1.本发明涉及一种电缓行控制系统及重载矿车，属于重载矿车控制技术领域。
背景技术：2.在大型露天矿山运输领域，重载矿车是主要运输工具，主要分为机械传动和电传动矿车，电传动矿车占据绝对主要地位，其主要特点是：发动机作为动力来源，驱动发电机进行发电，为后续设备提供电能，没有复杂的齿轮传动系，维护保养成本低。在电传动矿车发展初期，以直流电传动系统为主，随着电子开关器件及其控制技术的发展，交流电传动车开始逐步占据市场主要份额，但是在制动电阻上面，直流电机仍然被用来带动风机为制动电阻散热。
3.由于矿山运输线路的特点，在一个工作循环中，必然有一半是制动状态，所以制动电阻作为电传动矿车的一个重要组成部分，其重要性尤其突出。但是目前使用的直流电机结构复杂，需要定期进行保养维护，故障率高，是电传动矿车的一大短板。目前解决办法是将直流电机更换为交流电机，在直流母线上增加一个回路用于控制交流电机，其主要组成有：变频器-变压器-整流器-逆变器，其缺点是结构复杂、电机控制不够灵活、成本高，车辆成本大幅增加。如果能根据制动电阻运行特点，将制动电阻中的电机和其控制器集成，将会大幅简化结构、降低成本。
技术实现要素：4.针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种电缓行控制系统及重载矿车。
5.为了实现上述目的，本发明采用的一种电缓行控制系统，包括控制器，还包括动力系统、电驱系统、制动电阻、变频器、散热风机和驱动电机；
6.所述电驱系统分别与控制器、动力系统、制动电阻和驱动电机连接，所述驱动电机与控制器连接，所述制动电阻与变频器连接，变频器与散热风机连接。
7.作为改进，所述电驱系统包括整流器、直流母线、逆变器和斩波电路，所述制动电阻通过斩波电路与电驱系统连接。
8.作为改进，所述制动电阻通过直流斩波电路与电驱系统连接。
9.作为改进，所述变频器的电源并接在一条制动电阻支路中，根据需要调节并联位置改变变频器端电压及其输出电压。
10.作为改进，所述变频器为两电平或三电平。
11.作为改进，所述变频器根据电压值和电阻端电压存在时间计算散热需求，控制散热风机的转速。
12.作为改进，所述制动电阻测量工作时的通风量，根据计算的散热需求和测量的制动电阻通风量对散热风机的角度进行调节。
13.作为改进，所述散热风机的电机采用交流电机。
14.作为改进，所述驱动电机包括并联的驱动电机一和驱动电机二。
15.最后，本发明还提供了一种重载矿车，所述重载矿车上安装有所述的电缓行控制系统。
16.与现有技术相比，本发明利用电动机电气特性，对其施加反向转矩，将车辆动能转化为电能，可实现对重型矿车车速的降速功能，转化的能量通过制动电阻消耗。制动电阻的散热风机采用交流电动机，将交流电动机控制器集成在制动电阻中，在制动时，由电阻端电压提供能量，保证散热风机的正常运行，同时可以根据工况调节风机转速和风机的角度，从而实现对散热风量的控制。
附图说明
17.图1为本发明的原理示意图；
18.图2为本发明的风机转速控制示意图；
19.图中：1、控制器，2、动力系统，3、电驱系统，4、制动电阻，5、变频器，6、散热风机，7、驱动电机一，8、驱动电机二。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
22.如图1、图2所示，一种电缓行控制系统，包括控制器1，还包括动力系统2、电驱系统3、制动电阻4、变频器5、散热风机6和驱动电机；
23.所述电驱系统3通过can总线与控制器1连接，电驱系统3分别通过三相交流电与动力系统2、驱动电机一7和驱动电机二8连接，所述驱动电机一7和驱动电机二8分别与控制器1连接，并由驱动电机一7和驱动电机二8向控制器传输转速和电流信号；所述电驱系统3与制动电阻4连接，所述制动电阻4与变频器5连接，变频器5与散热风机6连接。牵引时，动力系统2、电驱系统3提供能量，驱动电机一7和驱动电机二8运行；制动时，驱动电机一7和驱动电机二8向电驱系统3输入能量，电驱系统3向制动电阻4提供能量，同时向变频器5提供能量控制散热风机6运行，散热风机6给制动电阻4提供冷却气流。另外，在制动时，制动电阻4的散热能力由风机转速和风机角度进行复合调节，可以最大化提升散热风量，提高散热能力，同一套设备可保证系统的热备份，提高重载矿车制动能力和可靠性。
24.作为实施例的一种改进，所述电驱系统3包括整流器、直流母线、逆变器和斩波电路，所述制动电阻4通过直流斩波电路和电驱系统3连接，制动电阻4可以根据矿车制动需求分成若干条支路，根据需求闭合不同的支路，实现不同制动功率需求。
25.作为实施例的一种改进，所述的变频器电源并接在一条制动电阻支路中，可以根据需要调节并联位置，改变变频器端电压及其输出电压，以满足不同功率散热风机需求。变频器5可以是两电平或者三电平，根据并联电阻的电压来决定，如果并联在制动电阻支路两端，选择三电平变频器，可以降变频器中igbt的电压等级，如果并联在制动电阻支路的中
间，选择两电平变频器。
26.作为实施例的一种改进，所述的变频器5可以根据电压值和电阻端电压存在时间计算散热需求，控制散热风机转速，保证在不同工况下制动电阻散热的有效性和高效性。
27.作为实施例的一种改进，所述的制动电阻4测量工作时的通风量，根据计算的散热需求和测量的制动电阻通风量对散热风机角度进行调节，实现系统的闭环控制，散热风机6的角度控制器集成在变频器5中。
28.作为实施例的一种改进，所述散热风机6的电机采用交流电机，降低使用成本，比采用直流电机可靠性高。
29.最后，本发明还提供了一种重载矿车，所述重载矿车上安装有所述的电缓行控制系统。
30.具体工作过程：
31.电缓行时，电动机由电动状态变为馈电状态，经过二极管整流流入直流母线，当直流母线电压大于设定值时，通过直流斩波电路向制动电阻4放电，当直流母线电压下降到设定低值时，关闭斩波电路。在斩波电路工作过程中，散热风机变频器根据电阻支路的电压和工作时间对电机转速和风扇角度进行调节，实现对制动电阻4的精确散热，保证制动系统的有效性和高效性。
32.根据车辆电缓行需求，可以将变频器电源并联在电阻支路两端或者取电阻中间，实现对不同功率等级电机的控制需求，变频器也可以根据电压等级选择两电平或者三电平，降低成本。在变频器中集成散热风机角度控制器，调节风扇角度可以调节空气流量和流速，使用同一套系统可以得到宽范围散热能力。
33.实施例1
34.一种电传动矿车，包括控制器1、动力系统2、电驱系统3、制动电阻4、变频器5、散热风机6和驱动电机；
35.在制动减速阶段利用牵引电动机特性，使牵引电动机工作在馈电状态，能量经整流之后由制动电阻栅消耗，制动电阻热量通过散热风机6进行强迫风冷散热，散热风机6由交流电机带动，交流电机转速由集成在制动电阻4上的变频器5控制；制动电阻4通过电缆和电驱系统3连接，变频器5通过电缆并联在制动电阻4的一条支路上，控制器1通过电缆和交流电机连接，交流电机和散热风机6连接；
36.在制动时，电驱系统3通过斩波电路向制动电阻4放电，并联在一条电阻支路的变频器5根据电阻端电压及电压作用时间精确计算散热需求，对交流风机转速和散热风扇角度进行调节，实现对电阻的散热。
37.在整个工作过程中，利用制动时候电动机反馈的能量带动风机进行散热，实现了制动能量的回收利用，达到节能目的，同时交流电机结构简单，可靠性高于直流脉动电机，提高了制动系统的可靠性。
38.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种电缓行控制系统，包括控制器(1)，其特征在于，还包括动力系统(2)、电驱系统(3)、制动电阻(4)、变频器(5)、散热风机(6)和驱动电机；所述电驱系统(3)分别与控制器(1)、动力系统(2)、制动电阻(4)和驱动电机连接，所述驱动电机与控制器(1)连接，所述制动电阻(4)与变频器(5)连接，变频器(5)与散热风机(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种电缓行控制系统，其特征在于，所述电驱系统(3)包括整流器、直流母线、逆变器和斩波电路，所述制动电阻(4)通过斩波电路与电驱系统(3)连接。3.根据权利要求2所述的一种电缓行控制系统，其特征在于，所述制动电阻(4)通过直流斩波电路与电驱系统(3)连接。4.根据权利要求1所述的一种电缓行控制系统，其特征在于，所述变频器(5)的电源并接在一条制动电阻支路中，根据需要调节并联位置改变变频器端电压及其输出电压。5.根据权利要求1所述的一种电缓行控制系统，其特征在于，所述变频器(5)为两电平或三电平。6.根据权利要求1所述的一种电缓行控制系统，其特征在于，所述变频器(5)根据电压值和电阻端电压存在时间计算散热需求，控制散热风机(6)的转速。7.根据权利要求1所述的一种电缓行控制系统，其特征在于，所述制动电阻(4)测量工作时的通风量，根据计算的散热需求和测量的制动电阻通风量对散热风机(6)的角度进行调节。8.根据权利要求1所述的一种电缓行控制系统，其特征在于，所述散热风机(6)的电机采用交流电机。9.根据权利要求1所述的一种电缓行控制系统，其特征在于，所述驱动电机包括并联的驱动电机一(7)和驱动电机二(8)。10.一种重载矿车，其特征在于，所述重载矿车上安装有权利要求1-9任一项所述的电缓行控制系统。
技术总结本发明公开一种电缓行控制系统及重载矿车，包括控制器，还包括动力系统、电驱系统、制动电阻、变频器、散热风机和驱动电机；所述电驱系统分别与控制器、动力系统、制动电阻和驱动电机连接，所述驱动电机与控制器连接，所述制动电阻与变频器连接，变频器与散热风机连接。本发明利用电动机电气特性，对其施加反向转矩，将车辆动能转化为电能，可实现对重型矿车车速的降速功能，转化的能量通过制动电阻消耗。制动电阻的散热风机采用交流电动机，将交流电动机控制器集成在制动电阻中，在制动时，由电阻端电压提供能量，保证散热风机的正常运行，同时可以根据工况调节风机转速和风机的角度，从而实现对散热风量的控制。从而实现对散热风量的控制。从而实现对散热风量的控制。
技术研发人员：张亮 房康宁 张莉 叶宗彬 李宗 李斌 张亚鹏 王冠 于振华 毛家松 褚福阳 张晨晨 张雨薇 顾程鹏
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/7/4
