本發(fā)明涉及整流器，尤其涉及一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的新能源拖電式工程機(jī)械普遍采用電滑環(huán)和整流器的分立式方案，受限于電滑環(huán)及大線徑高壓線纜的制作成本、體積大小及絕緣性能，無(wú)法支持大功率的電功率輸出，且無(wú)法進(jìn)行整車(chē)高壓系統(tǒng)的絕緣性能檢測(cè)，同時(shí)也不能有效控制電滑環(huán)的回轉(zhuǎn)角度，限制了大噸位的工程機(jī)械新能源化，故而急需設(shè)置一種可以將電滑環(huán)與整流器集合在同一個(gè)產(chǎn)品中，并針對(duì)新能源工程機(jī)械需求功率大、盡可能前端電網(wǎng)的負(fù)荷、司機(jī)需要通過(guò)駕駛室面板進(jìn)行個(gè)性化控制等特點(diǎn)，將rst三相輸入分立成兩組，并使用了can控?cái)喔邏郝菲?、水冷直流電抗、絕緣檢測(cè)儀及回轉(zhuǎn)電機(jī)，以滿足新能源拖電式工程機(jī)械的個(gè)性化控制及故障診斷需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服在整流器在使用的過(guò)程中，整流器和電滑環(huán)采用分立式方案，受限于電滑環(huán)及大線徑高壓線纜的制作成本、體積大小及絕緣性能，無(wú)法支持大功率的電功率輸出，且無(wú)法進(jìn)行整車(chē)高壓系統(tǒng)的絕緣性能檢測(cè)，同時(shí)也不能有效控制電滑環(huán)的回轉(zhuǎn)角度的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，包括有整流器本體、電滑環(huán)裝置、回轉(zhuǎn)電機(jī)、dcac模塊和自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；整流器本體外側(cè)電性連接有電滑環(huán)裝置；電滑環(huán)裝置外側(cè)電性連接有回轉(zhuǎn)電機(jī)；回轉(zhuǎn)電機(jī)外側(cè)安裝有用于進(jìn)行無(wú)感foc控制的dcac模塊；電滑環(huán)裝置外圍安裝有通過(guò)回轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

3、優(yōu)選的，本發(fā)明將電滑環(huán)裝置與大功率的整流器本體結(jié)合在一起，通過(guò)使用dcac模塊進(jìn)行無(wú)感foc控制回轉(zhuǎn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電滑環(huán)裝置外圍的自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且在控制時(shí)使用角度編碼器進(jìn)行位置閉環(huán)控制，可精確控制電滑環(huán)裝置的回轉(zhuǎn)角度，以實(shí)現(xiàn)和工程機(jī)械回轉(zhuǎn)角度的高度同步。

4、作為優(yōu)選，dcac模塊外側(cè)電性連接有母線支撐電容，母線支撐電容外側(cè)電性連接有緩沖電阻，母線支撐電容和緩沖電阻不僅保證了母線電壓的穩(wěn)定性和逆變器輸出的交流電質(zhì)量，還提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。

5、作為優(yōu)選，母線支撐電容外側(cè)電性連接有絕緣檢測(cè)儀，絕緣檢測(cè)儀外側(cè)通過(guò)水冷直流電抗電性連接有預(yù)充繼電器，利用絕緣檢測(cè)儀便于進(jìn)行整車(chē)高壓回路的絕緣診斷，使用水冷直流電抗，在提高功率因數(shù)的同時(shí)對(duì)整體裝置進(jìn)行了小型化，便于整流器的上車(chē)布置安裝和使用。

6、作為優(yōu)選，預(yù)充繼電器外側(cè)電性連接有內(nèi)部使用兩組can控的高壓斷路器，高壓斷路器外側(cè)一端設(shè)有三相輸入端口，利用增設(shè)一組三相輸入端口實(shí)現(xiàn)高壓輸入線徑的減小，使用高壓斷路器進(jìn)行三相輸入的投入及切除，便于控制策略的實(shí)現(xiàn)及后期的維護(hù)保養(yǎng)。

7、作為優(yōu)選，高壓斷路器外側(cè)電性連接有自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)花鍵與齒輪驅(qū)動(dòng)自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)化的自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減少了人工調(diào)整高壓斷路器位置的需求，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并提高了工作效率。

8、作為優(yōu)選，自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的角度值可以通過(guò)主控芯片驅(qū)動(dòng)編碼器進(jìn)行采集，通過(guò)編碼器采集到的角度值，主控芯片可以實(shí)時(shí)獲取自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信息，為后續(xù)的控制決策提供動(dòng)態(tài)反饋。

9、作為優(yōu)選，整流器本體外側(cè)三相交流輸入端安裝霍爾電流傳感器，通過(guò)霍爾電流傳感器可以監(jiān)控直流輸出功率及電流，便于整車(chē)進(jìn)行功率計(jì)算和整機(jī)的故障診斷。

10、作為優(yōu)選，整流器本體的三相進(jìn)線通過(guò)高壓線纜與前端變壓器連接，整流器本體通過(guò)內(nèi)部can報(bào)文下發(fā)指令控制高壓斷路器吸合，實(shí)現(xiàn)了整流器本體對(duì)電路的自動(dòng)化控制，可以與其他自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)無(wú)縫集成，提高整個(gè)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和運(yùn)行效率。

11、本發(fā)明的有益效果：

12、1、傳統(tǒng)電滑環(huán)裝置為三相四線制輸入輸出，無(wú)法支持需求大功率時(shí)粗線徑的需求；將電滑環(huán)裝置與大功率的整流器本體整合到同一個(gè)箱體上，可對(duì)三相輸入進(jìn)行拆分，保證線纜外徑和散熱滿足需求；且增設(shè)了回轉(zhuǎn)電機(jī)，便于在車(chē)輛運(yùn)動(dòng)或進(jìn)行回轉(zhuǎn)操作時(shí)高壓線纜保持最小幅度的運(yùn)動(dòng)，從而方便整車(chē)作業(yè)，且減小了高壓線纜的制作成本；

13、2、電滑環(huán)裝置本身無(wú)法進(jìn)行絕緣檢測(cè)，而在整流器本體內(nèi)部增設(shè)絕緣檢測(cè)儀，便于進(jìn)行整車(chē)高壓回路的絕緣診斷，通過(guò)增設(shè)一組三相輸入端口實(shí)現(xiàn)高壓輸入線徑的減小，使用高壓斷路器進(jìn)行三相輸入的投入及切除，便于控制策略的實(shí)現(xiàn)及后期的維護(hù)保養(yǎng)，同時(shí)本發(fā)明在高壓斷路器后端將兩組三相輸入并到一起并接入整流橋堆，便于出現(xiàn)一組三相故障時(shí)的降功率運(yùn)行，而通過(guò)霍爾電流傳感器可以監(jiān)控直流輸出功率及電流，便于整車(chē)進(jìn)行功率計(jì)算和整機(jī)的故障診斷；

14、3、傳統(tǒng)整流器本體要提高功率因數(shù)，需要在一級(jí)配電處增設(shè)交流電康，或者在直流側(cè)外接風(fēng)冷電抗，占地面積達(dá)且成本過(guò)高，無(wú)法滿足工程機(jī)械車(chē)輛全環(huán)境作業(yè)及運(yùn)動(dòng)的需求；而本發(fā)明內(nèi)置水冷電抗可減小整套系統(tǒng)的占地面積，充分利用車(chē)上空間，便于工程機(jī)械車(chē)輛的作業(yè)。

技術(shù)特征：

1.一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，包括有整流器本體(1)；其特征在于：還包括有電滑環(huán)裝置(2)、回轉(zhuǎn)電機(jī)(3)、dcac模塊(4)和自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)；整流器本體(1)外側(cè)電性連接有電滑環(huán)裝置(2)；電滑環(huán)裝置(2)外側(cè)電性連接有回轉(zhuǎn)電機(jī)(3)；回轉(zhuǎn)電機(jī)(3)外側(cè)安裝有用于進(jìn)行無(wú)感foc控制的dcac模塊(4)；電滑環(huán)裝置(2)外圍安裝有通過(guò)回轉(zhuǎn)電機(jī)(3)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，其特征在于：dcac模塊(4)外側(cè)電性連接有母線支撐電容(6)，母線支撐電容(6)外側(cè)電性連接有緩沖電阻(7)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，其特征在于：母線支撐電容(6)外側(cè)電性連接有絕緣檢測(cè)儀(8)，絕緣檢測(cè)儀(8)外側(cè)通過(guò)水冷直流電抗電性連接有預(yù)充繼電器(9)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，其特征在于：預(yù)充繼電器(9)外側(cè)電性連接有內(nèi)部使用兩組can控的高壓斷路器(10)，高壓斷路器(10)外側(cè)一端設(shè)有三相輸入端口。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，其特征在于：高壓斷路器(10)外側(cè)電性連接有自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)，回轉(zhuǎn)電機(jī)(3)通過(guò)花鍵與齒輪驅(qū)動(dòng)自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，其特征在于：自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)旋轉(zhuǎn)的角度值可以通過(guò)主控芯片驅(qū)動(dòng)編碼器進(jìn)行采集。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，其特征在于：整流器本體(1)外側(cè)三相交流輸入端安裝霍爾電流傳感器(11)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，其特征在于：整流器本體(1)的三相進(jìn)線通過(guò)高壓線纜與前端變壓器連接，整流器本體(1)通過(guò)內(nèi)部can報(bào)文下發(fā)指令控制高壓斷路器(10)吸合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及整流器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器。技術(shù)問(wèn)題：在整流器在使用的過(guò)程中，整流器和電滑環(huán)采用分立式方案，受限于電滑環(huán)及大線徑高壓線纜的制作成本、體積大小及絕緣性能，無(wú)法支持大功率的電功率輸出，且無(wú)法進(jìn)行整車(chē)高壓系統(tǒng)的絕緣性能檢測(cè)，同時(shí)也不能有效控制電滑環(huán)的回轉(zhuǎn)角度的問(wèn)題。技術(shù)方案：一種具有自回轉(zhuǎn)機(jī)制的工程機(jī)械用整流器，包括有整流器本體、電滑環(huán)裝置、回轉(zhuǎn)電機(jī)、DCAC模塊和自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明將電滑環(huán)裝置與大功率的整流器本體結(jié)合在一起，通過(guò)使用DCAC模塊進(jìn)行無(wú)感FOC控制回轉(zhuǎn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且在控制時(shí)使用角度編碼器進(jìn)行位置閉環(huán)控制，可精確控制電滑環(huán)裝置的回轉(zhuǎn)角度。

技術(shù)研發(fā)人員：林筱,劉運(yùn)寶,曹保平,李伯潤(rùn),彭子昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海戟鋒尚馳電氣有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10