電傳動技術在工程機械上的應用

宮曉偉

摘要：電傳動技術建立在能量傳遞基礎上，可驅動機械系統與工作系統運作，在工程機械上應用具有一定優勢。本文主要圍繞電傳動技術探討，概述電傳動系統技術，并在介紹電傳動系統類型基礎上，重點分析和討論在工程機械上的應用情況。

關鍵詞：電傳動技術;類型與特點;工程機械;應用分析

引言

電傳動技術具有傳動效率高，以及穩定性與可靠性好，驅動機械運作磨損小和成本低的特點。工程機械中運用電傳動技術，通過將電能轉為機械能，使工程機械行走與工作，最終實現預期目標。基于電傳動技術優勢，工程機械要進一步加強技術應用探究，提高實際成效，推動工程機械領域發展。

一、電傳動技術概述

（一）電傳動技術原理

電傳動技術依靠的是能量傳遞，以此實現驅動工程機械行走和運行目的。電傳動技術應用之中，需要做好系統構建，包含組成部分較多，除了傳動機和電動機，還涉及到電源、控制裝置、工作機構等[1]。電源是能量轉化的基礎，一般情況下可由蓄電池提供，也可通過內燃機產生動力，以此促進工程機械做出相應動作和工作。計算機科學不斷發展為電傳動技術創新提供機遇，利用計算機技術進行系統控制，自動化程度高，可解決一些傳統方式控制中存在問題，電傳動技術應用成效提升。當前和未來智能技術是科技發展的主流趨勢，電傳動技術智能化研究將會是主要方向。

（二）特點和優勢

電傳動技術在各個領域應用，尤其是工程機械領域，具有自身的特點和優勢。電傳動技術支持下進行能量轉化，通過將電能變為機械能促使設備運作，具有結構和程序簡單的特點，這種情況下有助于節約成本，還能讓操作變得簡單方便。電傳動技術應用有一個突出優勢，就是在驅使行走和工作整體磨損小，有利于機械壽命的延長，并且傳動效果好。電傳動技術將電能轉為機械能中穩定性與可靠性強，這得益于啟動力矩大，以及電傳動系統良好的調速作用。

二、電傳動系統類型

（一）交—直系統

電傳動系統是為了實現能量轉化，可通過將交流電機所形成的電流，轉化為直流電，一般情況下需要使用整流器輔助完成[2]，在此基礎上驅動電動機運作。電傳動系統采取這種模式穩定性和安全性更好，而且結構簡單，有利于檢修與維護。

（二）直—直系統

電傳動系統類型不唯一，直—直系統是其中之一。采用直流發電機，依靠其所產生的直流電，驅動直流電動機工作，將電能轉化為機械能。其中牽扯到電流轉換，實際操作中主要針對發電機，通過改變兩個方面實現能量轉換的目的，一個是借助發電機勵磁調速，另外一個是調整電驅端電壓[3]。直流發電機與直流電動機系統實現能量轉化之中，需要用到變換裝置，應選擇無功率型。該電傳動系統應用之中，擁有比較好的調速效果，故而經常被用于對調速有較高要求的領域。

（三）交—交系統

電傳動系統有四種類型，交流發電機—交流電動機系統是其中一種，有自身的特點和適用范圍。首先借助交流發電機發電，這個時候就會產生交流電，而且為三相電，緊接著利用變頻裝置，對交流電進行轉變，確保電壓不一樣和頻率不相同。最終將經過轉換的交流電，傳遞給交流電動機，成為驅動其運行的動機，實現電能向著機械能科學轉換。該電傳動系統常常用于大功率系統之中，而且適用于低速系統，構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

電傳動中牽扯交—直—交系統，首先利用交流發電機，在產生交流電以后，借助于整流器轉換，獲得直流電，然后運用逆變器，將直流電轉化為交流電，這個時候交流電有明顯的特點，不僅頻率能夠調節，而且為三相電，最終將電提供給交流電動機，使其進行工作。該電傳動系統支持調速，整體性能比較好，還有利于技術改進與完善。

三、電傳動技術在工程機械上應用

（一）電傳動行走系統應用

工程機械有兩個主要的系統，一個是行走系統，另外一個是工作系統，對整體運行影響大。電傳動技術出現之前，工程機械行動驅動系統通常為機械—液力模式，結構過于復雜，而且機械磨損比較嚴重。電傳動系統在工程機械中應用優勢在于可以精簡結構，直接省去一些部分，主要包含變矩器、離合器等。不但能降低機械磨損，促進傳動設備生命周期變長，還能增強電傳動與行走系統運行可靠性與穩定性。根據工程機械電傳動實際需求，有針對性設計行走驅動系統，在滿足對性能要求之外，進一步提升通透性，在實現能量轉化和驅動機械運動同時，有效防止與控制機械傳動產生負面影響，消除制約性，確保動力系統沒有問題。目前該行走驅動系統被應用到推土機中，并且用于礦山開采中專用自卸卡車上。以D7E推土機為例，采用電傳動行走驅動系統，省去了很多部件，采用交流發電機發出交流電，然后利用驅動裝置對其轉變，獲得三相直流電，在此基礎上使用逆變器，將轉變而來的直流電再次轉化，使其成為驅動電流，帶動推土機的履帶，最終實現讓機械行走的目的[4]。

驅動行走系統中控制系統非常關鍵，發出指令的情況下，使功率電子裝置作出相應的動作，比如操作機械方向轉變，亦或者是其在行走中前進和后退，還有則是使其停止行走。電傳動行走驅動系統還有一個功能，在將電能轉為機械能，驅動工程機械行走同時具有保護作用，可減少對機械傷害和消耗。另外行走驅動系統有兩個重要構成部分，一個是動力電源，另外一個是電動機，需要將其連接起來，通常要選用符合要求的軟電纜，然后將兩個部分聯通。可降低對空間需求，減少對布設影響，進一步提升靈活性，從而提高行走驅動系統應用的成效。

（二）工作系統應用

電傳動技術在工程機械中應用，需要做好工作系統的構建，并要不斷對電傳動工作系統進行完善。系統進行研究和科學合理設計，從功能性方面考慮之外，還要增強對整體安全與可靠性考量。工程機械電傳動工作系統設置之中要做好分析，利用本身所具備的設備或者裝置，對于發電機所形成的交流電進行有效使用，過程中需要借助功率電子裝置，通過系列轉變和控制，促使工作系統穩定與高效運行，提高工程機械運用成效。有些工程機械對電傳動工作系統要求高，通常會引入變電系統。對于電傳動工作系統中所擁有的資源進行整合，展開相關分析，并且要加強對逆變研究。在此基礎上合理規劃與設置電傳動工作系統，提高控制效果。

工程機械電傳動工作系統構建要避免過于復雜，因為會產生一定的制約，不利于能量的收集和轉化。有些工程機械比較大，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，但是本身沒有可提供能量轉換的設備和缺乏條件。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。在此基礎上通過發電機發電，利用功率電子裝置、逆變器等，為電動機提供動力，使其進行工作。電傳動工作系統中電流逆變是關鍵，通過這種模式驅動工程機械工作，不僅能解決傳統工程機械工作遇到難題，還能節省成本。電傳動工作系統與計算機技術結合，采用微型計算機對系統展開動態監控，可及時發現問題，通過預警減少事故出現。

四、結束語

綜上所述，電傳動技術在工程機械中應用主要有部分，一個是行走驅動系統，另外一個是工作系統。可通過發電機形成電流，然后利用功率電子裝置、逆變器等轉換，最終形成驅動電流，傳遞給電動機，促使工程機械行走與工作。

參考文獻

[1]肖聰， 黃超， 陳煒. 淺析電傳動技術在工程機械上的應用[J]. 科技尚品， 2016（3）：1.

[2]曹冰. 電傳動技術在工程機械上的應用探究[J]. 中國科技投資， 2019， 000（024）：66-66.

[3]周黎明， 郭致伸， 李慧華. 電傳動技術在工程機械上的應用分析[C]// 中國兵工學會;中國工程院;裝甲兵工程學院. 中國兵工學會;中國工程院;裝甲兵工程學院， 2018.

[4]譚剛， 陳韜， 李軍，等. 電傳動技術在工程機械中的應用[J]. 電子測試， 2019（7）：88-90.