窄軌電機車多功能保護控制器的製作方法

2023-04-23 12:42:46

專利名稱：窄軌電機車多功能保護控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種電機車控制器。
目前，在礦山中，窄軌電機車是一種主要運輸設備之一。窄軌電機車採用直流串極電動機驅動。串極直流電動機空栽時將是轉速很高，使電機損壞。現在實用的窄軌機車控制器對兩臺電動機由於電氣性能上的差異造成的負荷分配不平衡無法調整，對電動機過栽、超速無法自動保護，控制器內各種電氣元件壽命較短、維修大，控制器可靠性差，機車能耗大。
本實用新型的目的在於提供一種電路結構簡單、靈敏度高，可靠性高、保護功能全、節約電能、維修方便的窄軌電機多功能保護控制器。
本實用新型的技術方案為它由主電路和控制電路組成。主電路由快速熔斷器(FU)、可逆控制開關(K)、絕緣柵型雙極電晶體(IGBT1，IGBT2)及其保護元件組成。控制電路由電源電路、霍爾線性集成電路(UGN-3501M)為核心組成電機電流取樣電路，霍爾集成電路(UGN-3000)為核心組成電機轉速取樣電路，帶A/D轉換器的單片機(PIC16C73B)，電機轉速整定撥碼盤，電機電流整定撥碼盤，速度給定電路，單片機控制輸出電路，絕緣柵型雙極電晶體由厚膜驅動電路(EXB841)為核心組成的驅動電路，工作指示電路組成。其聯接主電路中，快速熔斷器(FU)與串極直流電機勵磁繞組相聯，再與可逆開關(K)相聯，再與電機(1M，2M)相聯；可逆開關(K)與霍爾電流取樣一次電路相聯，再與絕緣型電晶體(IGBT1)或(IGBT2)相聯。控制電路的電源由快速熔斷器(FU1)與主電路相聯，電源電路為電流取樣電路，轉速取樣電路，單片機(PIC16C73B)，撥碼盤，絕緣柵型雙極電晶體厚膜驅動電路(EXB841)為核心組成驅動電路提供電源。電流取樣電路接單片機A/D埠(2、3)，速度給定電路接單片機A/D埠(4)，轉速整定撥碼盤與單片機的埠(11--14)相聯，電流整定撥碼盤與單片機的埠(21--28)相聯，轉速取樣電路接入單片機的埠(15、16)，電機車應急運行控制電路接單片機A/D埠(5)，由單片機的埠(17、18)輸出信號接驅動電路，驅動電路輸出聯接絕緣柵型雙極電晶體的相關管腳。
本實用新型的主要優點電路結構簡單、保護功能全、靈敏度高、可靠性高、維修方便、節約電能。
附圖
為本實用新型窄軌電機車多功能保護控制器電路結構原理圖。
該電路由主電路和控制電路組成，主電路由快速熔斷器(FU)，可逆開關(K)，二極體(1D、2D)作續流保護，絕緣柵型雙極電晶體(IGBT1、IGBT2)組成調壓電路組成。控制電路由電源電路，電源取樣電路，速度給定電路，轉速取樣電路，電機車應急運行控制電路，電機轉速整定撥碼盤，電機電流整定撥碼盤，帶A/D轉換器的單片機(PIC16C73B)，絕緣柵型雙極電晶體(IGBT1、IGBT2)驅動電路組成控制電路。圖中(n1、n2)為由霍爾集成電路(UGN-3000)為核心組成電機轉速取樣電路的代號，(HL1或HL2)由霍爾線性集成電路(UGN-3501M)為核心組成電機(1M、2M)電流取樣電路的代號。其聯接是快速熔斷器(FU)與後述電路串聯，勵磁繞阻與可逆開關(K)觸點串聯，可逆開關(k)與電機電樞(1M或2M)相聯，再接可逆開關。(K)，再與續流二極體(1D或2D)保護電路並聯，再串接霍爾取樣一次繞組，再接絕緣柵型電晶體(IBGT1或IBGT2)組成的調壓電路。控制電路的組成是電源電路為由線性霍爾集成電路(UGN-3501M)為核心組成電機電流取樣電路，單片機(PIC16C73B)，由霍爾集成電路(UGN-3000)為核心組成電機轉速取樣電路，撥碼盤，驅動電路，速度給定電路及電機車應急運行控制電路提供電源，線性霍爾集成電路(UGN-3501M)為核心組成電流取樣電路聯接單片機(PIC16C73B)的A/D埠(2、3)，速度給定電路接單片機埠(4)，電機車應急運行控制電路接單片機埠(5)，電機轉速取樣電路接單片機的接口(15、16)，電機轉速整定撥碼盤與單片機埠(11-14)相聯，電機電流整定撥碼盤與單片機埠(21-28)相聯，單片機控制輸出信號由(17、18)埠輸出分別接厚膜驅動電路(EXB841)的端子(15)，驅動電路輸出端(D1、G1、S)(D2、G2、S)與絕緣柵電晶體(IGBT1)的管腳(D1、G1、S)相聯，與絕緣柵型雙極電晶體(IGBT2)的管腳(D2、G2、S)相聯。
該窄軌電機車多功能保護控制器的工作原理是電源電路由可變電阻Rp改變時基集成電路(NE555)脈衝發生器的頻率，改變屏蔽變壓(B)的工作頻率而輸出控制器的電源電壓，熔斷器(FU2)作為機車照明電源的保護器件，快速熔斷器(FU3、FU4、FU5)分別作為單片機電源，霍爾電路電源，驅動電路電源的保護器件。電機額定轉速由轉速整定撥碼盤轉換成數位訊號送入單片機埠(11-14)，電機允許工作額定電流由電流整定撥碼盤轉換成數位訊號送入單片機埠(21-28)，可逆開關(K)的觸頭使端子(1-2、3-4、5-6、7-8或1-3、2-4、5-7、6-8)相聯接；速度給定由可變電位器(RV)改變輸入單片機電壓，對應控制機車運行速度。輸入單片機A/D埠(4)，單片機(PIC16C73B)根據給定速度從埠(17、18)輸出信號。分別接入厚膜驅動電路輸入端(15)，驅動電路驅動絕緣柵型雙極電晶體(IGBT1或IGBT2)，改變電機電壓而改變電機轉速達到控制機車速度的目的。線性霍爾集成電路(UGN-3501M)為核心組成的電流取樣電路將電機運行電流取樣輸到單片機的A/D埠(2、3)，霍爾集成電路(UGN-3000)，光耦(TPL521-2)為核心組成電機轉速取樣電路將電機轉速取樣輸到單片機埠(15、16)。兩臺電機電流不一致時，單片機調整輸出脈寬信號，經驅動電路由絕緣柵型雙極電晶體改變電機電壓達到電機電流一致。使兩臺電機出力平衡。在機車運行中，單片機對電機運行電流，電機運行轉速與電機整定電流，整定轉速，給定速度進行分析，確定是否調整電機電壓，而進行保護調整。當電機電路發生故障時，單片機實施停機保護，使絕緣柵型雙極電晶體停止工作。使電機車保護停機。按下電機車應急運行控制開關(K1)，電機車應急運行信號輸入單片機A/D埠(5)，未發生電路故障的電機可以工作，使機車能方便地開到檢修場地進行修理。
權利要求一種窄軌電機車控制器，其特徵在於主電路由熔斷器，可逆開關，續流二極體，絕緣雙極電晶體及保護電路組成，控制電路由線性霍爾集成電路(UGN-3501M)為核心組成電機電流取樣電路，由霍爾集成電路(UGN-3000)、光耦(TPL521-2)為核心組成電機轉速取樣電路，撥碼盤，電源指示及單片機運行指示，驅動指示電路，以時基集成電路(NE555)、屏蔽變壓器為核心的電源電路，單片機(PIC16C73B)及輸出控制電路，厚膜驅動電路(EXB841)為核心組成驅動電路，其聯接是可逆開關(K)與電機勵磁繞組及電機電樞(1M或2M)串聯，再與續流二極體(1D或2D)並聯後，再與霍爾電流取樣電路一次繞組串聯，再與絕緣柵雙極電晶體(IGBT1或IGBT2)串聯後，再與另一條電機控制電路並聯，再與主電路保護熔斷器串聯。線性集成電路(UGN-3501M)為核心組成電機電流取樣電路、速度給定電路、電機控制運行控制電路接單片機的A/D埠(2、3、4、5)，霍爾集成電路(UGN-3000)，光耦(TPL521-2)為核心組成的轉速取樣電路接單片機(15、16)埠，轉速整定撥碼盤輸出接單片機(11-14)埠，電流整定撥碼盤輸出接單片機(21-28)埠，單片機控制輸出信號由埠(17、18)輸出，分別與厚膜驅動電路(EXB841)的腳(15)聯接，驅動電路輸出(D1、G1、S；D2、G2、S)分別與兩隻絕緣柵型雙極電晶體(IGBT1、IGBT2)相應管腳聯接。
專利摘要本實用新型涉及窄軌電機車控制器,由主電路和控制電路組成,主電路中可逆開關與電機串聯後與續流二極體並聯,再與電流取樣一次繞組串聯,再與(IGBT)管串聯後與另一條電路並聯後再與保護熔斷器串聯。控制電路由電源電路供電源,電流取樣,轉速取樣,速度給定,電機電流、轉速整定撥碼盤分別接單片機相應埠。單片機輸出分別接驅動電路,驅動輸出與(IGBT)管相應管腳相聯。本實用新型電路簡單、保護功能全、節約電能、維修方便。
文檔編號B60L11/00GK2410169SQ0022238
公開日2000年12月13日 申請日期2000年2月24日 優先權日2000年2月24日
發明者羅治雲 申請人:羅治雲