[實用新型]牽引專用變頻控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820053233.8
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN201220607Y
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏漸德
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭市雙馬世紀(jì)科技有限公司
• 主分類號: B60L15/00
• 分類號: B60L15/00;B60L15/40;B60L7/02;B60L7/10;B61L23/00;B61L27/00;H02P27/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所
• 代理人: 趙 洪

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種牽引專用變頻控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)礦山用架線式小機(jī)車運(yùn)行環(huán)境比較惡劣。電網(wǎng)電壓波動大于30％；架線線路高低不平，致使受電器跳動頻繁；鐵軌鋪設(shè)不是很平整，鐵軌連接處的連接塊也沒接好，使得回饋線電阻增大，遠(yuǎn)離變電站的地方電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏低，最低處不到額定值的60％，而且無電區(qū)多，車斗的連接簡單，碰撞沖擊大；機(jī)車的啟動、制動頻繁，而且超載是很平常的事。目前國內(nèi)還沒有此類成熟的技術(shù)或產(chǎn)品，國外的產(chǎn)品價格貴，而且不能滿足一些惡劣的工礦。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種滿足惡劣工礦的牽引專用變頻控制系統(tǒng)。

本實用新型的目的是通過如下途徑實現(xiàn)的：一種牽引專用變頻控制系統(tǒng)，它主要由司控器，變頻器，制動單元構(gòu)成，司控器把控制信號通過線纜傳送給變頻器，同時變頻器把故障信號送給司控器顯示。變頻器的控制芯片包含了FLASH、CAN通信接口、串口通信接口及JTAG接口。

本實用新型牽引專用變頻控制系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.由于本發(fā)明控制器部分采用變頻專用的控制芯片，內(nèi)部結(jié)構(gòu)資源豐富，外部結(jié)構(gòu)簡單，使得本發(fā)明控制器結(jié)構(gòu)緊湊，控制精度高、控制準(zhǔn)確、速度快。2.本發(fā)明的系統(tǒng)有目前工業(yè)現(xiàn)場最普遍的CAN通信，方便與其他設(shè)備通信。3.利用當(dāng)今非常廣泛應(yīng)用的電壓空間矢量調(diào)制技術(shù)，使我們的系統(tǒng)可與國外的機(jī)車牽引變頻器相媲美，甚至在過流、過載上比國外同類產(chǎn)品好，能在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行。4.采用電機(jī)反電勢定向矢量控制技術(shù)，使我們能將交流電機(jī)的力矩電流和磁場電流解耦出來，獨(dú)立控制可產(chǎn)生像直流電機(jī)的控制效果，并且啟動力矩大，可以達(dá)到電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩2倍-6倍。5.利用電機(jī)無功模型的模糊參數(shù)自校準(zhǔn)技術(shù)，自動調(diào)節(jié)電機(jī)控制參數(shù)，使變頻器性能不隨電機(jī)參數(shù)和溫度變化。6.牽引專用變頻控制系統(tǒng)采用了VVVF反向制動，使機(jī)車的制動響應(yīng)快，制動力矩大，與機(jī)車的機(jī)械制動、氣制動結(jié)合，可以滿足在一些惡劣情況下需要頻率制動的要求。7.節(jié)約能源，理論分析可節(jié)約電能30％以上。而實際上在工業(yè)運(yùn)行試驗中實測節(jié)約電能節(jié)約為50％。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1為本實用新型方框示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型牽引專用變頻控制系統(tǒng)它主要由司控器，變頻器，制動單元構(gòu)成。司控器把控制信號(正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，檔位，制動，工作停止)通過專用的線纜傳送給變頻器，同時變頻器把故障信號送給司控器顯示，如過流，過壓。司機(jī)控制臺由司機(jī)操作向變頻器發(fā)出前進(jìn)或后退、牽引或制動指令，以及牽引或制動給定。高壓箱在變頻器的控制下完成主回路的充、放電以及閉合主回路。變頻器接受司機(jī)控制臺指令，完成交流電機(jī)M1、M2控制。制動電阻箱用來消耗電制動時電網(wǎng)不能吸收的電能，M1、M2是交流變頻牽引電機(jī)。

變頻器根據(jù)司控器給定的狀態(tài)動作如前進(jìn)、后退，或前進(jìn)。變頻器采用TI公司變頻器專用的DSP作為主控制器，直流側(cè)電壓、輸出的三相電流以及電機(jī)的轉(zhuǎn)速，IGBT的溫度檢測信號通過調(diào)理電路送到DSP，調(diào)理電路的作用主要是把信號調(diào)整到DSP相應(yīng)的檢測范圍。

變頻器的控制芯片包含了FLASH，可以保存一些重要參數(shù)，防止斷電后丟失，外部還有一片IIC芯片，DSP通過SPI接口與IIC芯片連接，重要的參數(shù)也可以保存在IIC芯片里面。

變頻器的主板上包含了CAN通信接口，可以把參數(shù)通過CAN接口傳給上位機(jī)，實現(xiàn)工礦整體的調(diào)度。

變頻器的主板上包含了串口通信接口，主要是用來作顯示，鍵盤的輸入，方便現(xiàn)場調(diào)試。

變頻器的主板上包含了JTAG接口，方便對變頻器的軟件進(jìn)行升級。

變頻器的主板上包含了有硬件過流、過壓檢測，采用用硬件和軟件結(jié)合的方案對輸出的電流，直流側(cè)的電壓進(jìn)行監(jiān)測。一旦出現(xiàn)故障，DSP立即把主電路斷開以及使IGBT關(guān)斷。

變頻器采用矢量控制，結(jié)合反電勢定向技術(shù)，計算出反電勢位置，以反電勢為基礎(chǔ)，計算出力矩電流和磁場電流，進(jìn)行力矩電流閉環(huán)調(diào)節(jié)和動態(tài)磁通補(bǔ)償；同時考慮國內(nèi)生產(chǎn)電機(jī)參數(shù)差異大，利用電機(jī)無功模型的模糊參數(shù)自校準(zhǔn)技術(shù)，自動調(diào)節(jié)電機(jī)控制參數(shù)，使變頻器性能不隨電機(jī)參數(shù)和溫度變化。