一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車的控制器，是一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器。它至少包括電源、檢測(cè)模塊、DSP控制模塊、顯示模塊及功率模塊，其特征是：DSP控制模塊是以TMS320F2812芯片為核心的控制電路板，TMS320F2812芯片通過光電隔離電路驅(qū)動(dòng)功率模塊，功率模塊與電動(dòng)車的電機(jī)連通；檢測(cè)模塊通過濾波電路與DSP控制模塊的TMS320F2812芯片導(dǎo)通，DSP控制模塊的TMS320F2812芯片還與顯示模塊導(dǎo)通；電源為檢測(cè)模塊、DSP控制模塊、顯示模塊及功率模塊供電。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下無軌膠輪電動(dòng)車的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，具備防爆的特點(diǎn)并能依據(jù)路面變化、負(fù)載變化、風(fēng)阻變化、電池電壓變化等對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的控制以保證電動(dòng)車的平衡狀態(tài)的控制器。
【專利說明】—種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車的控制器，是一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]防爆無軌膠輪車作為現(xiàn)代煤礦物料搬運(yùn)工具，具有靈活、機(jī)動(dòng)、安全、高效、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，是輸送材料、設(shè)備及人員的一種先進(jìn)輔助運(yùn)輸車輛，在煤礦井下得到了廣泛的應(yīng)用，直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的效率與效益。但防爆無軌膠輪車還存在著一些缺點(diǎn)，如:污染嚴(yán)重、噪聲大、排氣吹起的粉塵大、防爆柴油機(jī)效率低、柴油機(jī)排氣柵欄難清洗，防爆無軌膠輪車使用過程中需要加大礦井通風(fēng)量等，在一定程度上制約了防爆無軌膠輪車在煤礦的使用。如果能把電動(dòng)汽車的概念引入煤礦井下防爆無軌膠輪車，則可以研究煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的防爆、低污染、節(jié)能、高效率等關(guān)鍵技術(shù)，以克服柴油無軌膠輪車的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)煤礦運(yùn)輸?shù)那鍧?、高效、安全，為煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車在煤礦井下的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。但煤礦井下運(yùn)行工況非常復(fù)雜，既要能頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)、加減速、快速超車、緊急剎車，又要能連續(xù)上下坡。所以，煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器除了具有普通電動(dòng)車控制器的電氣系統(tǒng)特性外，還必須防爆并能依據(jù)路面變化、負(fù)載變化、風(fēng)阻變化、電池電壓變化等對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的控制以保證電動(dòng)車的平衡狀態(tài)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下無軌膠輪電動(dòng)車的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，具備防爆的特點(diǎn)并能依據(jù)路面變化、負(fù)載變化、風(fēng)阻變化、電池電壓變化等對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的控制以保證電動(dòng)車的平衡狀態(tài)的控制器。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器，它至少包括電源、檢測(cè)模塊、DSP控制模塊、顯示模塊及功率模塊，其特征是:DSP控制模塊是以TMS320F2812芯片為核心的控制電路板，TMS320F2812芯片通過光電隔離電路驅(qū)動(dòng)功率模塊，功率模塊與電動(dòng)車的電機(jī)連通；檢測(cè)模塊通過濾波電路與DSP控制模塊的TMS320F2812芯片導(dǎo)通，DSP控制模塊的TMS320F2812芯片還與顯示模塊導(dǎo)通；電源為檢測(cè)模塊、DSP控制模塊、顯示模塊及功率模塊供電。
[0005]所述的檢測(cè)模塊是由電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌⒂烷T踏板驅(qū)動(dòng)電位器和剎車踏板制動(dòng)電位器構(gòu)成，它們通過濾波電路與DSP控制模塊的TMS320F2812芯片導(dǎo)通。
[0006]所述的功率模塊是IPM功率模塊，包括“直一交”逆變電源模塊，IPM功率模塊為電機(jī)提供電壓、頻率可調(diào)的逆變電源。
[0007]所述的電源為鉛酸電池組構(gòu)成的直流電源，由主電源和輔助電源并聯(lián)構(gòu)成。
[0008]所述的DSP控制模塊還帶有JTAG接口，通過JTAG接口可與外部電腦連接。
[0009]所述的DSP控制模塊還包括故障保護(hù)回路。
[0010]本實(shí)用新型的特點(diǎn)是通過設(shè)置傳感器對(duì)控制器的電源、電動(dòng)車的電機(jī)、電動(dòng)車的油門與剎車以及井下的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊中，最終由顯示模塊呈現(xiàn)，方便工作人員時(shí)刻了解各項(xiàng)指標(biāo)的狀態(tài)；同時(shí)控制模塊通過逆變器對(duì)電動(dòng)車的電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，確保電動(dòng)車在運(yùn)行中的安全，實(shí)現(xiàn)了煤礦運(yùn)輸?shù)那鍧?、高效、安全，為煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車在煤礦井下的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明:
[0012]圖1是一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是光電隔離電路的電路圖。
[0014]圖中:1、DSP控制模塊；2、功率模塊；3、電機(jī)；4、檢測(cè)模塊；5、電源；6、顯示模塊；
7;故障保護(hù)回路；8、光電隔離電路；401、電壓傳感器；402、電流傳感器；403、溫度傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳎?04、油門踏板驅(qū)動(dòng)電位器、405、剎車踏板制動(dòng)電位器；406、濾波電路。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1和圖2所示，一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器，它至少包括電源5、檢測(cè)模塊4、DSP控制模塊1、顯示模塊6及功率模塊2。
[0016]其中，電源5為鉛酸電池組構(gòu)成的直流電源，由主電源和輔助電源并聯(lián)構(gòu)成，電源為檢測(cè)模塊4、DSP控制模塊1、顯示模塊6及功率模塊2供電。 [0017]DSP控制模塊I是以TMS320F2812芯片為核心的控制電路板。
[0018]功率模塊2是IPM功率模塊，包括“直一交”逆變電源模塊，IPM功率模塊可以為電動(dòng)車的電機(jī)3提供電壓、頻率可調(diào)的逆變電源。IPM功率模塊綜合了 GTR的低飽和電壓特性和MOSFET的高頻開關(guān)特性于一體，非常適合應(yīng)用于交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
[0019]DSP控制模塊I的TMS320F2812芯片通過光電隔離電路8驅(qū)動(dòng)功率模塊2，功率模塊2與電動(dòng)車的電機(jī)3導(dǎo)通，DSP控制模塊I的TMS320F2812芯片還與顯示模塊6導(dǎo)通，顯示模塊6用于顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
[0020]如圖2所示，光電隔離電路8是--1113光電耦合電路，其A端與DSP控制模塊I導(dǎo)通，B端與功率模塊2導(dǎo)通，由Ti 1113光電耦器驅(qū)動(dòng)。
[0021 ] DSP控制模塊還設(shè)置有JTAG接口，通過JTAG接口與外部電腦相連，可以下載數(shù)據(jù)，
調(diào)試程序。
[0022]檢測(cè)模塊4包括電壓傳感器401、電流傳感器402、溫度傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅?03、油門踏板驅(qū)動(dòng)電位器404和剎車踏板制動(dòng)電位器405構(gòu)成，它們通過濾波電路406與DSP控制模塊I的TMS320F2812芯片導(dǎo)通。
[0023]電壓傳感器401檢測(cè)電源5和電機(jī)3兩端的電壓，電流傳感器402檢測(cè)電源5和電機(jī)3兩端的電流，溫度傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅?03檢測(cè)電源5的溫度以及空氣中的瓦斯?jié)舛?，油門踏板驅(qū)動(dòng)電位器404和剎車踏板制動(dòng)電位器405設(shè)置在電動(dòng)車的油門與剎車位置，用于檢測(cè)電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)狀況。
[0024]濾波電路406采用雙向低通濾波電路，輸入DSP控制模塊I的為正負(fù)兩路電流信號(hào)，不僅在硬件控制板上設(shè)計(jì)模擬低通濾波器，而且在程序重用平均值濾波對(duì)得到的電壓和電流/[目號(hào)加以處理。
[0025]DSP控制模塊I中還設(shè)置有故障保護(hù)回路7，故障保護(hù)回路主要是由故障檢測(cè)電路構(gòu)成，通過IGBT功率驅(qū)動(dòng)管發(fā)出信號(hào)，當(dāng)電路過流或過壓時(shí)，故障保護(hù)回路中的IGBT功率驅(qū)動(dòng)管可對(duì)功率模塊2發(fā)出信號(hào)功率模塊2發(fā)出響應(yīng)，關(guān)閉功率模塊2與TMS320F2812芯片之間的通道，保護(hù)整個(gè)控制器的安全。
[0026]工作時(shí)，電動(dòng)車上電起動(dòng)以后，DSP控制模塊I通過檢測(cè)模塊4實(shí)時(shí)獲取驅(qū)動(dòng)電機(jī)3及電源5的電壓和電流信號(hào)，并通過數(shù)碼顯示模塊6顯示出電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流和實(shí)時(shí)的電池電壓。
[0027]同時(shí)，DPS控制模塊中由運(yùn)動(dòng)控制算法產(chǎn)生PWM信號(hào)，并通過光電隔離電路8傳輸?shù)焦β誓K2觸發(fā)端，并通過功率模塊2中的逆變器來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車的電機(jī)3。當(dāng)DSP控制模塊I采樣到給定電流(轉(zhuǎn)矩)變化時(shí)，控制算法即做出調(diào)整，控制電機(jī)3實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。
[0028]本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和電路屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器，它至少包括電源、檢測(cè)模塊、DSP控制模塊、顯示模塊及功率模塊，其特征是:DSP控制模塊是以TMS320F2812芯片為核心的控制電路板，TMS320F2812芯片通過光電隔離電路驅(qū)動(dòng)功率模塊，功率模塊與電動(dòng)車的電機(jī)連通；檢測(cè)模塊通過濾波電路與DSP控制模塊的TMS320F2812芯片導(dǎo)通，DSP控制模塊的TMS320F2812芯片還與顯示模塊導(dǎo)通；電源為檢測(cè)模塊、DSP控制模塊、顯示模塊及功率模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器，其特征是:所述的檢測(cè)模塊是由電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、油門踏板驅(qū)動(dòng)電位器和剎車踏板制動(dòng)電位器構(gòu)成，它們通過濾波電路與DSP控制模塊的TMS320F2812芯片導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器，其特征是:所述的功率模塊是IPM功率模塊，包括“直一交”逆變電源模塊，IPM功率模塊為電機(jī)提供電壓、頻率可調(diào)的逆變電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器，其特征是:所述的電源為鉛酸電池組構(gòu)成的直流電源，由主電源和輔助電源并聯(lián)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器，其特征是:所述的DSP控制模塊還帶有JTAG接口，通過JTAG接口可與外部電腦連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤礦井下無軌膠輪電動(dòng)車的控制器，其特征是:所述的DSP控制模塊還包括故障保護(hù)回路。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203689070SQ201420014486
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】張傳偉, 王鳴宇, 李晨曦, 黨蒙 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)