一種礦用電機車交流變頻調速器及其控制方法
2023-04-25 03:41:26
一種礦用電機車交流變頻調速器及其控制方法
【專利摘要】本發明涉及電子【技術領域】，它公開了一種礦用電機車交流變頻調速器及其控制方法，包括主電路、控制系統、檢測電路三個組成部分，其特徵在於，所述主電路主要由直流電壓源、充電迴路、濾波支撐電容、三相逆變器單元、三相交流異步牽引電機組成；所述控制系統主要由單片機控制電路、光纖板及電源模塊電路、驅動電路、液晶顯示及給定操作模塊組成；所述檢測電路主要由電壓傳感器及檢測模塊、電流傳感器及檢測模塊、溫度傳感器及檢測模塊、電機轉速傳感器及檢測模塊組成；所述的充電迴路輸入側有充電電阻。本發明的有益效果是：壽命長，耐高溫，溫升較低，工作穩定可靠，主要器件IGBT不易損壞，功耗小。
【專利說明】一種礦用電機車交流變頻調速器及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子【技術領域】，尤其涉及到一種礦用電機車交流變頻調速器及其控制方法。
【背景技術】
[0002]礦用軌道電機車是工礦企業的一個傳統設備，按照牽引供電的方式不同可分為:架線電機車、蓄電池電瓶電機車；按照牽引力大小可分為:5t、8t、12t、20t、24t等系列電機車；按照調速方式的不同可分為:直流牽引電機串電阻調速，直流牽引電機斬波調速，交流牽引電機變頻調速。從技術發展的趨勢來看:架線車與蓄電池電瓶車會並行發展，而且以大噸位(12t、20t)的蓄電池電瓶車佔主導；直流斬波調速將取代傳統的串電阻調速；交流牽引電機變頻調速將取代直流牽引電機調速。交流牽引電機車與直流牽引電機車相比較，具有體積小、重量輕，可靠性高、維護量小，無滑環和換相器，易於安全防爆等優點，同時交流調速的變頻調速具有明顯的節能效果，耗能和發熱量都明顯減少。交流牽引電機車取代直流牽引電機車，用先進的交流變頻調速技術取代傳統的直流串阻和斬波調速技術是礦用電機車發展的必然趨勢。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種主要器件IGBT不易損壞，壽命長，耐高溫，溫升較低，穩定可靠工作的礦用電機車交流變頻調速器及其控制方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案:
[0005]一種礦用電機車交流變頻調速器，包括主電路、控制系統、檢測電路三個組成部分，其特徵在於，所述主電路主要由直流電壓源、充電迴路、濾波支撐電容、三相逆變器單元、三相交流異步牽引電機組成；所述控制系統主要由單片機控制電路、光纖板及電源模塊電路、驅動電路、液晶顯示及給定操作模塊組成；所述檢測電路主要由電壓傳感器及檢測模塊、電流傳感器及檢測模塊、溫度傳感器及檢測模塊、電機轉速傳感器及檢測模塊組成；所述的充電迴路輸入側有充電電阻。
[0006]優選的，所述直流電壓源是鉛酸蓄電池組，所述的濾波支撐電容由2個10000 μ F/400V鋁電解電容器並聯組成。
[0007]優選的，所述直流電壓源是架空線直流電壓源，所述的濾波支撐電容由8個10000 μ F/400V鋁電解電容器2串4並組成。
[0008]一種礦用電機車交流變頻調速器的控制方法，其特徵在於，由鉛酸蓄電池組提供直流電壓，通過三相逆變器單元輸出頻率可調的三相交流電，驅動兩臺三相交流異步牽引電機，司控臺發出啟動或停止命令，轉速檔位切換或者多段速給定，檢測電路處理和檢測交流輸出電流，輸入直流電壓，散熱器溫度，電機實際轉速，並把相關狀態信息送給牽引逆變器處理，計算出牽引逆變器每個開關管的導通時間，輸出三相SVPWM波，經過驅動電路，驅動IGBT開關管。[0009]優選的，所述的IGBT的額定電壓為600V，額定電流為600A，型號為FF600R06ME3。
[0010]一種礦用電機車交流變頻調速器的控制方法，其特徵在於，由架空線直流電壓源提供直流電壓，通過三相逆變器單元輸出頻率可調的三相交流電，驅動兩臺三相交流異步牽引電機，司控臺發出啟動或停止命令，轉速檔位切換或者多段速給定，檢測電路處理和檢測交流輸出電流，輸入直流電壓，散熱器溫度，電機實際轉速，並把相關狀態信息送給牽引逆變器處理，計算出牽引逆變器每個開關管的導通時間，輸出三相SVPWM波，經過驅動電路，驅動IGBT開關管。
[0011 ] 優選的，所述的IGBT的額定電壓為1200V，額定電流為600A，型號為FF600R06ME3。
[0012]本發明的有益效果是:壽命長，耐高溫，溫升較低，工作穩定可靠，主要器件IGBT不易損壞，功耗小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步具體說明。
[0014]圖1為本發明的內部控制框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合【具體實施方式】對本發明的技術方案作進一步具體說明。
[0016]實施例一:
[0017]一種礦用電機車交流變頻調速器，包括主電路、控制系統、檢測電路三個組成部分，主電路主要由鉛酸蓄電池組、充電迴路、濾波支撐電容、三相逆變器單元、三相交流異步牽引電機組成；控制系統主要由單片機控制電路、光纖板及電源模塊電路、驅動電路、液晶顯示及給定操作模塊組成；檢測電路主要由電壓傳感器及檢測模塊、電流傳感器及檢測模塊、溫度傳感器及檢測模塊、電機轉速傳感器及檢測模塊組成；充電迴路輸入側有充電電阻；濾波支撐電容由2個10000 μ F/400V鋁電解電容器並聯組成。
[0018]礦用電機車交流變頻調速器系統以牽引逆變器為核心，由鉛酸蓄電池組提供直流電壓，通過三相逆變器單元輸出頻率可調的三相交流電，驅動兩臺三相交流異步牽引電機，司控臺發出啟動或停止命令，轉速檔位切換或者多段速給定，檢測電路處理和檢測交流輸出電流，輸入直流電壓，散熱器溫度，電機實際轉速，並把相關狀態信息送給牽引逆變器處理，計算出牽引逆變器每個開關管的導通時間，輸出三相SVPWM波，經過驅動電路，驅動IGBT開關管。IGBT的額定電壓為600V，額定電流為600Α，型號為FF600R06ME3。
[0019]實施例二:
[0020]一種礦用電機車交流變頻調速器，包括主電路、控制系統、檢測電路三個組成部分，主電路主要由架空線直流電壓源、充電迴路、濾波支撐電容、三相逆變器單元、三相交流異步牽引電機組成；控制系統主要由單片機控制電路、光纖板及電源模塊電路、驅動電路、液晶顯示及給定操作模塊組成；檢測電路主要由電壓傳感器及檢測模塊、電流傳感器及檢測模塊、溫度傳感器及檢測模塊、電機轉速傳感器及檢測模塊組成；充電迴路輸入側有充電電阻；濾波支撐電容由8個10000 μ F/400V鋁電解電容器2串4並組成。
[0021]礦用電機車交流變頻調速器系統以牽引逆變器為核心，由架空線直流電壓源提供直流電壓，通過三相逆變器單元輸出頻率可調的三相交流電，驅動兩臺三相交流異步牽引電機，司控臺發出啟動或停止命令，轉速檔位切換或者多段速給定，檢測電路處理和檢測交流輸出電流，輸入直流電壓，散熱器溫度，電機實際轉速，並把相關狀態信息送給牽引逆變器處理，計算出牽引逆變器每個開關管的導通時間，輸出三相SVPWM波，經過驅動電路，驅動IGBT開關管。IGBT的額定電壓為1200V，額定電流為600A，型號為FF600R06ME3。
[0022]本發明的有益效果是壽命長，耐高溫，溫升較低，工作穩定可靠，主要器件IGBT不易損壞，功耗小。
[0023]最後所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種礦用電機車交流變頻調速器，包括主電路、控制系統、檢測電路三個組成部分，其特徵在於，所述主電路主要由直流電壓源、充電迴路、濾波支撐電容、三相逆變器單元、三相交流異步牽引電機組成；所述控制系統主要由單片機控制電路、光纖板及電源模塊電路、驅動電路、液晶顯示及給定操作模塊組成；所述檢測電路主要由電壓傳感器及檢測模塊、電流傳感器及檢測模塊、溫度傳感器及檢測模塊、電機轉速傳感器及檢測模塊組成；所述的充電迴路輸入側有充電電阻。
2.根據權利要求1所述的礦用電機車交流變頻調速器，其特徵在於，所述直流電壓源是鉛酸蓄電池組，所述的濾波支撐電容由2個10000 μ F/400V鋁電解電容器並聯組成。
3.根據權利要求1所述的礦用電機車交流變頻調速器，其特徵在於，所述直流電壓源是架空線直流電壓源，所述的濾波支撐電容由8個10000 μ F/400V鋁電解電容器2串4並組成。
4.一種權利要求2所述的礦用電機車交流變頻調速器的控制方法，其特徵在於，由直流電壓源提供直流電壓，通過三相逆變器單元輸出頻率可調的三相交流電，驅動兩臺三相交流異步牽引電機，司控臺發出啟動或停止命令，轉速檔位切換或者多段速給定，檢測電路處理和檢測交流輸出電流，輸入直流電壓，散熱器溫度，電機實際轉速，並把相關狀態信息送給牽引逆變器處理，計算出牽引逆變器每個開關管的導通時間，輸出三相SVPWM波，經過驅動電路，驅動IGBT開關管。
5.根據權利要求4所述的礦用電機車交流變頻調速器的控制方法，其特徵在於，所述的IGBT的額定電壓為600V，額定電流為600Α，型號為FF600R06ME3。
6.一種權利要求3所述的礦用電機車交流變頻調速器的控制方法，其特徵在於，由直流電壓源提供直流電壓，通過三相逆變器單元輸出頻率可調的三相交流電，驅動兩臺三相交流異步牽引電機，司控臺發出啟動或停止命令，轉速檔位切換或者多段速給定，檢測電路處理和檢測交流輸出電流，輸入直流電壓，散熱器溫度，電機實際轉速，並把相關狀態信息送給牽引逆變器處理，計算出牽引逆變器每個開關管的導通時間，輸出三相SVPWM波，經過驅動電路，驅動IGBT開關管。
7.根據權利要求6所述的礦用電機車交流變頻調速器的控制方法，其特徵在於，所述的IGBT的額定電壓為1200V，額定電流為600Α，型號為FF600R06ME3。
【文檔編號】H02P27/06GK103973199SQ201410213799
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月19日 優先權日:2014年5月19日
【發明者】鄧永紅, 黃成玉, 張全柱, 馬紅梅 申請人:華北科技學院