轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統的製作方法
2023-06-13 19:22:41 1
專利名稱：轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變頻調速系統，特別是涉及一種轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統。。
背景技術：
目前國內礦山用架線式機車運行環境比較惡劣，礦山電網電壓波動達到±30%，架線線路高低不平，導致集電弓跳動頻繁；另外無電區較多，車鬥的連接簡單，碰撞衝擊大；機車的啟動和制動較為頻繁。目前國內架線式機車變頻器的技術和產品還不成熟，國外的價格昂貴，而且現有的變頻器大部分並不能滿足實際工況，尚存在亟需改進之處。
發明內容本實用新型的目的是提供一種能夠滿足惡劣工況且性能穩定可靠的轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統。實現本實用新型目的的技術方案是:一種轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統，其特徵在於:包括交流牽引電動機、充電直流電源、通訊電路模塊、顯示儀和逆變器；所述充電直流電源通過與高壓架線線路相連，並把高壓架線線路的較高直流電壓，降壓轉換成包括+24V直流電壓在內的較低直流電壓輸出；所述通訊電路模塊與顯示儀相連；所述逆變器包括變頻器主電路、母線電壓檢測電路、CPU中央單元電路、PWM信號驅動及隔離電路、三相電流檢測電路、電源端子和電機轉速檢測電路；所述充電直流電源的+24V直流電壓輸出端通過多個控制開關與通訊電路模塊相連；所述通訊電路模塊與逆變器中的CPU中央單元電路相連；所述逆變器中的變頻器主電路與高壓架線線路相連，並通過母線電壓檢測電路與CPU中央單元電路相連；所述變頻器主電路還通過三相電流檢測電路與交流牽引電動機相連。上述技術方案中，所述CPU中央單元電路依次與PWM信號驅動及隔離電路和變頻器主電路相連。上述技術方案中，所述充電直流電源還輸出+5V、+15V、-15V的直流電壓輸出端，並與所述電源端子相連；所述電源端子分別與PWM信號驅動及隔離電路、CPU中央單元電路、三相電流檢測電路、電機轉速檢測電路相連。上述技術方案中，三相電流檢測電路和電機轉速檢測電路還分別與CPU中央單元電路相連。本實用新型結構較為合理，由於具有充電直流電源，並且能夠輸出24V直流電壓，可以在高壓架線線路沒有電時，能夠作為電源使用，有效解決電機重啟慢以及過流等問題，能夠滿足惡劣工況且性能較為穩定可靠。
圖1是本實用新型的一種結構示意圖。
具體實施方式
(實施例1)圖1是本實用新型的一種結構示意圖，顯示了本實用新型的一種具體實施方式
。本實施例是一種轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統，見圖1所示，包括交流牽引電動機、充電直流電源、通訊電路模塊、顯示儀和逆變器；所述充電直流電源通過與高壓架線線路相連，並把高壓架線線路的較高直流電壓，降壓轉換成包括+24V直流電壓在內的較低直流電壓輸出；所述通訊電路模塊與顯示儀相連；所述逆變器包括變頻器主電路、母線電壓檢測電路、CPU中央單元電路、PWM信號驅動及隔離電路、三相電流檢測電路、電源端子和電機轉速檢測電路；所述充電直流電源的+24V直流電壓輸出端通過多個控制開關與通訊電路模塊相連；所述通訊電路模塊與逆變器中的CPU中央單元電路相連；所述逆變器中的變頻器主電路與高壓架線線路相連，並通過母線電壓檢測電路與CPU中央單元電路相連；所述變頻器主電路還通過三相電流檢測電路與交流牽引電動機相連。所述CPU中央單元電路依次與PWM信號驅動及隔離電路和變頻器主電路相連。所述充電直流電源還輸出+5V、+15V、-15V的直流電壓輸出端，並與所述電源端子相連；所述電源端子分別與PWM信號驅動及隔離電路、CPU中央單元電路、三相電流檢測電路、電機轉速檢測電路相連。三相電流檢測電路和電機轉速檢測電路還分別與CPU中央單元電路相連。本實施例中，變頻器主電路由IGBT、吸收電容、電解電容、正負母排組成。IGBT是整個變頻器主電路最基礎和重要的部分。IGBT由上下兩橋構成，分別用來產生交流電壓的正半周和負半周。控制信號從「PWM信號隔離及驅動電路」輸入。將從高壓架線線路進來的直流電，逆變為變頻變壓的三相交流電，輸出給三相交流電動機。PWM信號隔離及驅動電路由驅動模塊構成。驅動模塊上端為信號輸出端，到IGBT模塊，下端為信號輸入端。信號從CPU中央單元電路輸出到驅動模塊，經驅動模塊將信號隔離、放大，驅動IGBT帶動電動機工作。母線電壓檢測電路用於檢測監控點的數據輸入到CPU中央單元電路進行比對處理，為CPU處理器提供過壓、欠壓、保護參考電壓和斬波制動參考電壓等信號數據。三相電流檢測電路用於檢測IGBT逆變輸出的三相電流狀況並反饋到CPU中央單元電路。它反映的是輸出電流實時數據，關係到系統設定的各種電路保護參數、硬體保護值、軟體保護值。電機轉速檢測電路用於監控機車行駛速度，並將機車行駛速度反饋給CPU中央單元電路。內部程序將速度信號做為很重要的計算數據，如果速度傳感器損壞，將不能加速或加速就出現保護。顯示儀用於顯示工作電壓、機車速度和總裡程。CPU中央單元電路採用DSP型微處理器，是整個系統的核心，所有的信號、設定的參數在此集中處理。微機板有電源輸入、三相PWM及斬波信號輸出、速度信號輸入、司控信號的輸入、電流傳感器器信號輸入、電壓傳感器信號輸入、磁敏傳感器信號輸入，均在此進行調度和分析處理。當檢測到電動機過流時，可立即封鎖PWM信號，幾微秒就可關閉所有IGBT，無三相交流電壓輸出，實現系統的全面保護。本實用新型結構較為合理，由於具有充電直流電源，並且能夠輸出24V直流電壓，可以在高壓架線線路沒有電時，能夠作為電源使用，有效解決電機重啟慢以及過流等問題，能夠滿足惡劣工況且性能較為穩定可靠。顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非是對本實用新型的實施方式的限定。對於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。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本實用新型的實質精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統，其特徵在於:包括交流牽引電動機、充電直流電源、通訊電路模塊、顯示儀和逆變器；充電直流電源通過與高壓架線線路相連，並把高壓架線線路的較高直流電壓，降壓轉換成包括+24V直流電壓在內的較低直流電壓輸出；通訊電路模塊與顯示儀相連；逆變器包括變頻器主電路、母線電壓檢測電路、CPU中央單元電路、PWM信號驅動及隔離電路、三相電流檢測電路、電源端子和電機轉速檢測電路；充電直流電源的+24V直流電壓輸出端通過多個控制開關與通訊電路模塊相連；通訊電路模塊與逆變器中的CPU中央單元電路相連；逆變器中的變頻器主電路與高壓架線線路相連，並通過母線電壓檢測電路與CPU中央單元電路相連；變頻器主電路還通過三相電流檢測電路與交流牽引電動機相連。
2.根據權利要求1所述的轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統，其特徵在於:CPU中央單元電路依次與PWM信號驅動及隔離電路和變頻器主電路相連。
3.根據權利要求2所述的轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統，其特徵在於:充電直流電源還輸出+5V、+15V、-15V的直流電壓輸出端，並與電源端子相連；電源端子分別與PWM信號驅動及隔離電路、CPU中央單元電路、三相電流檢測電路、電機轉速檢測電路相連。
4.根據權利要求3所述的轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統，其特徵在於:三相電流檢測電路和電機轉速檢測電路還分別與CPU中央單元電路相連。
專利摘要本實用新型公開了一種轉差頻率矢量控制牽引變頻調速系統，包括交流牽引電動機、充電直流電源、通訊電路模塊、顯示儀和逆變器；充電直流電源通過與高壓架線線路相連，並把高壓架線線路的較高直流電壓，降壓轉換成包括+24V直流電壓在內的較低直流電壓輸出；通訊電路模塊與顯示儀相連；逆變器包括變頻器主電路、母線電壓檢測電路、CPU中央單元電路、PWM信號驅動及隔離電路、三相電流檢測電路、電源端子和電機轉速檢測電路；充電直流電源的+24V直流電壓輸出端通過多個控制開關與通訊電路模塊相連。本實用新型結構有效解決電機重啟慢以及過流等問題，能夠滿足惡劣工況且性能較為穩定可靠。
文檔編號H02J9/00GK202978816SQ20122073411
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者鄭建 申請人:巨大礦業有限公司