專利名稱：具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調(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(yīng)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(biāo)。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?jǐn)?、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棹。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供ー種具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調(diào)速器，應(yīng)用于以鼠籠式電機作為牽引電機的礦用蓄電池機車，達到節(jié)能、提高機車的安全性、可靠性的效果。本實用新型的技術(shù)方案是ー種具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調(diào)速器，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；所述主電路包括逆變電路、整流電路。所述操作面板包括換向手柄、調(diào)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、并提供外部的輸入/輸出接ロ ；所述處理器為DSP處理器。所述主電路的功率開關(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(yīng)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，并通過接ロ電路將檢測到的電機轉(zhuǎn)速值反饋到處理器的轉(zhuǎn)速檢測值單元，在調(diào)速手柄剛完成從高速檔位轉(zhuǎn)換到低速檔位時，處理器通過比較轉(zhuǎn)速檢測值単元和當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值単元，當(dāng)轉(zhuǎn)速檢測值大于當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值時，處理器關(guān)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(xù)檢測鼠籠式電機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)檢測到轉(zhuǎn)速檢測值小于當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值后，處理器立即控制逆變電路按照當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值輸出，使電機轉(zhuǎn)速保持和當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值一致；當(dāng)調(diào)速手柄處于“O”檔位時，處理器關(guān)斷逆變電路的輸出、使其輸出電流為O，機車依靠慣性前行。由于在上述兩種情況下鼠籠式電機不消耗電能，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是本實用新型所述操作面板的結(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、21-換向手柄、22-調(diào) 速手柄、30-主電路、40-速度傳感器，50-顯示屏，100-變頻調(diào)速器，200-鼠籠式電機、300-蓄電池。
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零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調(diào)速器100，其主要應(yīng)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(yīng)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，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(diào)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(zhuǎn)速，并通過接ロ電路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，在調(diào)速手柄22剛完成從高速檔位轉(zhuǎn)換到低速檔位時，處理器11通過比較轉(zhuǎn)速檢測值單元和當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值単元，當(dāng)轉(zhuǎn)速檢測值大于當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值時，處理器11關(guān)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(xù)檢測鼠籠式電機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)檢測到轉(zhuǎn)速檢測值小于當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值后，處理器11立即控制逆變電路按照當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值輸出，使電機200轉(zhuǎn)速保持和當(dāng)前檔位轉(zhuǎn)速設(shè)定值一致。(2)當(dāng)調(diào)速手柄22處于“O”檔位時，處理器11關(guān)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(yōu)選的，主電路30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通過接ロ電路12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，具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調(diào)速器100還有一顯示屏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。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(yīng)的指令識別后即控制逆變電路的輸出，實現(xiàn)對鼠籠式電機的調(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)。當(dāng)調(diào)速手柄從高速檔位轉(zhuǎn)換到低速檔位或者處于“O”檔位時，機車可進入零電流惰性運行模式，具有很好的節(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(dāng)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(dāng)可根據(jù)本實用新型做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)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1.一種具有零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調(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)連接于外部蓄電池(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(11)，其特征在于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)包括逆變電路、整流電路。
2.根據(jù)權(quán)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(diào)速器，其特征在于所述操作面板(20)包括換向手柄(21)、調(diào)速手柄(22)。
3.根據(jù)權(quán)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(diào)速器，其特征在于所述主控板(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、并提供外部的輸入/輸出接口；所述處理器(11)為DSP處理器。
4.根據(jù)權(quán)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(diào)速器，其特征在于所述主電路(30)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零電流惰性運行模式的隔爆型變頻調(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(wěn)性,而且具有零電流惰性運行模式，有良好的節(jié)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(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