肖聰　黃超　陳煒

摘 要：電傳動(dòng)技術(shù)就是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過(guò)程，當(dāng)前的生產(chǎn)過(guò)程中，該技術(shù)具有設(shè)備移動(dòng)靈活、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。在長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中，電傳動(dòng)技術(shù)首先應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域，并逐漸擴(kuò)展到其他領(lǐng)域。筆者在對(duì)于各類型電傳動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，介紹了該技術(shù)的發(fā)展歷程及其在工程機(jī)械上的應(yīng)用。電傳動(dòng)技術(shù)中的行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和工作驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被應(yīng)用得最為廣泛。本文初步介紹了電傳動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，并對(duì)其發(fā)展前景提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：電傳動(dòng)技術(shù)；工程機(jī)械；應(yīng)用

電傳動(dòng)技術(shù)的能量傳動(dòng)過(guò)程較為簡(jiǎn)單，它直接將所擁有的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并用于生產(chǎn)生活。在當(dāng)前的生產(chǎn)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)和動(dòng)力源往往并沒(méi)有采用剛性連接，因此，該系統(tǒng)對(duì)于空間的利用率較高，設(shè)備移動(dòng)較為靈活，運(yùn)行中的可靠性也較高。下面將對(duì)電傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行全面的分析。

1 電傳動(dòng)技術(shù)概述

1.1 發(fā)展歷程

電傳動(dòng)技術(shù)在我們的現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用較為廣泛，它本質(zhì)上是利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備或者交通運(yùn)行設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)變。在發(fā)展初期，該技術(shù)依靠天軸、皮帶將電動(dòng)機(jī)和設(shè)備相連接，在這種方式下，能量傳遞效率低下，損耗較快。一旦電機(jī)出現(xiàn)故障，整個(gè)設(shè)備將中斷運(yùn)行。20世紀(jì)初期，電傳動(dòng)技術(shù)經(jīng)歷了“單電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)”到“多電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)”的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了工程機(jī)械中每一個(gè)模塊都由一個(gè)電機(jī)拖動(dòng)。但現(xiàn)在，電傳動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或者全部自動(dòng)化。隨著科技水平的提高，電傳動(dòng)技術(shù)開(kāi)始向著智能化、大功率方向發(fā)展。

1.2 電傳動(dòng)技術(shù)類型

將電傳動(dòng)系統(tǒng)按照電能轉(zhuǎn)化形式可以分為以下3類：直—直電傳動(dòng)系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)下利用直流電機(jī)所產(chǎn)生的直流電驅(qū)動(dòng)整個(gè)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。這種方式下直流電直接被提供給電動(dòng)機(jī)，直流電產(chǎn)生裝置和轉(zhuǎn)換裝置被直接聯(lián)系在一起，通常通過(guò)改變電壓或者電流的方式來(lái)改變速度。這種方式調(diào)速性能優(yōu)良，多被應(yīng)用于精密調(diào)速裝置中；交—直電傳動(dòng)系統(tǒng)，這種類型的系統(tǒng)運(yùn)用交流電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。在實(shí)際中，通常將產(chǎn)生的交流電整流為直流電，進(jìn)而輸入整個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置中，這種方式較為安全穩(wěn)定，維修時(shí)操作也相對(duì)簡(jiǎn)單；交—直—交電傳動(dòng)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要由交流發(fā)電機(jī)、整流器、交流電動(dòng)機(jī)組成，在具體操作中需要進(jìn)行復(fù)雜的電氣轉(zhuǎn)換，運(yùn)行速度依靠逆變器進(jìn)行，相比于其他類型更具有安全性、可靠性、技術(shù)先進(jìn)、技術(shù)成熟、維護(hù)方便的特性；交—交—電傳動(dòng)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)中省略去了較為復(fù)雜的交直流轉(zhuǎn)換過(guò)程，將交流電直接輸入能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)。這種方式受電源電壓影響較大，多應(yīng)用于低速、大功率的系統(tǒng)之中，目前這種系統(tǒng)應(yīng)用較少，但伴隨著自動(dòng)化的發(fā)展，將會(huì)擁有較為廣闊的發(fā)展前景。

2 電傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著科技水平的提升，大量新的電傳動(dòng)系統(tǒng)得到了應(yīng)用。這些新科技擺脫了傳統(tǒng)裝置的缺點(diǎn)，大多具備高功率、強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)。

2.1 電傳動(dòng)行走系統(tǒng)

電傳動(dòng)行走系統(tǒng)相比于電傳動(dòng)系統(tǒng)與行走系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)更加更加簡(jiǎn)單，并沒(méi)有離合器、變速器、傳動(dòng)軸等主要部件，從而延長(zhǎng)了裝置的使用壽命，而且進(jìn)一步提高了裝置的安全性能。同時(shí)，這種簡(jiǎn)化的傳動(dòng)裝置能夠增大車(chē)輛的離地間隙，增加相關(guān)性能，并且也省略去了大扭矩裝置制造中的困難。電動(dòng)輪與動(dòng)力源之間采用軟電纜進(jìn)行銜接，占用空間相對(duì)較少，在布置中較為靈活。在整車(chē)設(shè)計(jì)中，自由度較大，能夠合理進(jìn)行分配軸向載荷。當(dāng)前采用電傳動(dòng)行走系統(tǒng)的多為履帶推土機(jī)、大噸位的礦用車(chē)等大功率裝置。在實(shí)際操作中，這種裝置能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制，安全精確地完成各項(xiàng)工作，在節(jié)能減排中也有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2 電傳動(dòng)工作系統(tǒng)

在實(shí)際工程中，工程機(jī)械為了能夠?qū)崿F(xiàn)方便移動(dòng)，多會(huì)將發(fā)電機(jī)安裝在相關(guān)設(shè)備上。機(jī)械設(shè)備通過(guò)自身所攜帶的發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電進(jìn)行工作。在更高標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械中還會(huì)安裝電流逆變系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)不可控的交流電向可控的交流電轉(zhuǎn)變。另外，一些移動(dòng)范圍較小，工作環(huán)境固定，功率較大的裝置會(huì)直接采用外界供電，這種情況下可以簡(jiǎn)化自身裝備，節(jié)省相關(guān)運(yùn)行成本。這種電器驅(qū)動(dòng)裝置在解決用戶的要求的同時(shí)能夠通過(guò)衛(wèi)星計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，從而準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)預(yù)警和相關(guān)監(jiān)控功能。

3 電傳動(dòng)系統(tǒng)在工程機(jī)械上的應(yīng)用前景

3.1 應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛

電傳動(dòng)系統(tǒng)最早應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)車(chē)中，之后被應(yīng)用于艦船、重型車(chē)輛等領(lǐng)域?，F(xiàn)今，隨著科技水平的提高，大功率、高效能的元器件出現(xiàn)，交流控制技術(shù)也得到較大的發(fā)展，高速鐵路等領(lǐng)域也取得突破性的發(fā)展，這些新的技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)電傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的快速發(fā)展。

3.2 推動(dòng)環(huán)境保護(hù)工作

隨著人們生活水平的提高，越來(lái)越多人注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作，以往的粗放型生產(chǎn)方式難以再適應(yīng)新的社會(huì)發(fā)展，節(jié)能減排將成為新時(shí)期的重要難題。我國(guó)發(fā)展中，工程機(jī)械大多采用燃料作為動(dòng)力，提高相關(guān)燃料的使用效率或者利用新型清潔能源代替燃料將會(huì)成為普遍的做法。電傳動(dòng)技術(shù)將會(huì)成為我國(guó)工程機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。

3.3 電傳動(dòng)技術(shù)推動(dòng)高效益的實(shí)現(xiàn)

每一項(xiàng)建設(shè)工程都會(huì)盡力追求低成本、高效益，將工程機(jī)械大型化將會(huì)成為工程建設(shè)的不二選擇。大型化的工程機(jī)械能夠大大提高節(jié)能效果。另外，大型化的工程機(jī)械也是國(guó)家節(jié)能減排政策的號(hào)召，新技術(shù)的發(fā)展也將推動(dòng)電傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

電傳動(dòng)技術(shù)具有工作效率高、調(diào)速性能優(yōu)良的特點(diǎn)，在我國(guó)工程機(jī)械領(lǐng)域中將會(huì)得到廣泛的運(yùn)用和重視。當(dāng)前，電傳動(dòng)技術(shù)主要運(yùn)用于電傳動(dòng)行走系統(tǒng)和電傳動(dòng)工作系統(tǒng)之中，優(yōu)良的性能也將會(huì)推動(dòng)著其被更廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]譚剛，陳韜，李軍，等.電傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2014，（13）：88-90.

[2]黃克.大型推土機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2015.

（作者單位：湖北省武漢市武漢科技大學(xué) 機(jī)械學(xué)院）