專利名稱：窄軌電機(jī)車(chē)多功能保護(hù)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種電機(jī)車(chē)控制器。
目前，在礦山中，窄軌電機(jī)車(chē)是一種主要運(yùn)輸設(shè)備之一。窄軌電機(jī)車(chē)采用直流串極電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。串極直流電動(dòng)機(jī)空栽時(shí)將是轉(zhuǎn)速很高，使電機(jī)損壞?，F(xiàn)在實(shí)用的窄軌機(jī)車(chē)控制器對(duì)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)由于電氣性能上的差異造成的負(fù)荷分配不平衡無(wú)法調(diào)整，對(duì)電動(dòng)機(jī)過(guò)栽、超速無(wú)法自動(dòng)保護(hù)，控制器內(nèi)各種電氣元件壽命較短、維修大，控制器可靠性差，機(jī)車(chē)能耗大。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高，可靠性高、保護(hù)功能全、節(jié)約電能、維修方便的窄軌電機(jī)多功能保護(hù)控制器。
本實(shí)用新型的技術(shù)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(kāi)關(guān)(K)、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT1，IGBT2)及其保護(hù)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(jī)電流取樣電路，霍爾集成電路(UGN-3000)為核心組成電機(jī)轉(zhuǎn)速取樣電路，帶A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)(PIC16C73B)，電機(jī)轉(zhuǎn)速整定撥碼盤(pán)，電機(jī)電流整定撥碼盤(pán)，速度給定電路，單片機(jī)控制輸出電路，絕緣柵型雙極晶體管由厚膜驅(qū)動(dòng)電路(EXB841)為核心組成的驅(qū)動(dòng)電路，工作指示電路組成。其聯(lián)接主電路中，快速熔斷器(FU)與串極直流電機(jī)勵(lì)磁繞組相聯(lián)，再與可逆開(kāi)關(guān)(K)相聯(lián)，再與電機(jī)(1M，2M)相聯(lián)；可逆開(kāi)關(guān)(K)與霍爾電流取樣一次電路相聯(lián)，再與絕緣型晶體管(IGBT1)或(IGBT2)相聯(lián)?？刂齐娐返碾娫从煽焖偃蹟嗥?FU1)與主電路相聯(lián)，電源電路為電流取樣電路，轉(zhuǎn)速取樣電路，單片機(jī)(PIC16C73B)，撥碼盤(pán)，絕緣柵型雙極晶體管厚膜驅(qū)動(dòng)電路(EXB841)為核心組成驅(qū)動(dòng)電路提供電源。電流取樣電路接單片機(jī)A/D端口(2、3)，速度給定電路接單片機(jī)A/D端口(4)，轉(zhuǎn)速整定撥碼盤(pán)與單片機(jī)的端口(11--14)相聯(lián)，電流整定撥碼盤(pán)與單片機(jī)的端口(21--28)相聯(lián)，轉(zhuǎn)速取樣電路接入單片機(jī)的端口(15、16)，電機(jī)車(chē)應(yīng)急運(yùn)行控制電路接單片機(jī)A/D端口(5)，由單片機(jī)的端口(17、18)輸出信號(hào)接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出聯(lián)接絕緣柵型雙極晶體管的相關(guān)管腳。
本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、保護(hù)功能全、靈敏度高、可靠性高、維修方便、節(jié)約電能。
附圖
為本實(shí)用新型窄軌電機(jī)車(chē)多功能保護(hù)控制器電路結(jié)構(gòu)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(kāi)關(guān)(K)，二極管(1D、2D)作續(xù)流保護(hù)，絕緣柵型雙極晶體管(IGBT1、IGBT2)組成調(diào)壓電路組成?？刂齐娐酚呻娫措娐?，電源取樣電路，速度給定電路，轉(zhuǎn)速取樣電路，電機(jī)車(chē)應(yīng)急運(yùn)行控制電路，電機(jī)轉(zhuǎn)速整定撥碼盤(pán)，電機(jī)電流整定撥碼盤(pán)，帶A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)(PIC16C73B)，絕緣柵型雙極晶體管(IGBT1、IGBT2)驅(qū)動(dòng)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(jī)轉(zhuǎn)速取樣電路的代號(hào)，(HL1或HL2)由霍爾線性集成電路(UGN-3501M)為核心組成電機(jī)(1M、2M)電流取樣電路的代號(hào)。其聯(lián)接是快速熔斷器(FU)與后述電路串聯(lián)，勵(lì)磁繞阻與可逆開(kāi)關(guān)(K)觸點(diǎn)串聯(lián)，可逆開(kāi)關(guān)(k)與電機(jī)電樞(1M或2M)相聯(lián)，再接可逆開(kāi)關(guān)。(K)，再與續(xù)流二極管(1D或2D)保護(hù)電路并聯(lián)，再串接霍爾取樣一次繞組，再接絕緣柵型晶體管(IBGT1或IBGT2)組成的調(diào)壓電路?？刂齐娐返慕M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(jī)電流取樣電路，單片機(jī)(PIC16C73B)，由霍爾集成電路(UGN-3000)為核心組成電機(jī)轉(zhuǎn)速取樣電路，撥碼盤(pán)，驅(qū)動(dòng)電路，速度給定電路及電機(jī)車(chē)應(yīng)急運(yùn)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(lián)接單片機(jī)(PIC16C73B)的A/D端口(2、3)，速度給定電路接單片機(jī)端口(4)，電機(jī)車(chē)應(yīng)急運(yùn)行控制電路接單片機(jī)端口(5)，電機(jī)轉(zhuǎn)速取樣電路接單片機(jī)的接口(15、16)，電機(jī)轉(zhuǎn)速整定撥碼盤(pán)與單片機(jī)端口(11-14)相聯(lián)，電機(jī)電流整定撥碼盤(pán)與單片機(jī)端口(21-28)相聯(lián)，單片機(jī)控制輸出信號(hào)由(17、18)端口輸出分別接厚膜驅(qū)動(dòng)電路(EXB841)的端子(15)，驅(qū)動(dòng)電路輸出端(D1、G1、S)(D2、G2、S)與絕緣柵晶體管(IGBT1)的管腳(D1、G1、S)相聯(lián)，與絕緣柵型雙極晶體管(IGBT2)的管腳(D2、G2、S)相聯(lián)。
該窄軌電機(jī)車(chē)多功能保護(hù)控制器的工作原理是電源電路由可變電阻Rp改變時(shí)基集成電路(NE555)脈沖發(fā)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(jī)車(chē)照明電源的保護(hù)器件，快速熔斷器(FU3、FU4、FU5)分別作為單片機(jī)電源，霍爾電路電源，驅(qū)動(dòng)電路電源的保護(hù)器件。電機(jī)額定轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速整定撥碼盤(pán)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)端口(11-14)，電機(jī)允許工作額定電流由電流整定撥碼盤(pán)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)端口(21-28)，可逆開(kāi)關(guān)(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(lián)接；速度給定由可變電位器(RV)改變輸入單片機(jī)電壓，對(duì)應(yīng)控制機(jī)車(chē)運(yùn)行速度。輸入單片機(jī)A/D端口(4)，單片機(jī)(PIC16C73B)根據(jù)給定速度從端口(17、18)輸出信號(hào)。分別接入厚膜驅(qū)動(dòng)電路輸入端(15)，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)絕緣柵型雙極晶體管(IGBT1或IGBT2)，改變電機(jī)電壓而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到控制機(jī)車(chē)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(jī)運(yùn)行電流取樣輸?shù)絾纹瑱C(jī)的A/D端口(2、3)，霍爾集成電路(UGN-3000)，光耦(TPL521-2)為核心組成電機(jī)轉(zhuǎn)速取樣電路將電機(jī)轉(zhuǎn)速取樣輸?shù)絾纹瑱C(jī)端口(15、16)。兩臺(tái)電機(jī)電流不一致時(shí)，單片機(jī)調(diào)整輸出脈寬信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路由絕緣柵型雙極晶體管改變電機(jī)電壓達(dá)到電機(jī)電流一致。使兩臺(tái)電機(jī)出力平衡。在機(jī)車(chē)運(yùn)行中，單片機(jī)對(duì)電機(jī)運(yùn)行電流，電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速與電機(jī)整定電流，整定轉(zhuǎn)速，給定速度進(jìn)行分析，確定是否調(diào)整電機(jī)電壓，而進(jìn)行保護(hù)調(diào)整。當(dāng)電機(jī)電路發(fā)生故障時(shí)，單片機(jī)實(shí)施停機(jī)保護(hù)，使絕緣柵型雙極晶體管停止工作。使電機(jī)車(chē)保護(hù)停機(jī)。按下電機(jī)車(chē)應(yīng)急運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)(K1)，電機(jī)車(chē)應(yīng)急運(yùn)行信號(hào)輸入單片機(jī)A/D端口(5)，未發(fā)生電路故障的電機(jī)可以工作，使機(jī)車(chē)能方便地開(kāi)到檢修場(chǎng)地進(jìn)行修理。
權(quán)利要求一種窄軌電機(jī)車(chē)控制器，其特征在于主電路由熔斷器，可逆開(kāi)關(guān)，續(xù)流二極管，絕緣雙極晶體管及保護(hù)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(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速取樣電路，撥碼盤(pán)，電源指示及單片機(jī)運(yùn)行指示，驅(qū)動(dòng)指示電路，以時(shí)基集成電路(NE555)、屏蔽變壓器為核心的電源電路，單片機(jī)(PIC16C73B)及輸出控制電路，厚膜驅(qū)動(dòng)電路(EXB841)為核心組成驅(qū)動(dòng)電路，其聯(lián)接是可逆開(kāi)關(guān)(K)與電機(jī)勵(lì)磁繞組及電機(jī)電樞(1M或2M)串聯(lián)，再與續(xù)流二極管(1D或2D)并聯(lián)后，再與霍爾電流取樣電路一次繞組串聯(lián)，再與絕緣柵雙極晶體管(IGBT1或IGBT2)串聯(lián)后，再與另一條電機(jī)控制電路并聯(lián)，再與主電路保護(hù)熔斷器串聯(lián)。線性集成電路(UGN-3501M)為核心組成電機(jī)電流取樣電路、速度給定電路、電機(jī)控制運(yùn)行控制電路接單片機(jī)的A/D端口(2、3、4、5)，霍爾集成電路(UGN-3000)，光耦(TPL521-2)為核心組成的轉(zhuǎn)速取樣電路接單片機(jī)(15、16)端口，轉(zhuǎn)速整定撥碼盤(pán)輸出接單片機(jī)(11-14)端口，電流整定撥碼盤(pán)輸出接單片機(jī)(21-28)端口，單片機(jī)控制輸出信號(hào)由端口(17、18)輸出，分別與厚膜驅(qū)動(dòng)電路(EXB841)的腳(15)聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)電路輸出(D1、G1、S；D2、G2、S)分別與兩只絕緣柵型雙極晶體管(IGBT1、IGBT2)相應(yīng)管腳聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及窄軌電機(jī)車(chē)控制器,由主電路和控制電路組成,主電路中可逆開(kāi)關(guān)與電機(jī)串聯(lián)后與續(xù)流二極管并聯(lián),再與電流取樣一次繞組串聯(lián),再與(IGBT)管串聯(lián)后與另一條電路并聯(lián)后再與保護(hù)熔斷器串聯(lián)?？刂齐娐酚呻娫措娐饭╇娫?電流取樣,轉(zhuǎn)速取樣,速度給定,電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速整定撥碼盤(pán)分別接單片機(jī)相應(yīng)端口。單片機(jī)輸出分別接驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)輸出與(IGBT)管相應(yīng)管腳相聯(lián)。本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單、保護(hù)功能全、節(jié)約電能、維修方便。
文檔編號(hào)B60L11/00GK2410169SQ0022238
公開(kāi)日2000年12月13日 申請(qǐng)日期2000年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月24日
發(fā)明者羅治云 申請(qǐng)人:羅治云