專利名稱：直流電力機(jī)車斬波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用在1500V直流電力機(jī)車上的斬波調(diào)速裝置，特別涉及 一種直流電力機(jī)車斬波器。
背景技術(shù)：
目前，直流電力機(jī)車上的1500V直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，一般都采用切換電阻調(diào)速控 制，即通過調(diào)節(jié)電樞串電阻值大小方式控制電機(jī)兩端電壓來達(dá)到控制機(jī)車的速度，存在能 量損耗大、采用有級調(diào)速控制精度低、元件多、故障率高等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型克服了上述存在的缺陷，目的是為解決以往電力機(jī)車能耗大、有級調(diào) 速故障率高的問題，還可節(jié)省電能15% - 20%，提供一種直流電力機(jī)車斬波器。本實(shí)用新型直流電力機(jī)車斬波器內(nèi)容簡述本實(shí)用新型直流電力機(jī)車斬波器，其特征在于是由司控器、PLC可編程控制器、 RS485通訊總線、單片機(jī)、光纖、光纖轉(zhuǎn)換模塊、IGCT集成門極換流晶間管、續(xù)流二極管、平 波電抗器、直流電機(jī)、并行通訊線、液晶顯示器、熱管散熱器、風(fēng)扇和箱體組成，司控器連接 PLC可編程控制器，PLC可編程控制器通過RS485通訊總線連接單片機(jī)，單片機(jī)通過光纖、光 纖轉(zhuǎn)換模塊連接IGCT集成門極換流晶間管，單片機(jī)通過并行通訊線連接液晶顯示器，IGCT 集成門極換流晶間管與平波電抗器的一端及續(xù)流二極管的一端連接，平波電抗器的另一端 與直流電機(jī)的一端連接，直流電機(jī)的另一端與續(xù)流二極管的另一端連接，IGCT集成門極換 流晶間管與續(xù)流二極管并排設(shè)置在熱管散熱器上，在熱管散熱器的下方設(shè)置風(fēng)扇，熱管散 熱器和風(fēng)扇安裝固定在箱體內(nèi)。本實(shí)用新型直流電力機(jī)車斬波器，具有結(jié)構(gòu)簡潔、設(shè)計(jì)合理、實(shí)用性強(qiáng)、智能化程 度高、節(jié)約能源的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)直流電力機(jī)車無極調(diào)速，利于在需要調(diào)速直流電力機(jī)車的領(lǐng)域 大面積推廣應(yīng)用。
圖1是直流電力機(jī)車斬波器結(jié)構(gòu)示意圖圖2是直流電力機(jī)車斬波器箱體上部結(jié)構(gòu)示意圖圖3是直流電力機(jī)車斬波器箱體下部結(jié)構(gòu)示意圖圖4是直流電力機(jī)車斬波器箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖示圖圖中1是司控器、2是PLC可編程控制器、3是RS485通訊總線、4是單片機(jī)、5是光 纖、6是光纖轉(zhuǎn)換模塊、7是IGCT集成門極換流晶間管、8是續(xù)流二極管、9是平波電抗器、10 是直流電機(jī)、11是并行通訊線、12是液晶顯示器、13是熱管散熱器、14是風(fēng)扇、15是箱體。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型直流電力機(jī)車斬波器是這樣實(shí)現(xiàn)的，
以下結(jié)合附圖作具體說明.見圖 1，直流電力機(jī)車斬波器，是由司控器1、PLC可編程控制器2、RS485通訊總線3、單片機(jī)4、光纖5、光纖轉(zhuǎn)換模塊6、IGCT集成門極換流晶間管7、續(xù)流二極管8、平波電抗器9、直流電 機(jī)10、并行通訊線11、液晶顯示器12、熱管散熱器13、風(fēng)扇14和箱體15組成，司控器1連 接PLC可編程控制器2，PLC可編程控制器2通過RS485通訊總線3連接單片機(jī)4，單片機(jī) 4通過光纖5、光纖轉(zhuǎn)換模塊6連接IGCT集成門極換流晶間管7，單片機(jī)4通過并行通訊線 11連接液晶顯示器12，IGCT集成門極換流晶閘管7與平波電抗器9的一端及續(xù)流二極管 8的一端連接，平波電抗器9的另一端與直流電機(jī)10的一端連接，直流電機(jī)10的另一端與 續(xù)流二極管8的另一端連接，IGCT集成門極換流晶間管7與續(xù)流二極管8并排設(shè)置在熱管 散熱器13上，在熱管散熱器13的下方設(shè)置風(fēng)扇14，熱管散熱器13和風(fēng)扇14安裝固定在箱 體15內(nèi)。將司控器1安裝在直流電力機(jī)車司機(jī)室內(nèi)，通過司控器1控制直流電力機(jī)車速度， 直流電力機(jī)車的加減、速及啟動(dòng)、停止都通過司控器實(shí)現(xiàn)，司控器1的信號送入PLC可編程 控制器2，PLC可編程控制器2通過RS485通訊總線3與單片機(jī)4交換信號，單片機(jī)經(jīng)過運(yùn) 算及判斷通過光纖5和光纖轉(zhuǎn)換模塊6控制IGCT集成門極換流晶間管7的導(dǎo)通及關(guān)斷，并 在直流電機(jī)10與串聯(lián)的平波電抗器9兩端并聯(lián)續(xù)流二極管8防止電流斷續(xù)，由于IGCT集 成門極換流晶閘管7的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間不同，產(chǎn)生了不同平均電壓值，作用于電機(jī)兩端，從 而達(dá)到無極調(diào)節(jié)直流電力機(jī)的速度。與單片機(jī)4通過并行通訊線11連接液晶顯示器12，用 于顯示直流電力機(jī)車的實(shí)時(shí)速度、各個(gè)電機(jī)的電流及外部各信號狀態(tài)。見圖2 圖4，IGCT集成門極換流晶閘管7與續(xù)流二極管8并排設(shè)置在熱管散熱 器13上，為了防止元件溫度過高，并在熱管散熱器13下方設(shè)置風(fēng)扇14以排走熱量，熱管散 熱器13和風(fēng)扇14共同設(shè)置在箱體15內(nèi)。在機(jī)車架線上+1500V直流電源通過ABB公司集成門極換流晶閘管IGCT模塊5SHX 19L6010和濾波電抗器接入電機(jī)，為了保持電流連續(xù)性，在濾波電抗器和電機(jī)兩端加入ABB 續(xù)流二級管5SDF 08H6005。單片機(jī)通過配置的光纖和光電轉(zhuǎn)換模塊控制IGCT的門極觸發(fā)， 以防止外部信號干擾。斬波控制模型及算法集成于單片機(jī)內(nèi)。司控室內(nèi)通過司機(jī)操作司控 器1把直流電力機(jī)車加、減速及啟動(dòng)、停止信號控制信號傳入PLC可編程控制器2，PLC可編 程控制器2與單片機(jī)4通訊，通過單片機(jī)4內(nèi)置的數(shù)學(xué)模型及運(yùn)算方法，來控制IGCT集成門 極換流晶閘管7的導(dǎo)通時(shí)間，從而控制電機(jī)兩端的平均電壓，達(dá)到時(shí)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)車的行駛速度。每個(gè)IGCT集成門極換流晶間管7的控制單元控制一臺直流 電機(jī)。由于不同噸位的機(jī)車，直流電機(jī)數(shù)不同，所以采用不同數(shù)量的控制單元，如4個(gè)、6個(gè)、 8個(gè)等。為了解決IGCT集成門極換流晶閘管7及續(xù)流二極管8的散熱問題，將其設(shè)置在熱 管散熱器13上，經(jīng)過計(jì)算保證每個(gè)熱管散熱功率4KW以上，并在熱管散熱器13上設(shè)置風(fēng)扇 14進(jìn)一步解決散熱問題。在司控室內(nèi)設(shè)置液晶顯示器12，并與單片機(jī)4通訊，用于顯示電 機(jī)車的實(shí)時(shí)速度、每個(gè)電機(jī)的電流及外部各信號狀態(tài)等。方便操作及檢修人員解決及發(fā)現(xiàn) 問題。由于IGCT集成門極換流晶閘管7在不是全速運(yùn)行時(shí)，是不斷導(dǎo)通及關(guān)斷的，所以能 節(jié)省部分能量，經(jīng)過不同路況實(shí)測大約比原電阻調(diào)速方式能節(jié)能15% - 20%。本實(shí)用新型直流電力機(jī)車斬波器，結(jié)構(gòu)簡潔合理，實(shí)用性強(qiáng)，智能化程度高，節(jié)約 電能，實(shí)現(xiàn)直流電力機(jī)車無極調(diào)速，利于在需要調(diào)速直流電力機(jī)車的領(lǐng)域大面積推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1. 一種直流電力機(jī)車斬波器，其特征在于是由司控器(1)、PLC可編程控制器(2)、 RS485通訊總線(3)、單片機(jī)(4)、光纖(5)、光纖轉(zhuǎn)換模塊(6)、IGCT集成門極換流晶閘管 (7)、續(xù)流二極管(8)、平波電抗器(9)、直流電機(jī)(10)、并行通訊線(11)、液晶顯示器(12)、 熱管散熱器(13)、風(fēng)扇(14)和箱體(15)組成，司控器(1)連接PLC可編程控制器(2)，PLC 可編程控制器(2)通過RS485通訊總線(3)連接單片機(jī)(4)，單片機(jī)(4)通過光纖(5)、光纖 轉(zhuǎn)換模塊(6)連接IGCT集成門極換流晶閘管(7)，單片機(jī)(4)通過并行通訊線(11)連接液 晶顯示器(12)，IGCT集成門極換流晶閘管(7)與平波電抗器(9)的一端及續(xù)流二極管(8) 的一端連接，平波電抗器(9)的另一端與直流電機(jī)(10)的一端連接，直流電機(jī)(10)的另一 端與續(xù)流二極管(8)的另一端連接，IGCT集成門極換流晶閘管(7)與續(xù)流二極管(8)并排 設(shè)置在熱管散熱器(13)上，在熱管散熱器(13)的下方設(shè)置風(fēng)扇(14)，熱管散熱器(13)和風(fēng) 扇(14)安裝固定在箱體(15)內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種直流電力機(jī)車斬波器，其特征在于司控器連接PLC可編程控制器，通過RS485通訊總線連接單片機(jī)，單片機(jī)通過光纖、光纖轉(zhuǎn)換模塊連接IGCT集成門極換流晶閘管,單片機(jī)連接液晶顯示器，IGCT集成門極換流晶閘管與平波電抗器的一端及續(xù)流二極管的一端連接，平波電抗器的另一端與直流電機(jī)的一端連接，直流電機(jī)的另一端與續(xù)流二極管的另一端連接，IGCT集成門極換流晶閘管與續(xù)流二極管并排設(shè)置在熱管散熱器上，在熱管散熱器的下方設(shè)置風(fēng)扇，熱管散熱器和風(fēng)扇安裝固定在箱體內(nèi)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡潔、設(shè)計(jì)合理、實(shí)用性強(qiáng)、智能化程度高、節(jié)約能源的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)直流電力機(jī)車無極調(diào)速，利于在需要調(diào)速直流電力機(jī)車的領(lǐng)域大面積推廣應(yīng)用。
文檔編號H02P7/285GK201918951SQ20112001425
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者劉紅 申請人:鞍山市新維自動(dòng)化設(shè)備有限公司