一种矿用电机车整体系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用电机车整体系统，包括蓄电池、三相逆变电路、滤波电路、电机、芯片、单片机、用于采集所述蓄电池与所述滤波电路的事件发生时与事件有关信息的采样电路；所述蓄电池依次与所述三相逆变电路、滤波电路、电机电连接，所述单片机依次与所述芯片、三相逆变电路信号连接，所述采样电路与所述单片机信号连接。本实用新型将直流电逆变为三相交流电给矿用电机车供电，避免了使用直流电机带来的体积大、重量重、维护工作量大，对多粉尘、潮湿、防爆等恶劣运行环境的适应性较差等的不足，具有动转矩大、过载能力强、体积小、效率高、控制方便等优点。
【专利说明】一种矿用电机车整体系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿用电机车【技术领域】，具体涉及一种矿用电机车整体系统。
【背景技术】
[0002]我国煤矿企业一般采用轨道电机车来完成煤炭等矿石，以及矿工的短距离运输，常用的电机车有两种:一种是应用于地面的架线电机车，由厂内架设的供电网线供电?’另一种是应用于井下的电瓶电机车，由大容量铅酸蓄电池组供电。目前这两种电机车采用的牵引电机多数为直流电机，依靠晶闸管斩波或能耗电阻来实现直流电机的调速运行，也就是说多数矿用电机车采用的是直流牵引传动技术来实现其牵引运行。直流电机存在着体积大、重量重、维护工作量大，对多粉尘、潮湿、防爆等恶劣运行环境的适应性较差等缺点。基于直流牵引传动的矿用电机车在维护成本、节能降耗、可靠性等多个方面都远不能满足市场的需求，而永磁同步电机具有体积小、重量轻，免维护，防护性好，适宜运行于多粉尘、潮湿、防爆等环境条件的诸多优点。永磁同步电动机的运行原理以永磁体提供的磁通替代励磁绕组励磁，具有无电流励磁，无电刷和滑环；损耗低，效率高；功率因素高；转子结构多样，灵活；体积小，重量轻；起动转矩大等等优点。交流牵引传动的矿用电机车在发挥电机车牵引力、提高电机车运用的可靠性、减少对电机车的维护工作量等各方面都有着明显的优势，将来永磁同步电机来取代直流电机，交流牵引传动电机车取代直流牵引传动电机车是技术发展的必然趋势。但是，目前交流传动控制系统作为交流牵引传动矿用电机车的关键性核心技术模块在技术研发上还远没有走向成熟，它在技术上的不成熟，严重制约了交流传动矿用电机车的发展。
[0003]在中国专利申请号:201020625592.3中公开了一种架线式矿用电机车，包括车体、调速装置及司控装置；所述调速装置包括架线式直流电源、与架线式直流电源相连的换向电路、与换向电路的电流输出端相连的IGBT模块、用于检测所述电机电流大小的霍尔电流传感器、与该霍尔电流传感器相连的用于控制所述IGBT模块的PLC。该技术方案采用直流牵引电机车，但直流电机存在着体积大、重量重、维护工作量大，对多粉尘、潮湿、防爆等恶劣运行环境的适应性较差等缺点，该技术方案有待进一步改进。
[0004]在中国专利申请号:200920102412.0中公开了一种矿用电机车电动机超温保护装置。解决了目前矿用电机车的直流电动机还没有实现超温保护的问题，该超温保护装置包括温控模块CB、温控模块CB的接点CB-1与电机车电动机控制电路中真空断路器内脱扣器线圈QF串联构成的执行电路、温控模块CB的常开接点CB-2与报警器BJ串联构成的报警电路、以及设置于电机车电动机定子绕组处的温度传感器ST，温控模块CB的温度信号采集端与温度传感器ST的输出端连接，执行电路、报警电路并联于电源E两端。该技术方案采用直流牵引电机车，但直流电机存在着体积大、重量重、维护工作量大，对多粉尘、潮湿、防爆等恶劣运行环境的适应性较差等缺点，该技术方案有待进一步改进。
实用新型内容
[0005]针对上述问题，本实用新型提供了一种矿用电机车整体系统，交流牵引传动的矿用电机车在发挥电机车牵引力、提高电机车运用的可靠性、减少对电机车的维护工作量等各方面都有着明显的优势，避免了直流牵引的不足。
[0006]为了解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为:
[0007]一种矿用电机车整体系统，包括蓄电池、三相逆变电路、滤波电路、电机、芯片、单片机、用于采集所述蓄电池与所述滤波电路的事件发生时与事件有关信息的采样电路；所述蓄电池依次与所述三相逆变电路、滤波电路、电机电连接，所述单片机依次与所述芯片、三相逆变电路信号连接，所述采样电路与所述单片机信号连接。
[0008]优选的，所述三相逆变电路包括相互并联的3个桥臂，每个所述桥臂上各设有2个IGBT器件。
[0009]优选的，所述芯片为PC929芯片。
[0010]优选的，所述单片机为DSP28035单片机。
[0011]随着我国煤矿现代化程度地不断提高，作为煤矿井下生产“瓶颈”之一的矿用电机车运输系统从可靠性、维护性及经济性上考虑，必须研制新型的电机车调速牵引系统。由于考虑井下电机车的工作恶劣环境，控制系统处于频繁的启动、制动、加减速等状态，还要适应负载上下坡和颠簸路况等情况。因此，控制系统需满足以下要求:
[0012](I)输出SPWM波，控制逆变器将直流逆变为交流。
[0013](2)具有短路(SC)电路，能实现短路保护。
[0014]选择控制系统的方案，最重要的是选择主控制芯片。专门的PWM发生器经过多年的开发应用，技术比较成熟，但控制比较单一。低端控制器如51系列单片机的优势是芯片价格低廉，指令简单，但需要增加大量的外设才能满足本系统要求，所占空间较大。高端控制器如DSP、凌阳、微芯等都能满足系统需求，考虑到以后的功能扩展以及运行过程中的环境要求，DSP28035由于功能丰富、价格便宜，具有多方面的优势，因此本技术方案选择DSP28035是最佳选择。由于DSP28035拥有丰富的外设，免去了在单片机外面布置实现各种功能的外设，极大的简化了整个系统的电路构造，节省了电路板空间。单片机输出的SPWM信号控制逆变器驱动电路时，需要进行隔离和信号处理， 申请人:采用PC929芯片以保护单片机和处理信号。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果为:
[0016]本实用新型将直流电逆变为三相交流电给矿用电机车供电，避免了使用直流电机带来的体积大、重量重、维护工作量大，对多粉尘、潮湿、防爆等恶劣运行环境的适应性较差等的不足，具有动转矩大、过载能力强、体积小、效率高、控制方便等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构框图；
[0018]图2为本实用新型的三相逆变电路、滤波电路的结构框图。
[0019]图中:1、蓄电池，2、三相逆变电路，3、滤波电路，4、电机，5、芯片，6、单片机，7、采样电路。
【具体实施方式】
[0020]下面对本实用新型做进一步说明:
[0021]结合图1、图2:—种矿用电机车整体系统，包括蓄电池1、三相逆变电路2、滤波电路3、电机4、PC929芯片5、DSP28035单片机6、用于采集蓄电池与滤波电路的事件发生时与事件有关信息的采样电路7 ;蓄电池I依次与三相逆变电路2、滤波电路3、电机4电连接，DSP28035单片机6依次与PC929芯片5、三相逆变电路2信号连接，采样电路7与DSP28035单片机6信号连接。
[0022]三相逆变电路2包括相互并联的3个桥臂，每个桥臂上各设有2个IGBT器件。
[0023]本实用新型将直流电逆变为三相交流电给矿用电机车供电，避免了使用直流电机带来的体积大、重量重、维护工作量大，对多粉尘、潮湿、防爆等恶劣运行环境的适应性较差等的不足，具有动转矩大、过载能力强、体积小、效率高、控制方便等优点。
[0024]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种矿用电机车整体系统，其特征在于:包括蓄电池、三相逆变电路、滤波电路、电机、芯片、单片机、用于采集所述蓄电池与所述滤波电路的事件发生时与事件有关信息的采样电路；所述蓄电池依次与所述三相逆变电路、滤波电路、电机电连接，所述单片机依次与所述芯片、三相逆变电路信号连接，所述采样电路与所述单片机信号连接。
2.根据权利要求1所述的矿用电机车整体系统，其特征在于:所述三相逆变电路包括相互并联的3个桥臂，每个所述桥臂上各设有2个IGBT器件。
3.根据权利要求1所述的矿用电机车整体系统，其特征在于:所述芯片为PC929芯片。
4.根据权利要求1所述的矿用电机车整体系统，其特征在于:所述单片机为DSP28035单片机。
【文档编号】B61C17/12GK204077670SQ201420516892
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】邓永红, 张全柱, 赵立永 申请人:华北科技学院