專利名稱：架線式礦用電機(jī)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)車技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種架線式礦用電機(jī)車。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來，架線式工礦電機(jī)車采用的是電阻有級(jí)調(diào)速控制技術(shù)。電阻調(diào)速起動(dòng)沖擊大、耗電量大，采用機(jī)械制動(dòng)，反應(yīng)遲緩、操作笨拙、機(jī)械磨損大，維修頻繁、維修費(fèi)用高， 停產(chǎn)誤工時(shí)間長(zhǎng)。80年代，可控硅控制技術(shù)引入機(jī)車調(diào)速控制，后發(fā)展至今的IGBT調(diào)速技術(shù)，比之電阻調(diào)速，技術(shù)上有了很大的進(jìn)步，起動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)，無級(jí)調(diào)速，牽引力有提高，故障率低，但仍存在可靠性差、維修難度大，機(jī)械制動(dòng)、反應(yīng)遲緩、操作笨拙等缺陷，而且，采用的是三件分體式，由司機(jī)控制器、斬波調(diào)速控制箱、電抗器箱組成，安裝使用很不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可靠性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、安全性能較好的架線式礦用電機(jī)車。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種架線式礦用電機(jī)車，包括車體和設(shè)置在車體上的調(diào)速裝置及司控裝置；所述調(diào)速裝置包括架線式直流電源、與架線式直流電源相連的用于控制礦用電機(jī)車的電機(jī)換向的換向電路、與換向電路的電流輸出端相連的用于控制電機(jī)電流的IGBT模塊、用于檢測(cè)所述電機(jī)電流大小的霍爾電流傳感器、與該霍爾電流傳感器相連的用于控制所述IGBT模塊的PLC。進(jìn)一步，所述IGBT模塊3的電流輸入端和電流輸出端之間設(shè)有用于控制所述電機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)的全速控制開關(guān)SK2。進(jìn)一步，所述PLC5連接有用于控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)速電路7。[0008]進(jìn)一步，所述司控裝置包括調(diào)速手柄、換向手柄、照明燈開關(guān)旋轉(zhuǎn)鈕；所述調(diào)速手柄和換向手柄間有機(jī)械互鎖裝置。進(jìn)一步，所述換向電路、IGBT模塊、PLC和調(diào)速電路設(shè)置在散熱鋁板上。本實(shí)用新型具有的技術(shù)效果(1)本實(shí)用新型采用了閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)和隔離門極功率晶體管IGBT為主要功率元件，使用智能邏輯電路控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從根本上解決了傳統(tǒng)的電阻調(diào)速和可控硅調(diào)速的缺陷，具有電路先進(jìn)、控制簡(jiǎn)單、啟動(dòng)力矩大、調(diào)速平穩(wěn)、模塊化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)新穎、操作簡(jiǎn)單、可靠性高、節(jié)能、維修簡(jiǎn)便、費(fèi)用低等特點(diǎn)，無弧通斷等優(yōu)點(diǎn)，是針對(duì)國內(nèi)架線式工礦電機(jī)車最先進(jìn)的調(diào)速裝置，即可與新機(jī)車配套使用，也可以對(duì)舊機(jī)車進(jìn)行改裝。(2)本實(shí)用新型中，所述IGBT模塊解決了電阻調(diào)速和可控硅調(diào)速的缺陷，且IGBT 斬波調(diào)速與電阻調(diào)速相比具有更好的節(jié)能效果。IGBT模塊采用極低導(dǎo)通壓降的IGBT功率元件，再配合具體的優(yōu)化電路，可比傳統(tǒng)的電阻調(diào)速節(jié)能30%以上。(3)本實(shí)用新型中，采用PLC經(jīng)霍爾電流傳感器h檢測(cè)電機(jī)電流，并通過PWM信號(hào)對(duì)IGBT模塊進(jìn)行控制，能對(duì)各IGBT功率元件的導(dǎo)通比進(jìn)行有效控制，可將導(dǎo)通比控制在 5%至95%，有效提高機(jī)車運(yùn)行速度及其工作效率。另外，該種結(jié)構(gòu)采用霍爾電流傳感器控制驅(qū)動(dòng)電路電源的接通和機(jī)車轉(zhuǎn)速，提高了機(jī)車的安全性與穩(wěn)定性。(4)本實(shí)用新型中，所述司控裝置包括調(diào)速手柄、換向手柄、照明燈開關(guān)旋轉(zhuǎn)鈕； 所述調(diào)速手柄和換向手柄間有機(jī)械互鎖裝置。該種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)速和換向間的互鎖，結(jié)構(gòu)新穎，易于操作，集換向、調(diào)速、制動(dòng)為一體，且可采用無級(jí)調(diào)速技術(shù)，使機(jī)車啟動(dòng)、運(yùn)行平穩(wěn)，提高了機(jī)車的安全性。(5)本實(shí)用新型中，所述換向電路、IGBT模塊、PLC和調(diào)速電路設(shè)置在散熱鋁板上。 該種結(jié)構(gòu)具有很好的散熱性能，保證其長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性和可靠性。

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1是本實(shí)用新型的操作面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的架線式礦用電機(jī)車中調(diào)速裝置的電路框圖；圖3是圖2所示的架線式礦用電機(jī)車中調(diào)速裝置的電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1-3對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明見圖1-3，本實(shí)施例的架線式礦用電機(jī)車車體和設(shè)置在車體上的調(diào)速裝置及司控裝置；所述調(diào)速裝置包括架線式直流電源1、與架線式直流電源1相連的用于控制礦用電機(jī)車的電機(jī)換向的換向電路2、與換向電路2的電流輸出端相連的用于控制電機(jī)電流的 IGBT模塊3、用于檢測(cè)所述電機(jī)電流大小的霍爾電流傳感器In、與該霍爾電流傳感器^相連的用于控制所述IGBT模塊3的PLC5。所述IGBT模塊3的電流輸入端和電流輸出端之間設(shè)有用于控制所述電機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)的全速控制開關(guān)SK2。所述PLC5連接有用于控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)速電路7。[0024]架線式直流電源1通過控制開關(guān)SKl與換向電路2的電流輸入端相連。IGBT模塊3包括第一 IGBT電路VTl和第二 IGBT電路VT2。本實(shí)施例的架線式礦用電機(jī)車還包括與架線式直流電源1相連的燈控電路；所述燈控電路包括兩個(gè)指示燈組，旋轉(zhuǎn)司控開關(guān)K和喇叭電路；所述旋轉(zhuǎn)司控開關(guān)K包括前燈， 后燈和0三個(gè)擋位；所述旋轉(zhuǎn)司控開關(guān)K的前燈擋電連接第一指示燈組，所述旋轉(zhuǎn)司控開關(guān) K的后燈擋位電連接第二指示燈組，所述旋轉(zhuǎn)司控開關(guān)K的0擋位空接。架線式直流電源1包括與直流架線相連的自動(dòng)開關(guān)QF、儲(chǔ)能電容Cl和濾波電容 C2。本實(shí)施例中，所述電機(jī)包括一對(duì)電機(jī)Ml和M2，換向電路2包括用于控制電機(jī)Ml、 M2的正、反轉(zhuǎn)的接觸器kl、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8和制動(dòng)電阻RZ ；所述制動(dòng)電阻RZ由開關(guān)SK3控制。所述換向電路、IGBT模塊、PLC和調(diào)速電路設(shè)置在散熱鋁板上。該種結(jié)構(gòu)具有很好的散熱性能，保證其長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性和可靠性。見圖1，本實(shí)施例的架線式礦用電機(jī)車還包括司控裝置6 ；所述司控裝置6包括調(diào)速手柄61、換向手柄62、照明燈開關(guān)旋轉(zhuǎn)鈕64 ；所述調(diào)速手柄61和換向手柄62 間有機(jī)械互鎖裝置63。所述調(diào)速電路7由所述調(diào)速手柄61實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制。換向電路2由換向手柄62實(shí)現(xiàn)換向控制。本實(shí)施例的架線式礦用電機(jī)車的工作原理如下(1)、合上自動(dòng)開關(guān)QF，主電源接通，同時(shí)穩(wěn)壓電源電路開始工作，調(diào)速箱工作回路得電。O)、操作換向手柄“向前”或“向后”，電機(jī)電路接通；換向手柄有三個(gè)擋切換位， “0”位為斷開狀態(tài)、“向前”時(shí)接通K1、K3、K5、K7 ；“向后”時(shí)接通Κ2、Κ4、Κ6、Κ8 ；改變電機(jī)
旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)機(jī)車前進(jìn)、后退和停車。(3)、操作手柄控制SKI、SK2，控制主電路電源接通、全壓運(yùn)行，同時(shí)控制霍爾電流傳感器h，控制驅(qū)動(dòng)電路電源的接通和機(jī)車的調(diào)速。本調(diào)速系統(tǒng)采用IGBT高壓大功率開關(guān)器件，控制方式為定頻調(diào)寬(PWM方式)；IGBT是由場(chǎng)效應(yīng)管與大功率晶體管相結(jié)合的全控功率開關(guān)元件，其開關(guān)頻率高；當(dāng)柵極施加+15V電壓時(shí)器件導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)壓降為2V左右，當(dāng)柵極施加0至-15V電壓時(shí)器件關(guān)斷；由于IGBT工作開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通關(guān)斷時(shí)損耗很小，所以調(diào)速狀態(tài)下節(jié)能效果顯著，可以保證99%以下的電能用于電機(jī)；IGBT串聯(lián)在“串激式”牽引電動(dòng)機(jī)電路內(nèi)，當(dāng)IGBT中第一 IGBT電路(VTl)或第二 IGBT電路(VT2)導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)電流線性上升；IGBT關(guān)斷時(shí)，電流線性下降；由于開關(guān)頻率高(2KHz)，實(shí)際機(jī)車的電流等效為直流電流，通過IGBT的導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間比值(即調(diào)節(jié)比α = Ton/T)，即可改變電機(jī)兩端的電壓平均值，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速、實(shí)現(xiàn)機(jī)車調(diào)速目的；調(diào)速器的各種保護(hù)功能如軟起動(dòng)、欠壓、 過壓、恒流、短路保護(hù)等亦能通過調(diào)節(jié)IGBT的導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間的比值來實(shí)現(xiàn)。(4)、電制動(dòng)時(shí)，操作手柄扳倒“0”位，SKl、SK2斷開，SK3閉合，慣性運(yùn)行中的電機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，電能消耗于制動(dòng)電阻，達(dá)到快速制動(dòng)的目的。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種架線式礦用電機(jī)車，包括車體和設(shè)置在車體上的調(diào)速裝置及司控裝置；其特征在于所述調(diào)速裝置包括架線式直流電源(1)、與架線式直流電源(1)相連的用于控制礦用電機(jī)車的電機(jī)換向的換向電路O)、與換向電路⑵的電流輸出端相連的用于控制電機(jī)電流的IGBT模塊(3)、用于檢測(cè)所述電機(jī)電流大小的霍爾電流傳感器an)、與該霍爾電流傳感器(In)相連的用于控制所述IGBT模塊(3)的PLC(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架線式礦用電機(jī)車，其特征在于所述司控裝置(6)包括調(diào)速手柄(61)、換向手柄(62)、照明燈開關(guān)旋轉(zhuǎn)鈕(64)；所述調(diào)速手柄(61)和換向手柄(62) 間有機(jī)械互鎖裝置(63)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架線式礦用電機(jī)車，其特征在于所述IGBT模塊(3)的電流輸入端和電流輸出端之間設(shè)有用于控制所述電機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)的全速控制開關(guān)(SK2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架線式礦用電機(jī)車，其特征在于所述PLC(5)連接有用于控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)速電路(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的架線式礦用電機(jī)車，其特征在于所述換向電路⑵、IGBT模塊(3)、PLC 和調(diào)速電路(7)設(shè)置在散熱鋁板上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種架線式礦用電機(jī)車，包括車體、調(diào)速裝置及司控裝置；所述調(diào)速裝置包括架線式直流電源、與架線式直流電源相連的換向電路、與換向電路的電流輸出端相連的IGBT模塊、用于檢測(cè)所述電機(jī)電流大小的霍爾電流傳感器、與該霍爾電流傳感器相連的用于控制所述IGBT模塊的PLC。本電機(jī)車通過采用IGBT為主要功率元件，解決了傳統(tǒng)的電阻調(diào)速和可控硅調(diào)速的缺陷，具有電路先進(jìn)、控制簡(jiǎn)單、啟動(dòng)力矩大、調(diào)速平穩(wěn)、模塊化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)新穎、操作簡(jiǎn)單、可靠性高、節(jié)能、維修簡(jiǎn)便、費(fèi)用低等特點(diǎn)；能對(duì)斬波電路的導(dǎo)通比進(jìn)行有效控制，有效提高了機(jī)車運(yùn)行速度及其工作效率；采用霍爾電流傳感器控制驅(qū)動(dòng)電路電源的接通和機(jī)車的速度，提高機(jī)車的安全性與穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B61C17/12GK202054020SQ20102062559
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者王仁滸, 鄭巨燦, 鄭建 申請(qǐng)人:巨大礦業(yè)有限公司