[實(shí)用新型]直接轉(zhuǎn)矩控制牽引變頻調(diào)速系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020175834.3
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN201994913U
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜劍
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭鑫科電氣有限公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種直接轉(zhuǎn)矩控制牽引變頻調(diào)速系統(tǒng)。直接轉(zhuǎn)矩控制變頻調(diào)速技術(shù)是繼矢量控制變頻技術(shù)后發(fā)展起來的一種新型具有高性能的交流變頻調(diào)速技術(shù)。

背景技術(shù)

目前，通用型變頻器在我國許多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，但在作為牽引電氣傳動一個大領(lǐng)域，礦用牽引電機(jī)車方面卻為鮮見，國內(nèi)工礦使用的電機(jī)車，大都采用直流傳動，調(diào)速方式絕大部分采用串并電機(jī)和調(diào)電阻的方法，效率低、耗電多，系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用高，成本增加。在控制性能方面，也存在速度沖擊大，低速電制動時電制動力不夠的缺點(diǎn)，即便是直流斬波調(diào)速系統(tǒng)依然存在著直流電機(jī)固有的先天缺陷。國外大多直流調(diào)速系統(tǒng)基本被交流變頻調(diào)速系統(tǒng)取代，交流變頻調(diào)速的礦用電機(jī)車也得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)工礦電機(jī)車的調(diào)速系統(tǒng)已到了必須更新?lián)Q代的時候。至今國內(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，而且不能滿足國內(nèi)的工礦。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種滿足工礦牽引電機(jī)車要求的直接轉(zhuǎn)矩控制牽引變頻調(diào)速控制系統(tǒng)

本實(shí)用新型的目的是通過如下途徑實(shí)現(xiàn)的：一種直接轉(zhuǎn)矩控制牽引變頻調(diào)速系統(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(shí)用新型的特點(diǎn)如下：

1、整體特點(diǎn)：采用直流轉(zhuǎn)矩控制交流變頻變壓調(diào)速方式，整個系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、效率高、響應(yīng)快、調(diào)速范圍廣、保護(hù)功能完善等特點(diǎn)。

2、技術(shù)特點(diǎn)：提出了一種利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的定子磁鏈模型，并用離線訓(xùn)練的方法來處理直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，對直接轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的動態(tài)性能有所改善，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于變頻器的狀態(tài)選擇中，以其較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力、自組織能力及容錯能力獲得較好的控制效果，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)魯棒性、并行計算、自學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，根據(jù)直接轉(zhuǎn)矩控制的特點(diǎn)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DTC分為多個子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別訓(xùn)練，能夠利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢可以改變直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的性能。它具有控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、控制手段直接、信號處理的物理概念明確等特點(diǎn)。該控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速，無超調(diào)，是一種具有較高動態(tài)性能的交流調(diào)速方法。

3、通訊設(shè)計：采用CAN通信，CAN總線具有實(shí)時性好、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、通訊速度快、采用短信息幀結(jié)構(gòu)和多主通信方式以及可使用多種通信介質(zhì)等許多優(yōu)點(diǎn)。

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計：為提高系統(tǒng)可靠性，合理地優(yōu)化設(shè)計了內(nèi)部結(jié)構(gòu)。變頻器結(jié)構(gòu)分為上下兩個部分，中間鋁板既作為主散熱片又是安裝底板，采用鋁板提高散熱效果，減輕重量。主板下半部分是散熱片，上半部分是主電路部分。散熱片是嵌入鋁板中間的，可以加強(qiáng)熱傳導(dǎo)，加強(qiáng)散熱效果。上半部分與外界空氣隔離，避免濕度和鹽霧等不利因素對電子元器件的影響。由于變頻器內(nèi)部主要發(fā)熱元件是功率模塊，因此主要考慮功率模塊加整體散熱片，外加強(qiáng)制風(fēng)冷散熱。

5、硬件設(shè)計：主要考慮合理的實(shí)現(xiàn)需要的功能，盡可能優(yōu)化設(shè)計電路。

6、節(jié)約能源：直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的變頻調(diào)速電機(jī)車與同噸位級別的電阻調(diào)速電機(jī)車相比運(yùn)行時節(jié)能50％以上。

本實(shí)用新型的有益效果：交流變頻電機(jī)車采用直接轉(zhuǎn)矩控制交流變頻調(diào)速方式調(diào)速，用三相異步交流變頻牽引電機(jī)作為主牽引電機(jī)。調(diào)速裝置將穩(wěn)定的直流電變成一定頻率的交流電的同時，可根據(jù)電機(jī)車的實(shí)際需要，變化牽引電機(jī)的電壓頻率值，實(shí)現(xiàn)電機(jī)車的調(diào)速控制，系統(tǒng)簡單。與電阻調(diào)速電機(jī)車相比，此過程無外加電阻參加，故無外加電阻損耗，與斬波調(diào)速直流電機(jī)車相比，因其控制過程簡單，元器件的損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于直流電機(jī)車斬波調(diào)速，故其節(jié)能性能優(yōu)于前二者。其節(jié)能性與電阻調(diào)速相比，將節(jié)能30％-50％以上，與斬波調(diào)速車相比節(jié)能20％-30％以上。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1為本實(shí)用新型方框示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型直接轉(zhuǎn)矩控制牽引變頻調(diào)速系統(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)。