[發明專利]礦用新型磷酸鐵鋰直流串勵斬波調速電機車管控系統

有效

• 申請號: 201110264631.0
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN102307035A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 肖林京;孫傳余;于志豪;常龍;郭海
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: H02P7/28
• 分類號: H02P7/28;H02P1/22;H02J7/00;H02H7/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及礦用電機車控制系統。

背景技術

礦用電機車是煤礦工業的重要運輸工具，并且在煤礦中使用的數量越來越多，由于煤礦井下的工作環境十分惡劣，對電機車的電氣驅動系統要求很高。目前應用的電機車仍存在串電阻調速的方式，采用這種方式時會有較多的能量轉換成電阻熱量消耗掉，能量利用率不高，而且動力電池均采用鉛酸電池，鉛酸電池的循環壽命差，體積大重量沉，鉛和硫酸都會污染環境，充電周期長，并且成本在逐年增加，當電動機工作在制動狀態下，不能將電動機本身所具有的機械能轉化為動力電池的電能，浪費了一部分能源。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直流串勵斬波調速電機車管控系統，具有控制精度高，設備使用壽命長的優勢。

本發明為了實現上述目的，采用的技術解決方案是：

直流串勵斬波調速電機車管控系統，包括與隔爆插銷分別連接的電池組管理裝置、直流串勵電機車斬波調速控制裝置和充電機；

直流串勵電機車斬波調速控制裝置，包括斬波控制器、光電給定器、電源變換模塊、溫控開關、霍爾電流傳感器、絕緣柵雙極型晶體管、充電電容、五個直流接觸器、電機電樞繞組、電機勵磁繞組及兩條通路；光電給定器、電壓變換模塊分別與斬波控制器連接，第一直流接觸器的線圈、第二直流接觸器的線圈、第三直流接觸器的線圈、第四直流接觸器的線圈分別與斬波控制器連接；第四直流接觸器的常閉觸點連接在兩條通路之間，絕緣柵雙極型晶體管的集電極和發射極分別與兩條通路連接，柵極與斬波控制器連接；第一直流接觸器的常開觸點和常閉觸點串聯，第二直流接觸器的常開觸點和常閉觸點串聯，常開觸點和常閉觸點的公共端連接電機電樞繞組，兩個常閉觸點并接后連接兩個串聯的電機勵磁繞組，之后連接絕緣柵雙極型晶體管的集電極；兩個串聯的電機勵磁繞組的公共點連接第三直流接觸器的常開觸電后連接第二通路；霍爾電流傳感器一端接在電機勵磁繞組與絕緣柵雙極型晶體管的集電極之間，另一端與斬波處理器連接；充電電容接在絕緣柵雙極型晶體管的集電極上；第四直流接觸器的常開觸點和第五直流接觸器的常開觸點連接在第一通路上；第五直流接觸器的線圈接在兩條通路之間。

進一步，所述電池組管理裝置，包括電池管理處理器、顯示器、熄弧接觸器、磷酸鐵鋰電池組，電池管理處理器與顯示器連接，熄弧接觸器的線圈與電池管理處理器連接；磷酸鐵鋰電池組由N節磷酸鐵鋰電池串聯后形成一條支路后，再將M條同樣的支路并聯而成，磷酸鐵鋰電池組連接熄弧接觸器的常開觸點后，與隔爆插銷連接，每節磷酸鐵鋰電池配有電池控制板，電池控制板上集成電壓檢測電路、溫度檢測電路、電壓均衡電路，各電池控制板通過總線串聯后，與電池管理處理器連接，每條磷酸鐵鋰電池串聯支路上連接有絕緣柵極雙極型晶體管，每節磷酸鐵鋰電池的兩端均有兩條包含CMOS管的通路，處在同一條磷酸鐵鋰電池串聯支路上的包含CMOS管的通路的末端相連接。

本發明的有益效果：

直流電機采用串勵方式連接，電機電樞繞組、電機勵磁繞組串聯在一起的，起動特性軟，力矩大。第一直流接觸器和第二直流接觸器用于改變電機電樞繞組中電流的方向，從而改變電機的正反轉，電機車全速行駛時，第三直流接觸器可將勵磁繞組C2和絕緣柵雙極型晶體管短路，從而減少絕緣柵雙極型晶體管的熱消耗，提高其使用壽命。

直流串勵電機的電磁制動功能，在下坡運動時，電機車工作在制動狀態，直流串勵電動機變為直流發電機，重力勢能轉換成的電能被回充到磷酸鐵鋰電池組中。

電池管理處理器，檢測到電池的電壓過高、電壓過低、溫度過高、電流超載時，電池管理系統處理器都將自動斷開熄弧接觸器，保護電池組。

附圖說明

圖1是直流串勵電機車斬波調速控制裝置的電路圖。

圖2是電池組管理裝置的電路圖。

圖3是一條磷酸鐵鋰電池串聯支路的電路圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖3對本發明進行詳細說明：

直流串勵斬波調速電機車管控系統，包括與隔爆插銷分別連接的電池組管理裝置、直流串勵電機車斬波調速控制裝置和充電機。