分布式自适应散热系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及矿山机械技术领域，具体为矿用自卸车分布式自适应散热系统及其控制方法。


背景技术：

2.矿用自卸车是大型露天矿山重要的物料运输设备，年平均运行小时6500小时以上，年运输物料300万吨以上，平均可用率超过85%。矿用自卸车具有载重量大、负荷率高、运距短等特点，运行环境通常具有高温、高海拔、湿热、大坡度等特点，这就对矿车的散热系统提出了很高的要求。
3.100吨级以上矿用自卸车通常采用电传动系统，整车散热系统主要包括动力散热系统、液压散热系统和电驱系统散热系统三部分。电驱动系统是整车的主要动力传动系统，其可靠性和稳定性，直接决定了车辆的运行效率。
4.现有技术中传统的电驱动系统采用集中式散热系统，即主发电机直接带动鼓风机给变流器、发电机和电动轮散热，风量和风压无法根据负载进行调节，部分负载部件经常处于欠散热或过散热状态，导致部件故障频发，且辅助功率消耗大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供分布式自适应散热系统及其控制方法，以解决上述背景技术提出的传统的电驱系统通过集中散热导致部分负载部件经常处于散热不稳定的状态，故障率大大增加以及辅助功率消耗大的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：分布式自适应散热系统，包括：
7.主发电机散热系统，所述主发电机散热系统包括引风道，所述引风道一端与发电机组相连，所述引风道另一端集成于框架上，通过发电机组自身散热机构吸风散热；
8.电动轮散热系统，所述电动轮散热系统包括集成于所述框架上的第一引风机构、与所述第一引风机构相连的电动轮散热风道，所述电动轮散热风道另一端连接后桥壳对内部制动驱动机构进行散热；
9.变流柜散热系统，所述变流柜散热系统包括集成于所述框架上的第二引风机构和与所述第二引风机构相连的变流柜散热风道，所述变流柜散热风道另一端与变流柜体出风口相连，所述第二引风机构另一端设有向斜面出风的出风口。
10.优选的，所述引风道包括进风道和所述进风道任意一端连接的第一软风道，所述第一软风道的另一端与所述发电机组相连，所述进风道远离所述第一软风道的另一端留有进风口，所述进风道通过第一支架限位于框架上。
11.优选的，所述进风道的所述进风口呈前后贯通状设置。
12.优选的，所述进风口处安装有第一网板。
13.优选的，所述第一引风机构包括第一风机、与所述第一风机同轴相连的第一电机，所述第一电机通过第二支架安装于所述框架上；
14.所述电动轮散热风道包括与所述第一风机相连的第一转接风道和与所述后桥壳相连通的第二软风道，所述第一转接风道的另一端连接有第三软风道，所述第二软风道另一端连接有第二转接风道，所述第三软风道与所述第二转接风道相连通。
15.优选的，所述后桥壳内设有用于分散引导所述后桥壳入口风的导流板。
16.优选的，所述导流板的形状呈八字圆弧形设置。
17.优选的，所述后桥壳内的所述制动驱动机构包括行车制动器、安装于所述行车制动器上的行车制动盘、与所述行车制动盘同轴安装的驻车制动盘、用于锁止所述驻车制动盘的驻车制动器和用于驱动轮胎的电驱动轮。
18.优选的，所述第二引风机构包括第二风机，用于驱动所述第二风机且同轴连接的第二电机，所述第二电机通过第三支架集成于所述框架上；
19.所述变流柜散热风道包括与所述第二风机相连通的第四软风道，所述第四软风道另一端设有连接接口，所述第四软风道通过所述连接接口限位于所述变流柜体的出风口。
20.优选的，所述变流柜散热风道还包括安装于所述第二风机出风口的出风组件，所述出风组件呈扇形设置。
21.优选的，所述出风组件远离所述第二风机的另一端设有第二网板。
22.分布式自适应散热系统的控制方法，基于上述分布式自适应散热系统，本控制方法分别通过主发电机散热系统和电动轮散热系统强制吹风，变流柜散热系统强制吸风进行散热，包括：s1散热系统检测控制和s2自清洁控制；具体为如下：
23.s1散热系统检测控制：通过主控制器对整个电传动系统进行分析判断和控制，当任意一组主体发生负载温度和压力异常时，温度传感器和压力传感器将反馈信息发送给主控制器进行调速，直至符合当前工况要求为止；
24.调速时：
25.需要对发电机组进行散热的时候，通过发电机组自带的散热机构吸风，外部空气通过进风道上的进风口1-0进入，经过第一软风道进入发电机组中进行散热；
26.需要对制动驱动机构进行散热的时候，启动第一电机带动第一风机进行转动将外部空气通过第一转接风道、第三软风道、第二转接风道和第二软风道排入后桥壳内，并且后桥壳内的八字弧形导流板将空气分流至两侧的制动驱动机构中进行散热；
27.需要对变流柜体进行散热的时候，启动第二电机带动第二风机转动，变流柜体内部产生负压外部空气进入，热空气通过第四软风道被转动的第二风机吸入并且从出风组件排出进行散热；出风组件呈扇形热空气向斜侧排出车体外；
28.s2自清洁控制：当需要对发电机组、制动驱动机构和/或变流柜体进行清洁时通过主控制器控制启动发电机组散热机构、第一电机和/或第二电机反转实现散热系统的自清洁。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
30.本发明采用不同的交流电机对变流器、主发电机、电动轮进行独立散热，散热风量、风压可根据负载实时运行状态进行动态控制，以满足不同环境、工况下驱动部件的散热需求。同时交流风机可反转运行，将吸风变为吹风，实现散热系统的自清洁功能。
附图说明
31.图1为本发明分布式自适应散热系统整体结构示意图；
32.图2为本发明分布式自适应散热系统主发电机散热系统结构示意图；
33.图3为本发明分布式自适应散热系统电动轮散热系统结构示意图；
34.图4为本发明分布式自适应散热系统变流柜散热系统结构示意图；
35.图5为本发明分布式自适应散热系统主发电机散热系统进风道第一网板结构示意图；
36.图6为本发明分布式自适应散热系统变流柜散热系统出风组件第二网板结构示意图；
37.图7为本发明分布式自适应散热系统后桥壳内部结构示意图；
38.图8为本发明分布式自适应散热系统制动驱动机构结构示意图；
39.图9为本发明分布式自适应散热系统控制方法原理示意图。
40.图中：1、主发电机散热系统；1-0、进风口；1-1、进风道；1-1-1、第一网板；1-2、第一软风道；1-3、发电机组；1-4、第一支架；2、电动轮散热系统；2-1、第一电机；2-2、第二支架；2-3、第一风机；2-4、第一转接风道；2-5、第三软风道；2-6、第二转接风道；2-7、第二软风道；2-8、后桥壳；2-8-1、导流板；2-9、制动驱动机构；2-9-1、行车制动器；2-9-2、行车制动盘；2-9-3、驻车制动盘；2-9-4、驻车制动器；2-9-5、电驱动轮；2-9-6、驱动轮胎；3、变流柜散热系统；3-1、变流柜体；3-2、连接接口；3-3、第四软风道；3-4、第二风机；3-5、第二电机；3-6、第三支架；3-7、出风组件；3-7-1、第二网板。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
42.实施例
43.请参阅图1，分布式自适应散热系统，由主发电机散热系统1，电动轮散热系统2和变流柜散热系统3组成；
44.如图2所示，主发电机散热系统1的进风道1-1通过第一支架1-4限位于框架上，进风道1-1一端与第一软风道1-2相连，第一软风道1-2的另一端与发电机组1-3相连，进风道1-1远离第一软风道1-2的另一端留有呈前后贯通状的进风口1-0，通过发电机组1-3自身散热机构将风通过进风口1-0吸入散热；如图5所示，进风口1-0处安装有第一网板1-1-1。
45.如图3所示，电动轮散热系统2的第一电机2-1通过第二支架2-2安装于框架上，第一电机2-1与第一风机2-3同轴相连，第一转接风道2-4与第一风机2-3相连，第一转接风道2-4的另一端连接有第三软风道2-5，第三软风道2-5与第二转接风道2-6相连通，第二转接风道2-6另一端连接有第二软风道2-7，第二软风道2-7另一端与后桥壳2-8相连通；如图7所示，后桥壳2-8内设有用于分散引导后桥壳2-8入口风形状呈八字圆弧形的导流板2-8-1。第一风机2-3的引入的风进入后桥壳（2-8）对内部制动驱动机构（2-9）进行散热；
46.如图8所示，后桥壳2-8内的制动驱动机构2-9由行车制动器2-9-1、安装于行车制
动器2-9-1上的行车制动盘2-9-2、与行车制动盘2-9-2同轴安装的驻车制动盘2-9-3、用于锁止驻车制动盘2-9-3的驻车制动器2-9-4和用于驱动轮胎2-9-6的电驱动轮2-9-5。
47.如图4所示，变流柜散热系统3的第二电机3-5通过第三支架3-6集成于框架上，第二电机3-5与第二风机3-4同轴连接，第二风机3-4与第四软风道3-3相连通，第四软风道3-3通过连接接口3-2限位于变流柜体3-1的出风口。第二风机3-4出风口处还安装有呈扇形的出风组件3-7，如图6所示，出风组件3-7末端设有第二网板3-7-1。
48.如图9所示，分布式自适应散热系统的控制方法，基于上述的散热系统分别通过主发电机散热系统1和电动轮散热系统2强制吹风，变流柜散热系统3吸风进行散热，具体为如下：
49.s1散热系统检测控制：通过主控制器对整个电传动系统进行分析判断和控制，当任意一组主体发生负载温度和压力异常时，温度传感器和压力传感器将反馈信息发送给主控制器进行调速，直至符合当前工况要求为止；
50.调速时：
51.需要对发电机组1-3进行散热的时候，通过发电机组1-3自带的散热机构吸风，外部空气通过进风道1-1上的进风口1-0进入，经过第一软风道1-2进入发电机组1-3中进行散热；
52.需要对制动驱动机构2-9进行散热的时候，启动第一电机2-1带动第一风机2-3进行转动将外部空气通过第一转接风道2-4、第三软风道2-5、第二转接风道2-6和第二软风道2-7排入后桥壳2-8内，并且后桥壳2-8内的八字弧形导流板2-8-1将空气分流至两侧的制动驱动机构2-9中进行散热；
53.需要对变流柜体3-1进行散热的时候，启动第二电机3-5带动第二风机3-4转动，变流柜体3-1内部产生负压外部空气进入，热空气通过第四软风道3-3被转动的第二风机3-4吸入并且从出风组件3-7排出进行散热；出风组件3-7呈扇形热空气向斜侧排出车体外；
54.s2自清洁控制：当需要对发电机组1-3、制动驱动机构2-9和变流柜体3-1进行清洁时通过主控制器控制启动发电机组1-3散热机构、第一电机2-1和第二电机3-5反转实现散热系统的自清洁。
55.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.分布式自适应散热系统，其特征在于，包括：主发电机散热系统（1），所述主发电机散热系统（1）包括引风道，所述引风道一端与发电机组（1-3）相连，所述引风道另一端集成于框架上，通过发电机组（1-3）自身散热机构吸风散热；电动轮散热系统（2），所述电动轮散热系统（2）包括集成于所述框架上的第一引风机构、与所述第一引风机构相连的电动轮散热风道，所述电动轮散热风道另一端连接后桥壳（2-8）对内部制动驱动机构（2-9）进行散热；变流柜散热系统（3），所述变流柜散热系统（3）包括集成于所述框架上的第二引风机构和与所述第二引风机构相连的变流柜散热风道，所述变流柜散热风道另一端与变流柜体（3-1）出风口相连，所述第二引风机构另一端设有向斜面出风的出风口（3-7）。2.根据权利要求1所述的主发电机散热系统（1），其特征在于：所述引风道包括进风道（1-1）和所述进风道（1-1）任意一端连接的第一软风道（1-2），所述第一软风道（1-2）的另一端与所述发电机组（1-3）相连，所述进风道（1-1）远离所述第一软风道（1-2）的另一端留有进风口（1-0），所述进风道（1-1）通过第一支架（1-4）限位于框架上。3.根据权利要求2所述的主发电机散热系统（1），其特征在于：所述进风道（1-1）的所述进风口（1-0）呈前后贯通状设置。4.根据权利要求3所述的主发电机散热系统（1），其特征在于：所述进风口（1-0）处安装有第一网板（1-1-1）。5.根据权利要求1所述的电动轮散热系统（2），其特征在于：所述第一引风机构包括第一风机（2-3）、与所述第一风机（2-3）同轴相连的第一电机（2-1），所述第一电机（2-1）通过第二支架（2-2）安装于所述框架上；所述电动轮散热风道包括与所述第一风机（2-3）相连的第一转接风道（2-4）和与所述后桥壳（2-8）相连通的第二软风道（2-7），所述第一转接风道（2-4）的另一端连接有第三软风道（2-5），所述第二软风道（2-7）另一端连接有第二转接风道（2-6），所述第三软风道（2-5）与所述第二转接风道（2-6）相连通。6.根据权利要求5所述的电动轮散热系统（2），其特征在于：所述后桥壳（2-8）内设有用于分散引导所述后桥壳（2-8）入口风的导流板（2-8-1）。7.根据权利要求6所述的电动轮散热系统（2），其特征在于：所述导流板（2-8-1）的形状呈八字圆弧形设置。8.根据权利要求7所述的电动轮散热系统（2），其特征在于：所述后桥壳（2-8）内的所述制动驱动机构（2-9）包括行车制动器（2-9-1）、安装于所述行车制动器（2-9-1）上的行车制动盘（2-9-2）、与所述行车制动盘（2-9-2）同轴安装的驻车制动盘（2-9-3）、用于锁止所述驻车制动盘（2-9-3）的驻车制动器（2-9-4）和用于驱动轮胎（2-9-6）的电驱动轮（2-9-5）。9.根据权利要求1所述的变流柜散热系统（3），其特征在于：所述第二引风机构包括第二风机（3-4），用于驱动所述第二风机（3-4）且同轴连接的第二电机（3-5），所述第二电机（3-5）通过第三支架（3-6）集成于所述框架上；所述变流柜散热风道包括与所述第二风机（3-4）相连通的第四软风道（3-3），所述第四软风道（3-3）另一端设有连接接口（3-2），所述第四软风道（3-3）通过所述连接接口（3-2）限位于所述变流柜体（3-1）的出风口。
10.根据权利要求9所述的变流柜散热系统（3），其特征在于：所述变流柜散热风道还包括安装于所述第二风机（3-4）出风口的出风组件（3-7），所述出风组件（3-7）呈扇形设置。11.根据权利要求10所述的变流柜散热系统（3），其特征在于：所述出风组件（3-7）远离所述第二风机（3-4）的另一端设有第二网板（3-7-1）。12.分布式自适应散热系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求1-11任一项的散热系统，本控制方法分别通过主发电机散热系统（1）和电动轮散热系统（2）强制吹风，变流柜散热系统（3）吸风进行散热，包括：s1散热系统检测控制和s2自清洁控制；具体为如下：s1散热系统检测控制：通过主控制器对整个电传动系统进行分析判断和控制，当任意一组主体发生负载温度和压力异常时，温度传感器和压力传感器将反馈信息发送给主控制器进行调速，直至符合当前工况要求为止；调速时：需要对发电机组（1-3）进行散热的时候，通过发电机组（1-3）自带的散热机构吸风，外部空气通过进风道（1-1）上的进风口1-0进入，经过第一软风道（1-2）进入发电机组（1-3）中进行散热；需要对制动驱动机构（2-9）进行散热的时候，启动第一电机（2-1）带动第一风机（2-3）进行转动将外部空气通过第一转接风道（2-4）、第三软风道（2-5）、第二转接风道（2-6）和第二软风道（2-7）排入后桥壳（2-8）内，并且后桥壳（2-8）内的八字弧形导流板（2-8-1）将空气分流至两侧的制动驱动机构（2-9）中进行散热；需要对变流柜体（3-1）进行散热的时候，启动第二电机（3-5）带动第二风机（3-4）转动，变流柜体（3-1）内部产生负压外部空气进入，热空气通过第四软风道（3-3）被转动的第二风机（3-4）吸入并且从出风组件（3-7）排出进行散热；出风组件（3-7）呈扇形热空气向斜侧排出车体外；s2自清洁控制：当需要对发电机组（1-3）、制动驱动机构（2-9）和/或变流柜体（3-1）进行清洁时通过主控制器控制启动发电机组（1-3）散热机构、第一电机（2-1）和/或第二电机（3-5）反转实现散热系统的自清洁。

技术总结
本发明公开了分布式自适应散热系统及其控制方法，涉及矿山机械技术领域，包括：主发电机散热系统，所述主发电机散热系统包括引风道，所述引风道一端与发电机组相连，所述引风道另一端集成于框架上，通过发电机组自身散热机构吸风散热；电动轮散热系统，所述电动轮散热系统包括集成于所述框架上的第一引风机构、与所述第一引风机构相连的电动轮散热风道，所述电动轮散热风道另一端连接后桥壳对内部制动驱动机构进行散热；变流柜散热系统，所述变流柜散热系统包括集成于所述框架上的第二引风机构和与所述第二引风机构相连的变流柜散热风道，所述变流柜散热风道另一端与变流柜体出风口相连，所述第二引风机构另一端设有向斜面出风的出风口。面出风的出风口。面出风的出风口。


技术研发人员：杨旭辉 谢和平 张亮 张秀梅 吕捷 张端燎 张亚鹏 任立圣 王健 宁冉
受保护的技术使用者：徐州徐工矿业机械有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/10/7