降压处理以供蓄电池进行充电。本专利技术的具体实施方式中，所述方法还包括：所述变流器根据功率请求指令控制所述发电机的发电功率。本专利技术提供一种电传动系统，通过发电机与内燃机相连，变流器与发电机、蓄电池和电动机相连，电动机与待驱动系统相连，这样，变流器首先将蓄电池的电压进行升压处理以驱动发电机启动运行，发电机的运行带动内燃机启动运行，内燃机启动运行后向发电机进行动力输出，使得发电机进行发电，变流器根据外部速度控制指令对发电机输出的电压进行转化以驱动电动机运行，电动机的运行带动待驱动系统进行运行，操作时，设备运行速度的控制只需要通过控制电动机的转速即可实现，而电动机的转速通过与电动机相连的踏板进行控制，所以，电传动系统中省去了传动机械传功系统中频繁的离合-换挡的过程，操作更加简单，同时发电机和电动机这两个主要运转部件之间不存在磨损，从而降低了机械磨损和冲击，提高传动效率，因此，本专利技术提供的电传动系统，解决了现有机械传动过程中传动器件易磨损、操作复杂且对操作者要求较高的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术电传动系统的结构示意图；图2是本专利技术电传动系统的又一结构示意图；图3是本专利技术电传动系统中变流器的连接结构示意图；图4是本专利技术电传动系统中变流器与发电机的连接示意图；图5是本专利技术电传动系统中变流器与电动机的连接示意图；图6是本专利技术电传动系统的控制方法的流程示意图；图7是本专利技术电传动系统的控制方法的又一流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例提供的电传动系统通过发电机控制系统的输入能量，通过电动机驱动设备(如拖拉机)的运行，省去了传统机械传动系统中的离合-换挡的过程，操作更加简单。图1是本专利技术电传动系统的结构示意图，如图1所示，电传动系统包括：与内燃机10相连的发电机20、与蓄电池60相连的变流器50，与待驱动系统40相连的电动机30，其中，变流器50分别与发电机20和电动机30相连，变流器50同时控制发电机20和电动机30的运行，发电机20用于在变流器50的驱动下带动内燃机10启动，以使内燃机10启动后向发电机20传输动力，即发电机20首先用于带动内燃机10启动，当内燃机10启动后，内燃机10会输出动力，而内燃机10的输出动力轴与发电机20相连，这样发电机20在内燃机10的带动下进入发电运行工况，此时发电机20用于给系统提供发电量，其中，内燃机10例如可以为柴油机，变流器50根据内燃机10的转速、功率和负载率等参数限值，对发电机20的发电功率进行限制，防止内燃机10过载保护。本实施例中，根据外部速度控制指令，变流器50对发电机20输出的电压进行转化并控制电动机30启动运行，电动机30的运行驱动待驱动系统40运行，同时，变流器50对发电机20输出的电压进行降压处理，降压处理后的电压可以给蓄电池60进行充电，本实施例中，蓄电池60用于在变流器50驱动发电机20启动时提供一个电压，具体为，变流器50将蓄电池60的DC12V电压升至DC120V，使得中间直流母线电压为DC120V，从而驱动发电机20进行运行，发电机20运行时，根据内燃机10的启动要求，变流器50控制发电机20的输出转速，扭矩等参数(一般内燃机10的启动转速为100-120rpm，扭矩为400-450Nm)，这样带动内燃机10启动。本实施例中，电传动系统通过变流器50控制发电机20和电动机30进行动力传输，变流器50根据实际的耗能情况，控制发电机20的发电量，使得内燃机10保持在有效的燃油工作中，这样能够有效节省能源，同时，电传动系统通过电动机3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电传动系统，其特征在于，包括：与内燃机相连的发电机、与蓄电池相连的变流器以及与待驱动系统相连的电动机，其中，所述变流器分别与所述发电机和所述电动机相连；所述变流器用于驱动所述发电机和所述发电机运行，所述发电机用于在所述变流器的驱动下带动所述内燃机启动，以使所述内燃机启动后向所述发电机传输动力，所述发动机用于在所述变流器的驱动下带动所述待驱动系统启动运行。

【技术特征摘要】
1.一种电传动系统，其特征在于，包括：与内燃机相连的发电机、与蓄电池相连的变流器以及与待驱动系统相连的电动机，其中，所述变流器分别与所述发电机和所述电动机相连；所述变流器用于驱动所述发电机和所述发电机运行，所述发电机用于在所述变流器的驱动下带动所述内燃机启动，以使所述内燃机启动后向所述发电机传输动力，所述发动机用于在所述变流器的驱动下带动所述待驱动系统启动运行。2.根据权利要求1所述的电传动系统，其特征在于，所述变流器包括：第一变流器，第二变流器和第三变流器，其中，所述第一变流器与所述蓄电池相连，所述第二变流器分别与所述第一变流器、所述第三变流器和所述发电机相连，所述第三变流器与所述第一变流器和所述电动机相连。3.根据权利要求2所述的电传动系统，其特征在于，所述第一变流器为直流DC-DC变流器。4.根据权利要求2或3所述的电传动系统，其特征在于，所述第二变流器和所述第三变流器均由两个绝缘栅双极型晶体管IGBT并联组成。5.根据权利要求2所述的电传动系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董笑辰，马晨普，张福景，赵研，滕奔，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21