[實用新型]一種煤礦用蓄電池電機車開關磁阻電機調速系統

有效

• 申請號: 201220600711.9
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN202997991U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 凌六一;黃友銳;唐超禮;韓濤;曲立國;徐善永;邢麗坤
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02H7/085
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本實用新型涉及電機調速系統，更具體地說是一種用于牽引煤礦蓄電池電機車的開關磁阻電機調速系統。

背景技術

蓄電池電機車是煤礦生產的重要運輸工具之一，其調速性能影響煤礦企業的安全生產。目前，礦井使用的絕大多數蓄電池電機車，其牽引動力大都采用的是直流串激電機。由于蓄電池電機車要經常運行在變速狀態，為了抑制起動時候的電流和改變運行速度，以往蓄電池電機車經常使用的控制策略是采用改變串聯在電機電樞回路電阻的方法，進行電機車的起動和調速。這種調速方式存在很多弊端，如調速是有級的，起動不夠平穩；有大量的電能浪費在電阻上；蓄電池充電頻繁，不僅浪費電能和時間，而且電池容易損壞，縮短了電池使用壽命。而且煤礦工作條件惡劣，加上直流電動機結構本身的特點，導致蓄電池電機車要經常進行維護，不能保障煤礦的連續安全生產。

發明內容

本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種基于開關磁阻電機的煤礦蓄電池電機車調速系統，該調速系統結構簡單、效率高、功耗低，能夠實現蓄電池電機車平穩起動，適用于蓄電池電機車頻繁起停和正反向轉換應用場合。

本實用新型解決技術問題采用如下技術方案：

一種煤礦用蓄電池電機車開關磁阻電機調速系統，包括有DSP控制模塊、功率變換模塊及其驅動模塊，電機車通過SR電機驅動，SR電機的電源端連接功率變換模塊的輸出端，功率變換模塊的輸入端連接蓄電池組，其特征在于：所述DSP控制模塊包括有DSP最小系統，DSP最小系統的信號輸入端連接有電壓檢測電路、欠壓保護電路、鍵盤電路、電源變換電路、位置檢測電路、電流檢測電路、過流保護電路的信號輸出端，所述的電壓檢測電路的信號輸入端與蓄電池組連接，欠壓保護的信號輸入端與電壓檢測電路的信號輸出端連接，所述的位置檢測電路、電流檢測電路的信號輸入端與SR電機連接，過流保護電路的信號輸入端與電流檢測電路的信號輸出端連接，DSP最小系統的信號輸出端與功率變換模塊之間連接有功率變換模塊的驅動模塊，DSP最小系統的信號輸出端還連接有顯示電路。

所述的一種煤礦用蓄電池電機車開關磁阻電機調速系統，其特征在于：所述功率變換模塊的拓撲結構為四對主開關器件IGBT組成的四相不對稱半橋型電路，功率變換模塊的驅動模塊主要包括有IR2113芯片，每對主開關器件IGBT由一片IR2113芯片來驅動，來自DSP控制模塊的PWM信號經光耦器件6N137光電隔離后控制IR2113芯片，四對主開關器件IGBT分別且獨立控制開關磁阻電機的四相電流。

所述的一種煤礦用蓄電池電機車開關磁阻電機調速系統，其特征在于：所述DSP控制模塊中的過流保護和欠壓保護電路是在比較電路、與門邏輯電路和DSP中斷的共同作用下完成保護功能的，當系統出現過流或電池欠壓情況時，對應的比較電路輸出低電平信號，此低電平信號通過與門邏輯電路向DSP申請中斷，DSP利用中斷程序及時禁止所有IR2113芯片驅動主開關器件IGBT，從而起到保護SR電機和蓄電池組的作用。

所述的一種煤礦用蓄電池電機車開關磁阻電機調速系統，其特征在于：所述DSP控制模塊中的鍵盤電路由4個獨立按鍵K2~K5組成，通過DSP的GPIO口來識別按鍵是否按下；所述DSP控制模塊中的顯示電路由液晶點陣SO12864-13A組成，通過DSP的GPIO口實現對SO12864-13A顯示編程；通過K2~K5并結合SO12864-13A顯示，完成系統參數設置以及故障查詢功能。

所述的一種煤礦用蓄電池電機車開關磁阻電機調速系統，其特征在于：所述功率變換模塊及其驅動模塊和DSP控制模塊是兩塊獨立的電路板，兩者之間通過插拔式接線端子相連。

與已有技術相比，本實用新型的優點與有益效果在于：

（1）本實用新型采用開關磁阻電機調速系統實現煤礦蓄電池電機車動力牽引，而開關磁阻電機的轉子上沒有任何型式的繞組，電機轉子就不存在繞組損耗，因此效率高、功耗低；而定子只有幾個集中繞組，因此電機結構簡單，易維護。

（2）本實用新型采用開關磁阻電機調速系統實現煤礦蓄電池電機車動力牽引，而開關磁阻電機的轉矩方向與繞組電流方向無關，即只需單方向繞組電流，只要控制功率變換電路中的主開關器件IGBT的開通、關斷角度，即可改變電機的工作狀態，因此控制方式簡單、可靠。同時在功率變換上采用四對IGBT分別控制電機四相電流，四相電流控制電路之間相互獨立，互不干擾，因此系統具有較高的運行可靠性和容錯能力。