一種直流電源永磁同步交流電動機調速器的製作方法
2023-11-03 08:04:57
專利名稱：一種直流電源永磁同步交流電動機調速器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動機的速度調節裝置，具體涉及一種直流電源永磁同步交流電 動機調速器。
背景技術：
目前我國礦用窄軌直流電源電機車大都採用直流電機驅動方式或異步電動機驅 動方式。對應直流電動機的調速則採用電阻調速型或斬波調速方案。這種調速存在很多弊 端，如1)耗電量大，直流牽弓|電阻調速機車，沒有在下坡道運行對牽弓|電網發電反饋功 能，所以直流牽引架線電阻調速機車的電力在啟動和減速制動的過程中白白的消耗在電阻 上。2)維修量大，由於調速器的多觸組觸頭、截片易在通、斷操作過程中拉弧燒損，要 經常打磨甚至更換，維修量大。3)直流電動機損壞率高，由於直流電動機必須有的銅頭整流子和碳刷，這就必然 造成直流電動機的損壞量和維修量較大。對應於異步電動機驅動方式則採用變頻等方式控制，但異步電機及其控制又存在 效率低等問題。
發明內容本實用新型的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種直流電源永磁同步 交流電動機調速器，該調速器包括有與蓄電池連接的輸入控制電路及連接有同步交流電動 機的逆變電路，並通過數位訊號處理器實現對所述輸入控制電路、逆變電路的控制及信號 的輸入與顯示。本實用新型目的實現由以下技術方案完成一種直流電源永磁同步交流電動機調速器，包括有與蓄電池連接的輸入控制電路 及連接有同步交流電動機的逆變電路，並通過數位訊號處理器實現對所述輸入控制電路、 逆變電路的控制及信號的輸入與顯示，所述輸入控制電路由輸入接觸器Q1、熔斷器FU1、 FU2、上電接觸器Q2、電阻R1、R2構成，其特徵在於所述逆變電路包括功率開關管QT1、QT2、 QT3、QT4、QT5、QT6，所述功率開關管的集電極和發射極分別並聯有電容，其基極與所述數字 信號處理器中的PWM驅動模塊連接，其中功率開關管QT1、QT3、QT5的集電極連通有蓄電池 的正極；功率開關管QT2、QT4、QT6的發射極接蓄電池的負極；功率開關管QT1的發射極與 功率開關管QT2的集電極的連接點與電機A相相連，功率開關管QT3的發射極與功率開關 管QT4集電極的連接點與電機B相相連，功率開關管QT5的發射極與功率開關管QT6的集 電極的連接點與電機C相相連。所述蓄電池的負極接有電阻RS，所述電阻RS兩端連接有所述數位訊號處理器中 的電流與電壓檢測模塊。[0011]本實用新型的優點是1)牽引性能更好，在低頻起動時，起動轉矩大，能使交流永磁同步電機達到和超 過直流電機的起動轉矩和牽引特性。滿足機車在低速時的最大起動牽引力，使機車帶重載 起動強勁有力。2)維修量更小，永磁同步電機轉子無線圈及換向銅頭，司機控制器無觸頭，基本無 因機械磨損造成的維修工作量。3)節約電能，效率比較直流電機明顯要高很多，同時在機車制動情況下，機車可 以向電源裝置充電，從而降低了電量消耗，加長了充電運行的裡程，減少了電源裝置充電次數。4)延長電池使用壽命在調速器中有電池管理系統，當電池電壓下降到一定值時， 調速器會報告電池電壓不足故障並發出相關保護信號，防止電池過放電而受到損害，從而 延長蓄電池使用壽命。
附圖1為本實用新型實施例直流電源永磁同步交流電動機調速器結構原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本實用新型特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明， 以便於同行業技術人員的理解如圖1所示，標號分別表示輸入接觸器Q1、上電接觸器Q2、濾波電感L1、電流與 電壓檢測模塊1、上電接觸器驅動模塊2、輸入接觸器驅動模塊3、PWM驅動模塊4、位置信號 驅動模塊5、數位訊號處理器6、蓄電池7、輸入、顯示裝置8、交流永磁同步電動機M、位置傳 感器 DR、電阻:Rl、R2、R3、R4、R5、Rs ；濾波電容:C1、C2、C3 ；功率開關管 QT1、QT2、QT3、QT4、 QT5、QT6 ；熔斷器:FU1、FU2 ；電容Cpl、Cp2、Cp3、Cp4、Cp5、Cp6。參見圖1，圖中所示即為本實用新型中直流電源交流永磁同步電機變頻調速器的 結構原理圖。其中蓄電池7兩端電壓經過直流接觸器Q1、熔斷器FU1、FU2、上電接觸器Q2、 上電電阻Rl、R2構成的輸入控制電路，再經過由濾波電容CI、C2、C3、均壓電阻R3、R4、R5、 濾波電感 L1、功率開關管 QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6 及電容Cp 1、Cp2、Cp3、Cp4、Cp5、Cp6 構成的逆變電路，產生可調頻的電壓送入交流永磁同步電動機M。數位訊號處理器6具有電 流與電壓檢測模塊1、上電接觸器驅動模塊2、輸入接觸器驅動模塊3、PWM驅動模塊4和位 置信號驅動模塊5，用來驅動控制輸入控制電路、逆變電路及交流永磁同步電動機M，並連 接有輸入、顯示裝置8，以實現裝置的數字控制和可視輸出。在輸入控制電路中上電接觸器驅動模塊2、輸入接觸器驅動模塊3連接控制輸入接觸器Q1、上電接觸 器Q2，此部分為本領域技術人員習見的技術手段，在此不再贅述。在逆變電路中均壓電阻R3、R4、R5與濾波電容CI、C2、C3阻容並聯後依次串聯於蓄電池7的正 負極之間，具體的既是濾波電容C1與均壓電阻R3並聯，濾波電容C2與均壓電阻R4並聯， 濾波電容C3與均壓電阻R5並聯，之後依次串聯。
4[0024]功率開關管QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6的集電極和發射極分別單獨並聯有電容 Cpl、Cp2、Cp3、Cp4、Cp5、Cp6，既功率開關管QT1集電極和發射極並聯有電容Cpl，依次類 推。功率開關管QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6基極與數位訊號處理器6中的PWM驅動模塊 4連接，並受其驅動控制。功率開關管QT1、QT3、QT5的集電極連通有蓄電池7的正極；功率 開關管QT2、QT4、QT6的發射極接蓄電池7的負極；功率開關管QT1的發射極與功率開關管 QT2的集電極的連接點與交流永磁同步電動機M的A相相連，功率開關管QT3的發射極與功 率開關管QT4集電極的連接點與交流永磁同步電動機M的B相相連，功率開關管QT5的發 射極與功率開關管QT6的集電極的連接點與交流永磁同步電動機M的C相相連。交流永磁同步電動機M上設置有位置傳感器信號DR，位置傳感器信號DR連接到數 字信號處理器6中的位置信號驅動模塊5。蓄電池7的負極還接有電阻RS，電阻RS兩端連接有電流與電壓檢測模塊1，當電 池電壓下降到一定值時，調速器會報告電池電壓不足故障並發出相關保護信號，防止電池 過放電而受到損害，從而延長蓄電池使用壽命。
權利要求一種直流電源永磁同步交流電動機調速器，包括有與蓄電池連接的輸入控制電路及連接有同步交流電動機的逆變電路，並通過數位訊號處理器實現對所述輸入控制電路、逆變電路的控制及信號的輸入與顯示，所述輸入控制電路由輸入接觸器Q1、熔斷器FU1、FU2、上電接觸器Q2、電阻R1、R2構成，其特徵在於所述逆變電路包括功率開關管QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6，所述功率開關管的集電極和發射極分別並聯有電容，其基極與所述數位訊號處理器中的PWM驅動模塊連接，其中功率開關管QT1、QT3、QT5的集電極連通有蓄電池的正極；功率開關管QT2、QT4、QT6的發射極接蓄電池的負極；功率開關管QT1的發射極與功率開關管QT2的集電極的連接點與電機A相相連，功率開關管QT3的發射極與功率開關管QT4集電極的連接點與電機B相相連，功率開關管QT5的發射極與功率開關管QT6的集電極的連接點與電機C相相連。
2.根據權利要求1所述的一種直流電源永磁同步交流電動機調速器，其特徵在於所述 蓄電池的負極接有電阻RS，所述電阻RS兩端連接有所述數位訊號處理器中的電流與電壓 檢測模塊。
專利摘要本實用新型涉及電動機的速度調節裝置，具體涉及一種直流電源永磁同步交流電動機調速器。該調速器包括輸入接觸器、熔斷器、輸入濾波器、上電電阻、逆變電路及控制電路，其通過功率開關管構成的三相橋式逆變電路得到頻率可調的控制交流電拖動交流永磁同步電機的電壓；通過調節方向和速度控制器，可以自由平滑的運行電機車，在下坡和減速時段具有能量回饋功能。本實用新型採用現代控制技術，使得礦用電機車具有可靠性強、牽引力大、維護量小、節電量高等優點。
文檔編號H02P6/08GK201611864SQ201020113090
公開日2010年10月20日 申請日期2010年2月12日 優先權日2010年2月12日
發明者鄭昌陸, 鄭益飛 申請人:上海申傳電氣有限公司