專利名稱：具有能量回饋功能的隔爆型變頻調(diào)速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種變頻調(diào)速器，特別是應用于礦業(yè)的隔爆型蓄電池機車的變頻調(diào)速器。
背景技術(shù)：
隨著電カ電子技術(shù)和運輸工具的發(fā)展，各種礦用的蓄電池機車也成為礦上運輸?shù)闹匾ぞ撸渌俣?、穩(wěn)定及節(jié)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，這兩種電機車一直采用電阻調(diào)速裝置，在調(diào)速過程中會有15% 30%的電能損耗在電樞回路串聯(lián)的電阻上，由于該控制器靠動、靜觸頭的分斷、閉合來實現(xiàn)電機車的起動、調(diào)速、前進和后退，啟動電流沖擊大，進而造成機車牽引力波動引起機械沖擊，大量的能耗通過電阻以熱能散失掉，能量利用率低。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供ー種具有能量回饋功能的隔爆型變頻調(diào)速器，應用于以鼠籠式電機作為牽引電機的礦用蓄電池機車，提高機車的能量利用率、安全性、可靠性，以及運行的平穩(wěn)性。本實用新型的技術(shù)方案是ー種具有能量回饋功能的隔爆型變頻調(diào)速器，至少包括用于控制調(diào)速的主控板、用于實現(xiàn)變流功能的主電路、用于操作機車的操作面板、用于顯示機車運行參數(shù)和/或故障代碼的顯示屏；所述主電路接于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于主控板，所述顯示屏電性連接處理器；還包括用于檢測、反饋鼠籠式電機轉(zhuǎn)速的速度傳感器，所述速度傳感器連接于主控板；所述主電路包括三相橋式電路、觸發(fā)電路、濾波電路，所述觸發(fā)電路與三相橋式電路連接，所述濾波電路并聯(lián)在三相橋式電路的直流母線上。所述主控板至少包括處理器、接ロ電路，所述接ロ電路與處理器連接、并提供外部的輸入/輸出接ロ ；所述處理器為DSP處理器件。所述三相橋式電路的功率開關(guān)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(qū)動電源的頻率和電壓，進而實現(xiàn)對電機的速度調(diào)節(jié)。具體的，操作面板發(fā)出指令，通過主控板上的接ロ電路處理后輸入到處理器，處理器將相應的指令識別后即通過觸發(fā)電路控制三相橋式電路的輸出，從而實現(xiàn)機車的調(diào)速。逆變電路的輸出頻率連續(xù)可調(diào)，從而使機車低速運行能力強，起動平穩(wěn)；速度傳感器實時檢測鼠籠式電機的轉(zhuǎn)速大小，并通接ロ電路將檢測到的電機轉(zhuǎn)速值輸入到處理器的轉(zhuǎn)速檢測值單元，處理器通過比較轉(zhuǎn)速檢測值單元和預設(shè)的同步轉(zhuǎn)速值單元，當轉(zhuǎn)速檢測值大于同步轉(zhuǎn)速值時，鼠籠式電機處于再生制動狀態(tài)，即鼠籠式電機成為發(fā)電機，處理器通過觸發(fā)電路控制三相橋式電路逆向工作，起整流電路的作用，鼠籠式電機發(fā)出的交流電經(jīng)過三相橋式電路整流、濾波電路濾波變成平直的直流電向蓄電池充電，從而起到節(jié)能的目的。更好的，三相橋式電路采用大功率IGBT作為開關(guān)器件，能量利用率高，具有很好的節(jié)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(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型所述主電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型所述主控板的結(jié)構(gòu)示意圖圖中10_主控板、11-處理器、12-接ロ電路、20-操作面板、30-主電路、31-三相橋式電路、32-觸發(fā)電路、33-濾波電路、40-速度傳感器，50-顯示屏，100-變頻調(diào)速器，200-鼠籠式電機、蓄電池-300。
具體實施方式
以下結(jié)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能量回饋功能的隔爆型變頻調(diào)速器100，其主要應用于以鼠籠式電機200作為牽引電機的礦用蓄電池機車，變頻調(diào)速器100可以調(diào)節(jié)鼠籠式電機200的輸入電源的頻率來調(diào)節(jié)其運行速度，每輛機車設(shè)置有兩臺具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器100。所述變頻調(diào)速器100包括處理器11，用于實現(xiàn)變頻調(diào)速器100的整體調(diào)速控制，其可以進行編碼/譯碼指令、編程邏輯控制等。具體應用中，該處理器11優(yōu)先采用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(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對鼠籠式電機200的控制調(diào)速；操作面板20，用于發(fā)送調(diào)節(jié)指令，該控制板20電性連接于主控板10，是用戶直接操作進而實現(xiàn)控制的部件。其可以發(fā)出調(diào)速、調(diào)向及頭燈開關(guān)控制等指令，所述指令經(jīng)處理器11編碼或譯碼后控制主電路30調(diào)速；主電路30內(nèi)部包括三相橋式電路31、觸發(fā)電路32、濾波電路33，其外部連接機車內(nèi)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(qū)動鼠籠式電機200。如圖2、圖3，速度傳感器40實時檢測鼠籠式電機200的轉(zhuǎn)速，并通接ロ電路12將檢測到的電機轉(zhuǎn)速值反饋到處理器11的轉(zhuǎn)速檢測值單元、處理器11通過比較轉(zhuǎn)速檢測值單元和預設(shè)的同步轉(zhuǎn)速值單元，當轉(zhuǎn)速檢測值大于同步轉(zhuǎn)速值吋，鼠籠式電機200處于再生制動狀態(tài)，即鼠籠式電機200成為發(fā)電機，處理器11通過觸發(fā)電路32控制三相橋式電路31逆向工作，起整流電路的作用，即鼠籠式電機200發(fā)出的交流電經(jīng)過三相橋式電路31整流、濾波電路33濾波變成平直的直流電向蓄電池300充電，從而起到節(jié)能的目的。優(yōu)選的，三相橋式電路31的功率開關(guān)采用大功率IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor,絕緣柵雙極型晶體管)器件，處理器11通過觸發(fā)電路32對該開關(guān)器件進行控制，通過對功率開關(guān)通斷時間的控制實現(xiàn)調(diào)速，能量利用率高，具有很好的節(jié)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，具有能量回饋功能的隔爆型變頻調(diào)速器100還有ー顯示屏50，并且電性連接于主控板10。顯示屏50可以顯示變頻調(diào)速器100所在機車的運行參數(shù)和/或故障代碼。機車的運行參數(shù)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(shù)會閃爍報警，借此能讓用戶及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問題。[0017]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(xiàn)對電機的速度調(diào)節(jié)。具體的，變頻調(diào)速器主要通過處理器來實現(xiàn)指令的交互，借由操作面板發(fā)送指令，處理器將相應的指令識別后即三相橋式電路的輸出， 實現(xiàn)對鼠籠式電機的調(diào)速；三相橋式電路的輸出頻率連續(xù)可調(diào)，從而使機車低速運行能力強，起動平穩(wěn)。當鼠籠式電機處于再生制動狀態(tài)時，三相橋式電路轉(zhuǎn)為整流工作狀態(tài)，將鼠籠式電機發(fā)電產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姙樾铍姵爻潆?，具有很好的?jié)能效果。更好的，三相橋式電路選用大功率IGBT作為開關(guān)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(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)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于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.ー種具有能量回饋功能的隔爆型變頻調(diào)速器，至少包括用于控制調(diào)速的主控板(10)、用于實現(xiàn)變流功能的主電路(30)、用于操作機車的操作面板(20)、用于顯示機車運行參數(shù)和/或故障代碼的顯示屏(50);所述主電路(30)接于外部蓄電池(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)電性連接于主控板(10)，所述顯示屏(50 )電性連接處理器(10 )，其特征在干還包括用于檢測、反饋鼠籠式電機(200 )轉(zhuǎn)速的速度傳感器(40 )，所述速度傳感器(40 )連接于主控板(10 );所述主電路(30 )包括三相橋式電路(31)、觸發(fā)電路(32 )、濾波電路(33 )，所述觸發(fā)電路(32 )與三相橋式電路(31)連接，所述濾波電路(33)并聯(lián)在三相橋式電路(31)的直流母線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有能量回饋功能的隔爆型變頻調(diào)速器，其特征在于所述主控板(10)至少包括處理器(11)、接ロ電路(12)，所述接ロ電路(12)與處理器(11)連接、并提供外部的輸入/輸出接ロ ；所述處理器(11)為DSP處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有能量回饋功能的隔爆型變頻調(diào)速器，其特征在于所述三相橋式電路(31)的功率開關(guān)器件為IGBT器件。
專利摘要本實用新型公開了一種具有能量回饋功能的隔爆型變頻調(diào)速器，至少包括用于控制調(diào)速的主控板、用于實現(xiàn)變流功能的主電路、用于操作機車的操作面板、用于顯示機車運行參數(shù)和/或故障代碼的顯示屏；所述主電路連接于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于主控板，所述顯示屏電性連接處理器；還包括用于檢測、反饋鼠籠式電機轉(zhuǎn)速的速度傳感器，所述速度傳感器連接于主控板；所述主電路包括功率開關(guān)器件為IGBT器件的三相橋式電路、觸發(fā)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(wěn)性,而且具有能量回饋功能，有良好的節(jié)能效果。
文檔編號H02P3/18GK202602590SQ201220297090
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者王遠波, 鞠林叡, 王家璐 申請人:成都茂源科技有限公司