專利名稱：蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電機車調(diào)速裝置技術領域，具體是一種蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置。
背景技術：
長期以來，架線式工礦電機車采用的是電阻有級調(diào)速控制技術。電阻調(diào)速起動沖擊大、耗電量大，采用機械制動，反應遲緩、操作笨拙、機械磨損大，維修頻繁、維修費用高， 停產(chǎn)誤工時間長。80年代，可控硅控制技術引入機車調(diào)速控制，后發(fā)展至今的IGBT調(diào)速技術，比之電阻調(diào)速，技術上有了很大的進步，起動相對平穩(wěn)，無級調(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，機械制動、反應遲緩、操作笨拙等缺陷，而且，采用的是三件分體式，由司機控制器、斬波調(diào)速控制箱、電抗器箱組成，安裝使用很不方便。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是提供一種可靠性強、操作簡單、安全性能較好的蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置，包括 蓄電池式直流電源1、與蓄電池式直流電源1相連的用于控制礦用電機車的電機換向的換向電路2、與換向電路2的電流輸出端相連的用于控制電機電流的IGBT模塊3、用于檢測所述電機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。進一步，所述IGBT模塊3的電流輸入端和電流輸出端之間設有用于控制所述電機全速運轉的全速控制開關SK2。進一步，所述PLC5連接有用于控制所述電機轉速的調(diào)速電路7。本實用新型具有的技術效果(1)本實用新型采用了閉環(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動系統(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、控制簡單、啟動力矩大、調(diào)速平穩(wěn)、模塊化設計、結構新穎、操作簡單、可靠性高、節(jié)能、維修簡便、費用低等特點，無弧通斷等優(yōu)點，是針對國內(nèi)蓄電池式工礦電機車最先進的調(diào)速裝置，即可與新機車配套使用，也可以對舊機車進行改裝。(2)本實用新型中，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)本實用新型中，采用PLC經(jīng)霍爾電流傳感器h檢測電機電流，并通過PWM信號對IGBT模塊進行控制，能對各IGBT功率元件的導通比進行有效控制，可將導通比控制在 5%至95%，有效提高機車運行速度及其工作效率。另外，該種結構采用霍爾電流傳感器控制驅動電路電源的接通和機車轉速，提高了機車的安全性與穩(wěn)定性。
為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中圖1是本實用新型的操作面板的結構示意圖；圖2是本實用新型的蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置的電路框圖；圖3是圖2所示的蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置的電氣原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖1-3對本實用新型進行詳細說明見圖2-3，本實施例的蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置包括蓄電池式直流電源1、 與蓄電池式直流電源1相連的用于控制礦用電機車的電機換向的換向電路2、與換向電路2 的電流輸出端相連的用于控制電機電流的IGBT模塊3、用于檢測所述電機電流大小的霍爾電流傳感器In、與該霍爾電流傳感器h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有用于控制所述電機全速運轉的全速控制開關SK2。所述PLC5連接有用于控制所述電機轉速的調(diào)速電路7。蓄電池式直流電源1通過控制開關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。本實施例的蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置還包括與蓄電池式直流電源1相連的燈控電路；所述燈控電路包括兩個指示燈組，旋轉司控開關K和喇叭電路；所述旋轉司控開關K包括前燈，后燈和0三個擋位；所述旋轉司控開關K的前燈擋電連接第一指示燈組，所述旋轉司控開關K的后燈檔位電連接第二指示燈組，所述旋轉司控開關K的0檔位空接。蓄電池式直流電源1包括蓄電池、防反充電二極管D4、儲能電容Cl和濾波電容 C2。本實施例中，所述電機包括一對Ml和M2，換向電路2包括用于控制電機Ml、M2的正、反轉的接觸器kl、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8。見圖1，本實施例的蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置還包括司控裝置6 ；所述司控裝置6包括調(diào)速手柄61、換向手柄62、照明燈開關旋轉鈕64 ；所述調(diào)速手柄61和換向手柄 62間有機械互鎖裝置63。所述調(diào)速電路7由所述調(diào)速手柄61實現(xiàn)調(diào)速控制。換向電路2 由換向手柄62實現(xiàn)換向控制。本實施例的蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置的工作原理如下(1)、合上自動開關QF，主電源接通，同時穩(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”，電機電路接通；換向手柄有三個檔切換位， “0”位為斷開狀態(tài)、“向前”時接通KU K3、K5、K7 ；“向后”時接通K2、K4、K6、K8 ；改變電機
旋轉方向，實現(xiàn)機車前進、后退和停車。(3)、操作手柄控制SKI、SK2，控制主電路電源接通、全壓運行，同時控制霍爾電流傳感器h，控制驅動電路電源的接通和機車的調(diào)速。本調(diào)速系統(tǒng)采用IGBT高壓大功率開關器件，控制方式為定頻調(diào)寬(PWM方式)；IGBT是由場效應管與大功率晶體管相結合的全控功率開關元件，其開關頻率高；當柵極施加+15V電壓時器件導通，導通時壓降為2V左右，當柵極施加0至-15V電壓時器件關斷；由于IGBT工作開關狀態(tài)，導通關斷時損耗很小，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；IGBT串聯(lián)在“串激式”牽引電動機電路內(nèi)，當IGBT中第一 IGBT電路(VTl)或第二 IGBT電路(VT2)導通時，電機電流線性上升；IGBT關斷時，電流線性下降；由于開關頻率高OKHz)，實際機車的電流等效為直流電流，通過IGBT的導通、關斷時間比值(即調(diào)節(jié)比α =Τοη/Τ)，即可改變電機兩端的電壓平均值，從而改變電機的轉速、實現(xiàn)機車調(diào)速目的；調(diào)速器的各種保護功能如軟起動、欠壓、 過壓、恒流、短路保護等亦能通過調(diào)節(jié)IGBT的導通、關斷時間的比值來實現(xiàn)。0)、電制動時，操作手柄扳倒“0”位，SKU SK2斷開，慣性運行中的電機轉為發(fā)電機運行，電能消耗于制動電阻，達到快速制動的目的。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
權利要求1.一種蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置，包括蓄電池式直流電源(1)、與蓄電池式直流電源(1)相連的用于控制礦用電機車的電機換向的換向電路O)、與換向電路O)的電流輸出端相連的用于控制電機電流的IGBT模塊(3)、用于檢測所述電機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)權利要求1所述的蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置，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有用于控制所述電機全速運轉的全速控制開關 (SK2)。
3.根據(jù)權利要求1所述的蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置，其特征在于所述PLC(5)連接有用于控制所述電機轉速的調(diào)速電路(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種蓄電池式礦用電機車調(diào)速裝置，包括蓄電池式直流電源、用于控制礦用電機車的電機換向的換向電路、用于控制電機電流的IGBT模塊、用于檢測所述電機電流的霍爾電流傳感器、與該霍爾電流傳感器相連的用于控制所述IGBT模塊的PLC。本裝置采用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、控制簡單、啟動力矩大、調(diào)速平穩(wěn)、模塊化設計、結構新穎、操作簡單、可靠性高、節(jié)能、維修簡便、費用低等特點；能對斬波電路的導通比進行有效控制，有效提高了機車運行速度及其工作效率；采用霍爾電流傳感器控制驅動電路電源的接通和機車的速度，提高機車的安全性與穩(wěn)定性。
文檔編號H02P6/08GK201994900SQ20102062560
公開日2011年9月28日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權日2010年11月25日
發(fā)明者劉艷軍, 王仁滸, 胡湘磊, 鄭巨燦, 鄭建 申請人:巨大礦業(yè)有限公司