具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器的製作方法
2024-02-05 21:56:15 1
專利名稱：具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種變頻調速器，特別是應用於礦業的隔爆型蓄電池機車的變頻調速器。
背景技術：
隨著電カ電子技術和運輸工具的發展，各種礦用的蓄電池機車也成為礦上運輸的重要工具，其速度、穩定及節能等各方面性能都是衡量其自身實用性的主要指標。以5T或8T隔爆型蓄電池電機車為例，這兩種電機車一直採用電阻調速裝置，在調速過程中會有15% 30%的電能損耗在電樞迴路串聯的電阻上，由於該控制器靠動、靜觸頭的分斷、閉合 來實現電機車的起動、調速、前進和後退，啟動電流衝擊大，進而造成機車牽引力波動引起機械衝擊，大量的能耗通過電阻以熱能散失棹。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供ー種具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器，應用於以鼠籠式電機作為牽引電機的礦用蓄電池機車，達到節能、提高機車的安全性、可靠性的效果。本實用新型的技術方案是ー種具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器，包括用於控制調速的主控板、用於實現變流功能的主電路、用於操作機車的操作面板、用於顯示機車運行參數和/或故障代碼的顯示屏；所述主電路連接於外部蓄電池和鼠籠式電機之間、還連接到所述主控板，所述操作面板電性連接於主控板，所述顯示屏電性連接處理器；還包括用於檢測反饋鼠籠式電機轉速的速度傳感器，所述速度傳感器連接於主控板；所述主電路包括逆變電路、整流電路。所述操作面板包括換向手柄、調速手柄。所述主控板包括處理器、接ロ電路，所述接ロ電路與處理器連接、並提供外部的輸入/輸出接ロ ；所述處理器為DSP處理器。所述主電路的功率開關器件為IGBT器件。本實用新型通過用變頻器控制鼠籠式電機驅動電源的頻率和電壓，進而實現對電機的速度調節。具體的，操作面板發出指令，通過主控板上的接ロ電路處理後輸入到處理器，處理器將相應的指令識別後即通過觸發電路控制三相橋式電路的輸出，從而實現機車的調速。逆變電路的輸出頻率連續可調，從而使機車低速運行能力強，起動平穩。速度傳感器實時檢測鼠籠式電機的轉速，並通過接ロ電路將檢測到的電機轉速值反饋到處理器的轉速檢測值單元，在調速手柄剛完成從高速檔位轉換到低速檔位時，處理器通過比較轉速檢測值単元和當前檔位轉速設定值単元，當轉速檢測值大於當前檔位轉速設定值時，處理器關斷逆變電路的輸出、使其輸出電流為0，機車依靠慣性前行，速度傳感器繼續檢測鼠籠式電機的轉速，當檢測到轉速檢測值小於當前檔位轉速設定值後，處理器立即控制逆變電路按照當前檔位轉速設定值輸出，使電機轉速保持和當前檔位轉速設定值一致；當調速手柄處於「O」檔位時，處理器關斷逆變電路的輸出、使其輸出電流為O，機車依靠慣性前行。由於在上述兩種情況下鼠籠式電機不消耗電能，從而起到節能的目的。更好的，三相橋式電路採用大功率IGBT作為開關器件，能量利用率高，具有很好的節能效果，且可以大大提高機車的安全性及可靠性。
圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型所述操作面板的結構示意圖；圖3是本實用新型所述主控板的結構示意圖圖中10_主控板、11-處理器、12-接ロ電路、20-操作面板、21-換向手柄、22-調 速手柄、30-主電路、40-速度傳感器，50-顯示屏，100-變頻調速器，200-鼠籠式電機、300-蓄電池。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進ー步詳細說明。如圖1，本實用新型提供了ー種具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器100，其主要應用於以鼠籠式電機200作為牽引電機的礦用蓄電池機車，變頻調速器100可以調節鼠籠式電機200的輸入電源的頻率來調節其運行速度，每輛機車設置有兩臺具有速度傳感器的隔爆型變頻調速器100。所述變頻調速器100包括處理器11，用於實現變頻調速器100的整體調速控制，其可以進行編碼/解碼指令、編程邏輯控制等。具體應用中，該處理器11優先採用DSP處理器，通過接ロ電路12接收控制板20的操作指令，對主電路30控制調節，從而實現對鼠籠式電機200的控制調速；操作面板20，用於發送調節指令，該控制板20電性連接於主控板10，是用戶直接操作進而實現控制的部件。其可以發出調速、調向及頭燈開關控制等指令，所述指令經處理器11編碼或解碼後控制主電路30調速；主電路30外部連接機車內安裝的蓄電池300，還連接到主控板10，蓄電池300提供的電カ由主控板10控制通過主電路30完成DC/AC變換，提供給受控的交流電驅動鼠籠式電機200。如圖2、圖3，本實用新型公開的具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器，進入零電流惰行模式的2種情況(I)牽引運行エ況，速度傳感器40實時檢測鼠籠式電機200的轉速，並通過接ロ電路12將檢測到的電機轉速值反饋到處理器11的轉速檢測值單元，在調速手柄22剛完成從高速檔位轉換到低速檔位時，處理器11通過比較轉速檢測值單元和當前檔位轉速設定值単元，當轉速檢測值大於當前檔位轉速設定值時，處理器11關斷逆變電路的輸出、使其輸出電流為0，機車依靠慣性前行，速度傳感器40繼續檢測鼠籠式電機的轉速，當檢測到轉速檢測值小於當前檔位轉速設定值後，處理器11立即控制逆變電路按照當前檔位轉速設定值輸出，使電機200轉速保持和當前檔位轉速設定值一致。(2)當調速手柄22處於「O」檔位時，處理器11關斷逆變電路的輸出、使其輸出電流為O，機車依靠慣性前行。優選的，主電路30的功率開關採用大功率IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor,絕緣柵雙極型電晶體)器件，處理器11通過接ロ電路12對該開關器件進行控制，通過對功率開關通斷時間的控制實現調速，能量利用率高，具有很好的節能效果，且可以大大提高機車的安全性及可靠性。本實用新型的一實施例中，具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器100還有一顯示屏50，並且電性連接於主控板10。顯示屏50可以顯示變頻調速器100所在機車的運行參數和/或故障代碼。機車的運行參數具體包括電源電壓、電機電流基波有效值、機車運行速度。如果電源電壓過低，顯示屏50顯示的電源電壓參數會閃爍報警，藉此能讓用戶及時發現出現的問題。綜上所述，本實用新型通過用變頻器控制鼠籠式電機的電源頻率，進而實現對電機的速度調節。具體的，變頻調速器主要通過處理器來實現指令的交互，藉由操作面板發送 指令，處理器將相應的指令識別後即控制逆變電路的輸出，實現對鼠籠式電機的調速；逆變電路的輸出頻率連續可調，從而使機車低速運行能力強，起動平穩。當調速手柄從高速檔位轉換到低速檔位或者處於「O」檔位時，機車可進入零電流惰性運行模式，具有很好的節能效果。更好的，三相橋式電路選用大功率IGBT作為開關器件，能量利用率高，且可以大大提高機車的安全性及可靠性。當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本實用新型所附的權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器，至少包括用於控制調速的主控板(10)、用於實現變流功能的主電路(30)、用於操作機車的操作面板(20)、用於顯示機車運行參數和/或故障代碼的顯示屏(50);所述主電路(30)連接於外部蓄電池(300)和鼠籠式電機(200)之間、還連接到所述主控板(10)，所述操作面板(20)電性連接於主控板(10)，所述顯示屏(50)電性連接處理器(11)，其特徵在於還包括用於檢測反饋鼠籠式電機(200)轉速的速度傳感器(40)，所述速度傳感器(40)連接於主控板(10);所述主電路(30)包括逆變電路、整流電路。
2.根據權利要求I所述的具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器，其特徵在於所述操作面板(20)包括換向手柄(21)、調速手柄(22)。
3.根據權利要求I所述的具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器，其特徵在於所述主控板(10)至少包括處理器(11)、接口電路(12)，所述接口電路(12)與處理器(11)連接、並提供外部的輸入/輸出接口；所述處理器(11)為DSP處理器。
4.根據權利要求2所述的具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器，其特徵在於所述主電路(30)的功率開關器件為IGBT器件。
專利摘要本實用新型公開了一種具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調速器，至少包括用於控制調速的主控板、用於實現變流功能的主電路、用於操作機車的操作面板、用於顯示機車運行參數和/或故障代碼的顯示屏；所述主電路接於外部蓄電池和鼠籠式電機之間、還連接到所述主控板，所述操作面板電性連接於主控板，所述顯示屏電性連接處理器；還包括用於檢測、反饋鼠籠式電機轉速的速度傳感器，所述速度傳感器連接於主控板；所述主電路包括逆變電路、濾波電路；所述主控板至少包括DSP處理器、接口電路。本實用新型提高了機車的安全性、可靠性，以及運行的平穩性,而且具有零電流惰性運行模式，有良好的節能效果。
文檔編號H02P27/06GK202617062SQ20122029780
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月25日 優先權日2012年6月25日
發明者王遠波, 鞠林叡, 王家璐 申請人:成都茂源科技有限公司