電傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用

宮曉偉

摘要：電傳動(dòng)技術(shù)建立在能量傳遞基礎(chǔ)上，可驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)與工作系統(tǒng)運(yùn)作，在工程機(jī)械上應(yīng)用具有一定優(yōu)勢(shì)。本文主要圍繞電傳動(dòng)技術(shù)探討，概述電傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)，并在介紹電傳動(dòng)系統(tǒng)類(lèi)型基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析和討論在工程機(jī)械上的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：電傳動(dòng)技術(shù);類(lèi)型與特點(diǎn);工程機(jī)械;應(yīng)用分析

引言

電傳動(dòng)技術(shù)具有傳動(dòng)效率高，以及穩(wěn)定性與可靠性好，驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)作磨損小和成本低的特點(diǎn)。工程機(jī)械中運(yùn)用電傳動(dòng)技術(shù)，通過(guò)將電能轉(zhuǎn)為機(jī)械能，使工程機(jī)械行走與工作，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。基于電傳動(dòng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，工程機(jī)械要進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用探究，提高實(shí)際成效，推動(dòng)工程機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展。

一、電傳動(dòng)技術(shù)概述

（一）電傳動(dòng)技術(shù)原理

電傳動(dòng)技術(shù)依靠的是能量傳遞，以此實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械行走和運(yùn)行目的。電傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用之中，需要做好系統(tǒng)構(gòu)建，包含組成部分較多，除了傳動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)，還涉及到電源、控制裝置、工作機(jī)構(gòu)等[1]。電源是能量轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，一般情況下可由蓄電池提供，也可通過(guò)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，以此促進(jìn)工程機(jī)械做出相應(yīng)動(dòng)作和工作。計(jì)算機(jī)科學(xué)不斷發(fā)展為電傳動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新提供機(jī)遇，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)控制，自動(dòng)化程度高，可解決一些傳統(tǒng)方式控制中存在問(wèn)題，電傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用成效提升。當(dāng)前和未來(lái)智能技術(shù)是科技發(fā)展的主流趨勢(shì)，電傳動(dòng)技術(shù)智能化研究將會(huì)是主要方向。

（二）特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

電傳動(dòng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用，尤其是工程機(jī)械領(lǐng)域，具有自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。電傳動(dòng)技術(shù)支持下進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，通過(guò)將電能變?yōu)闄C(jī)械能促使設(shè)備運(yùn)作，具有結(jié)構(gòu)和程序簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，這種情況下有助于節(jié)約成本，還能讓操作變得簡(jiǎn)單方便。電傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用有一個(gè)突出優(yōu)勢(shì)，就是在驅(qū)使行走和工作整體磨損小，有利于機(jī)械壽命的延長(zhǎng)，并且傳動(dòng)效果好。電傳動(dòng)技術(shù)將電能轉(zhuǎn)為機(jī)械能中穩(wěn)定性與可靠性強(qiáng)，這得益于啟動(dòng)力矩大，以及電傳動(dòng)系統(tǒng)良好的調(diào)速作用。

二、電傳動(dòng)系統(tǒng)類(lèi)型

（一）交—直系統(tǒng)

電傳動(dòng)系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，可通過(guò)將交流電機(jī)所形成的電流，轉(zhuǎn)化為直流電，一般情況下需要使用整流器輔助完成[2]，在此基礎(chǔ)上驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)作。電傳動(dòng)系統(tǒng)采取這種模式穩(wěn)定性和安全性更好，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于檢修與維護(hù)。

（二）直—直系統(tǒng)

電傳動(dòng)系統(tǒng)類(lèi)型不唯一，直—直系統(tǒng)是其中之一。采用直流發(fā)電機(jī)，依靠其所產(chǎn)生的直流電，驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)工作，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。其中牽扯到電流轉(zhuǎn)換，實(shí)際操作中主要針對(duì)發(fā)電機(jī)，通過(guò)改變兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的目的，一個(gè)是借助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)速，另外一個(gè)是調(diào)整電驅(qū)端電壓[3]。直流發(fā)電機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化之中，需要用到變換裝置，應(yīng)選擇無(wú)功率型。該電傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用之中，擁有比較好的調(diào)速效果，故而經(jīng)常被用于對(duì)調(diào)速有較高要求的領(lǐng)域。

（三）交—交系統(tǒng)

電傳動(dòng)系統(tǒng)有四種類(lèi)型，交流發(fā)電機(jī)—交流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是其中一種，有自身的特點(diǎn)和適用范圍。首先借助交流發(fā)電機(jī)發(fā)電，這個(gè)時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生交流電，而且為三相電，緊接著利用變頻裝置，對(duì)交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)變，確保電壓不一樣和頻率不相同。最終將經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的交流電，傳遞給交流電動(dòng)機(jī)，成為驅(qū)動(dòng)其運(yùn)行的動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)電能向著機(jī)械能科學(xué)轉(zhuǎn)換。該電傳動(dòng)系統(tǒng)常常用于大功率系統(tǒng)之中，而且適用于低速系統(tǒng)，構(gòu)成主要為晶閘管電路，采取的整流控制的辦法。

（四）交—直—交系統(tǒng)

電傳動(dòng)中牽扯交—直—交系統(tǒng)，首先利用交流發(fā)電機(jī)，在產(chǎn)生交流電以后，借助于整流器轉(zhuǎn)換，獲得直流電，然后運(yùn)用逆變器，將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，這個(gè)時(shí)候交流電有明顯的特點(diǎn)，不僅頻率能夠調(diào)節(jié)，而且為三相電，最終將電提供給交流電動(dòng)機(jī)，使其進(jìn)行工作。該電傳動(dòng)系統(tǒng)支持調(diào)速，整體性能比較好，還有利于技術(shù)改進(jìn)與完善。

三、電傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械上應(yīng)用

（一）電傳動(dòng)行走系統(tǒng)應(yīng)用

工程機(jī)械有兩個(gè)主要的系統(tǒng)，一個(gè)是行走系統(tǒng)，另外一個(gè)是工作系統(tǒng)，對(duì)整體運(yùn)行影響大。電傳動(dòng)技術(shù)出現(xiàn)之前，工程機(jī)械行動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常為機(jī)械—液力模式，結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，而且機(jī)械磨損比較嚴(yán)重。電傳動(dòng)系統(tǒng)在工程機(jī)械中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于可以精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)，直接省去一些部分，主要包含變矩器、離合器等。不但能降低機(jī)械磨損，促進(jìn)傳動(dòng)設(shè)備生命周期變長(zhǎng)，還能增強(qiáng)電傳動(dòng)與行走系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性。根據(jù)工程機(jī)械電傳動(dòng)實(shí)際需求，有針對(duì)性設(shè)計(jì)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在滿(mǎn)足對(duì)性能要求之外，進(jìn)一步提升通透性，在實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化和驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)同時(shí)，有效防止與控制機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生負(fù)面影響，消除制約性，確保動(dòng)力系統(tǒng)沒(méi)有問(wèn)題。目前該行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被應(yīng)用到推土機(jī)中，并且用于礦山開(kāi)采中專(zhuān)用自卸卡車(chē)上。以D7E推土機(jī)為例，采用電傳動(dòng)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，省去了很多部件，采用交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電，然后利用驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)其轉(zhuǎn)變，獲得三相直流電，在此基礎(chǔ)上使用逆變器，將轉(zhuǎn)變而來(lái)的直流電再次轉(zhuǎn)化，使其成為驅(qū)動(dòng)電流，帶動(dòng)推土機(jī)的履帶，最終實(shí)現(xiàn)讓機(jī)械行走的目的[4]。

驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)中控制系統(tǒng)非常關(guān)鍵，發(fā)出指令的情況下，使功率電子裝置作出相應(yīng)的動(dòng)作，比如操作機(jī)械方向轉(zhuǎn)變，亦或者是其在行走中前進(jìn)和后退，還有則是使其停止行走。電傳動(dòng)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還有一個(gè)功能，在將電能轉(zhuǎn)為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械行走同時(shí)具有保護(hù)作用，可減少對(duì)機(jī)械傷害和消耗。另外行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有兩個(gè)重要構(gòu)成部分，一個(gè)是動(dòng)力電源，另外一個(gè)是電動(dòng)機(jī)，需要將其連接起來(lái)，通常要選用符合要求的軟電纜，然后將兩個(gè)部分聯(lián)通?？山档蛯?duì)空間需求，減少對(duì)布設(shè)影響，進(jìn)一步提升靈活性，從而提高行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用的成效。

（二）工作系統(tǒng)應(yīng)用

電傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用，需要做好工作系統(tǒng)的構(gòu)建，并要不斷對(duì)電傳動(dòng)工作系統(tǒng)進(jìn)行完善。系統(tǒng)進(jìn)行研究和科學(xué)合理設(shè)計(jì)，從功能性方面考慮之外，還要增強(qiáng)對(duì)整體安全與可靠性考量。工程機(jī)械電傳動(dòng)工作系統(tǒng)設(shè)置之中要做好分析，利用本身所具備的設(shè)備或者裝置，對(duì)于發(fā)電機(jī)所形成的交流電進(jìn)行有效使用，過(guò)程中需要借助功率電子裝置，通過(guò)系列轉(zhuǎn)變和控制，促使工作系統(tǒng)穩(wěn)定與高效運(yùn)行，提高工程機(jī)械運(yùn)用成效。有些工程機(jī)械對(duì)電傳動(dòng)工作系統(tǒng)要求高，通常會(huì)引入變電系統(tǒng)。對(duì)于電傳動(dòng)工作系統(tǒng)中所擁有的資源進(jìn)行整合，展開(kāi)相關(guān)分析，并且要加強(qiáng)對(duì)逆變研究。在此基礎(chǔ)上合理規(guī)劃與設(shè)置電傳動(dòng)工作系統(tǒng)，提高控制效果。

工程機(jī)械電傳動(dòng)工作系統(tǒng)構(gòu)建要避免過(guò)于復(fù)雜，因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生一定的制約，不利于能量的收集和轉(zhuǎn)化。有些工程機(jī)械比較大，工作范圍集中化，而且行走速度比較慢，要求有較大功率輸出，但是本身沒(méi)有可提供能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備和缺乏條件。這種情況需要引入外部電源，一般情況要選擇交流電，且要為三相電。在此基礎(chǔ)上通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)電，利用功率電子裝置、逆變器等，為電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，使其進(jìn)行工作。電傳動(dòng)工作系統(tǒng)中電流逆變是關(guān)鍵，通過(guò)這種模式驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械工作，不僅能解決傳統(tǒng)工程機(jī)械工作遇到難題，還能節(jié)省成本。電傳動(dòng)工作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，采用微型計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)展開(kāi)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)預(yù)警減少事故出現(xiàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用主要有部分，一個(gè)是行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，另外一個(gè)是工作系統(tǒng)。可通過(guò)發(fā)電機(jī)形成電流，然后利用功率電子裝置、逆變器等轉(zhuǎn)換，最終形成驅(qū)動(dòng)電流，傳遞給電動(dòng)機(jī)，促使工程機(jī)械行走與工作。

參考文獻(xiàn)

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