电传动技术在工程机械上的应用

宫晓伟

摘要：电传动技术建立在能量传递基础上，可驱动机械系统与工作系统运作，在工程机械上应用具有一定优势。本文主要围绕电传动技术探讨，概述电传动系统技术，并在介绍电传动系统类型基础上，重点分析和讨论在工程机械上的应用情况。

关键词：电传动技术;类型与特点;工程机械;应用分析

引言

电传动技术具有传动效率高，以及稳定性与可靠性好，驱动机械运作磨损小和成本低的特点。工程机械中运用电传动技术，通过将电能转为机械能，使工程机械行走与工作，最终实现预期目标。基于电传动技术优势，工程机械要进一步加强技术应用探究，提高实际成效，推动工程机械领域发展。

一、电传动技术概述

（一）电传动技术原理

电传动技术依靠的是能量传递，以此实现驱动工程机械行走和运行目的。电传动技术应用之中，需要做好系统构建，包含组成部分较多，除了传动机和电动机，还涉及到电源、控制装置、工作机构等[1]。电源是能量转化的基础，一般情况下可由蓄电池提供，也可通过内燃机产生动力，以此促进工程机械做出相应动作和工作。计算机科学不断发展为电传动技术创新提供机遇，利用计算机技术进行系统控制，自动化程度高，可解决一些传统方式控制中存在问题，电传动技术应用成效提升。当前和未来智能技术是科技发展的主流趋势，电传动技术智能化研究将会是主要方向。

（二）特点和优势

电传动技术在各个领域应用，尤其是工程机械领域，具有自身的特点和优势。电传动技术支持下进行能量转化，通过将电能变为机械能促使设备运作，具有结构和程序简单的特点，这种情况下有助于节约成本，还能让操作变得简单方便。电传动技术应用有一个突出优势，就是在驱使行走和工作整体磨损小，有利于机械寿命的延长，并且传动效果好。电传动技术将电能转为机械能中稳定性与可靠性强，这得益于启动力矩大，以及电传动系统良好的调速作用。

二、电传动系统类型

（一）交—直系统

电传动系统是为了实现能量转化，可通过将交流电机所形成的电流，转化为直流电，一般情况下需要使用整流器辅助完成[2]，在此基础上驱动电动机运作。电传动系统采取这种模式稳定性和安全性更好，而且结构简单，有利于检修与维护。

（二）直—直系统

电传动系统类型不唯一，直—直系统是其中之一。采用直流发电机，依靠其所产生的直流电，驱动直流电动机工作，将电能转化为机械能。其中牵扯到电流转换，实际操作中主要针对发电机，通过改变两个方面实现能量转换的目的，一个是借助发电机励磁调速，另外一个是调整电驱端电压[3]。直流发电机与直流电动机系统实现能量转化之中，需要用到变换装置，应选择无功率型。该电传动系统应用之中，拥有比较好的调速效果，故而经常被用于对调速有较高要求的领域。

（三）交—交系统

电传动系统有四种类型，交流发电机—交流电动机系统是其中一种，有自身的特点和适用范围。首先借助交流发电机发电，这个时候就会产生交流电，而且为三相电，紧接着利用变频装置，对交流电进行转变，確保电压不一样和频率不相同。最终将经过转换的交流电，传递给交流电动机，成为驱动其运行的动机，实现电能向着机械能科学转换。该电传动系统常常用于大功率系统之中，而且适用于低速系统，构成主要为晶闸管电路，采取的整流控制的办法。

（四）交—直—交系统

电传动中牵扯交—直—交系统，首先利用交流发电机，在产生交流电以后，借助于整流器转换，获得直流电，然后运用逆变器，将直流电转化为交流电，这个时候交流电有明显的特点，不仅频率能够调节，而且为三相电，最终将电提供给交流电动机，使其进行工作。该电传动系统支持调速，整体性能比较好，还有利于技术改进与完善。

三、电传动技术在工程机械上应用

（一）电传动行走系统应用

工程机械有两个主要的系统，一个是行走系统，另外一个是工作系统，对整体运行影响大。电传动技术出现之前，工程机械行动驱动系统通常为机械—液力模式，结构过于复杂，而且机械磨损比较严重。电传动系统在工程机械中应用优势在于可以精简结构，直接省去一些部分，主要包含变矩器、离合器等。不但能降低机械磨损，促进传动设备生命周期变长，还能增强电传动与行走系统运行可靠性与稳定性。根据工程机械电传动实际需求，有针对性设计行走驱动系统，在满足对性能要求之外，进一步提升通透性，在实现能量转化和驱动机械运动同时，有效防止与控制机械传动产生负面影响，消除制约性，确保动力系统没有问题。目前该行走驱动系统被应用到推土机中，并且用于矿山开采中专用自卸卡车上。以D7E推土机为例，采用电传动行走驱动系统，省去了很多部件，采用交流发电机发出交流电，然后利用驱动装置对其转变，获得三相直流电，在此基础上使用逆变器，将转变而来的直流电再次转化，使其成为驱动电流，带动推土机的履带，最终实现让机械行走的目的[4]。

驱动行走系统中控制系统非常关键，发出指令的情况下，使功率电子装置作出相应的动作，比如操作机械方向转变，亦或者是其在行走中前进和后退，还有则是使其停止行走。电传动行走驱动系统还有一个功能，在将电能转为机械能，驱动工程机械行走同时具有保护作用，可减少对机械伤害和消耗。另外行走驱动系统有两个重要构成部分，一个是动力电源，另外一个是电动机，需要将其连接起来，通常要选用符合要求的软电缆，然后将两个部分联通。可降低对空间需求，减少对布设影响，进一步提升灵活性，从而提高行走驱动系统应用的成效。

（二）工作系统应用

电传动技术在工程机械中应用，需要做好工作系统的构建，并要不断对电传动工作系统进行完善。系统进行研究和科学合理设计，从功能性方面考虑之外，还要增强对整体安全与可靠性考量。工程机械电传动工作系统设置之中要做好分析，利用本身所具备的设备或者装置，对于发电机所形成的交流电进行有效使用，过程中需要借助功率电子装置，通过系列转变和控制，促使工作系统稳定与高效运行，提高工程机械运用成效。有些工程机械对电传动工作系统要求高，通常会引入变电系统。对于电传动工作系统中所拥有的资源进行整合，展开相关分析，并且要加强对逆变研究。在此基础上合理规划与设置电传动工作系统，提高控制效果。

工程机械电传动工作系统构建要避免过于复杂，因为会产生一定的制约，不利于能量的收集和转化。有些工程机械比较大，工作范围集中化，而且行走速度比较慢，要求有较大功率输出，但是本身没有可提供能量转换的设备和缺乏条件。这种情况需要引入外部电源，一般情况要选择交流电，且要为三相电。在此基础上通过发电机发电，利用功率电子装置、逆变器等，为电动机提供动力，使其进行工作。电传动工作系统中电流逆变是关键，通过这种模式驱动工程机械工作，不仅能解决传统工程机械工作遇到难题，还能节省成本。电传动工作系统与计算机技术结合，采用微型计算机对系统展开动态监控，可及时发现问题，通过预警减少事故出现。

四、结束语

综上所述，电传动技术在工程机械中应用主要有部分，一个是行走驱动系统，另外一个是工作系统。可通过发电机形成电流，然后利用功率电子装置、逆变器等转换，最终形成驱动电流，传递给电动机，促使工程机械行走与工作。

参考文献

[1]肖聪， 黄超， 陈炜. 浅析电传动技术在工程机械上的应用[J]. 科技尚品， 2016（3）：1.

[2]曹冰. 电传动技术在工程机械上的应用探究[J]. 中国科技投资， 2019， 000（024）：66-66.

[3]周黎明， 郭致伸， 李慧华. 电传动技术在工程机械上的应用分析[C]// 中国兵工学会;中国工程院;装甲兵工程学院. 中国兵工学会;中国工程院;装甲兵工程学院， 2018.

[4]谭刚， 陈韬， 李军，等. 电传动技术在工程机械中的应用[J]. 电子测试， 2019（7）：88-90.