[實用新型]一種礦用牽引機車直流電機驅動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720552081.5
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN206743147U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 顏漸德;李祥來;蘭永紅;周君儒;周磊
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: H02P7/28
• 分類號: H02P7/28
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙)43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本實用新型涉及直流電機領域，特別涉及一種礦用牽引機車直流電機驅動器。

背景技術

隨著煤礦生產的發(fā)展和節(jié)能意識的增強，礦用牽引電機車采用串激電阻調速方式的弊端越來越明顯，比如：其電阻本身的能耗始終無法解決，造成能源浪費；機械傳動不能實現軟啟動，啟動時沖擊較大，不僅對傳動結構有害，而且掛車時也很不安全；電機車運行時帶負荷切換，觸頭承受沖擊電流較大，容易短路燒損，從而增大維修量和材料消耗；只有一個空氣開關保護，安全性差等。因此迫切需要一種新型的直流電機驅動器對原有電動車驅動器進行更新?lián)Q代，來適應現代采煤業(yè)對高效節(jié)能的要求，并促進現代采礦技術的發(fā)展。

發(fā)明內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種結構簡單、運行可靠的礦用牽引機車直流電機驅動器。

本實用新型解決上述問題的技術方案是：一種礦用牽引機車直流電機驅動器，包括主電路和控制電路，所述主電路包括依次串接的直流電源、空氣開關、充電電阻、濾波電容、H橋斬波電路、直流電機，所述控制電路包括DSP控制器、IGBT驅動電路、信號采樣電路和接觸器，所述信號采樣電路的輸入端與主電路相連，信號采樣電路的輸出端與DSP控制器相連，DSP控制器與IGBT驅動電路、接觸器相連，IGBT驅動電路與H橋斬波電路相連，所述接觸器的常開觸點并接在充電電阻兩端。

上述礦用牽引機車直流電機驅動器，所述信號采樣電路包括電壓檢測單元、電流檢測單元、速度檢測單元、前進后退檢測單元，所述電壓檢測單元并接在濾波電容兩端，電壓檢測單元的輸出端與DSP控制器相連，電流檢測單元串接在主電路中，電流檢測單元的信號輸出端與DSP控制器相連，速度檢測單元、前進后退檢測單元的輸入端與直流電機相連，速度檢測單元、前進后退檢測單元的輸出端與DSP控制器相連。

上述礦用牽引機車直流電機驅動器，所述控制電路還包括輔助電源，輔助電源輸入端接在空氣開關與充電電阻之間，輔助電源的輸出端與DSP控制器相連。

上述礦用牽引機車直流電機驅動器，所述控制電路還包括RS485通信模塊，DSP控制器與RS485通信模塊相連，通過RS485通信模塊與上位機實現通訊。

本實用新型的有益效果在于：

1、本實用新型取消了傳統(tǒng)的串電阻調速方式，采用無級調速方式，無級調速原理是改變IGBT的占空比，控制電壓大小，無級調速開啟時是全電壓啟動的，并有一個最小限定電壓160V左右，確保電機能正常啟動起來。然后通過DSP控制器調節(jié)占空比的大小來調節(jié)輸出電壓實現無級調速，達到了延長機車了使用壽命和節(jié)約電能的效果，實現礦用電機車高效率安全可靠運行。

2、本實用新型的信號采樣電路包括電壓檢測單元、電流檢測單元、速度檢測單元、前進后退檢測單元，能夠實時對電機電壓、電機電流、電機轉速、電機正反轉進行檢測，當參數異常時，能有效防止電機燒壞。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，本實用新型包括主電路和控制電路，所述主電路包括依次串接的直流電源DC500V、空氣開關QF、充電電阻R1、濾波電容C1、H橋斬波電路、直流電機M2，H橋斬波電路包括4個IGBT VT1~VT4和4個續(xù)流二極管D1~D4。

所述控制電路包括DSP控制器、IGBT驅動電路、信號采樣電路、輔助電源、RS485通信模塊和接觸器K1，輔助電源輸入端接在空氣開關QF與充電電阻R1之間，輔助電源的輸出端與DSP控制器相連，所述信號采樣電路的輸入端與主電路相連，信號采樣電路的輸出端與DSP控制器相連，DSP控制器與IGBT驅動電路、接觸器K1相連，IGBT驅動電路與H橋斬波電路相連，所述接觸器K1的常開觸點并接在充電電阻R1兩端。DSP控制器與RS485通信模塊相連，通過RS485通信模塊與上位機實現通訊。

所述信號采樣電路包括電壓檢測單元、電流檢測單元、速度檢測單元、前進后退檢測單元，所述電壓檢測單元并接在濾波電容C1兩端，電壓檢測單元的輸出端與DSP控制器相連，電流檢測單元串接在主電路中，電流檢測單元的信號輸出端與DSP控制器相連，速度檢測單元、前進后退檢測單元的輸入端與直流電機M2相連，速度檢測單元、前進后退檢測單元的輸出端與DSP控制器相連。

本實用新型的工作原理如下：首先手動閉合空氣開關QF，控制電路有電流通過，輔助電源得電后輸出24v電源給DSP控制器供電，此時充電電阻充電；充電電阻充電完畢后DSP控制器輸出控制信號至接觸器K1，接觸器K1的線圈得電，接觸器K1的常開觸點閉合，充電電阻被短路。電機正常啟動后由IGBT（VT1~VT4）和續(xù)流二極管(D1~D4)組成的H橋斬波電路控制電機M2正反轉；首先DSP控制器中EV（事件管理器模塊）端輸出信號連接IGBT驅動電路輸入端，IGBT驅動電路輸出端連接IGBT（VT1~VT4）柵極G控制各IGBT通斷。當VT1和VT4導通時，電流從電源正極經VT1從左至右穿過電機M2，然后再經VT4回到電源負極，該流向的電流將驅動電機M2順時針轉動。當VT2和VT3導通時，電流從電源正極經VT3從右至左穿過電機M2，然后再經過VT2回到電源負極，該流向的電流將驅動電機M2逆時針轉動。電機在運行過程中，信號采樣電路中前進后退檢測單元檢測電機正反轉，若檢測為前進信號則表示電機正轉，檢測為后退信號則電機反轉。信號采樣電路中電壓檢測單元和電流檢測單元將實時檢測電機電壓和電流的大小，并將檢測信號傳遞給DSP控制器的ADC模塊，DSP控制器對信號分析與處理后與設定范圍進行比較，若該電流值和電壓值高于或低于該范圍，DSP控制器控制接觸器K1線圈斷電，接觸器K1常開觸點斷開，防止驅動器和電機損壞。