一种矿用电机车交流变频调速器及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及电子【技术领域】，它公开了一种矿用电机车交流变频调速器及其控制方法，包括主电路、控制系统、检测电路三个组成部分，其特征在于，所述主电路主要由直流电压源、充电回路、滤波支撑电容、三相逆变器单元、三相交流异步牵引电机组成；所述控制系统主要由单片机控制电路、光纤板及电源模块电路、驱动电路、液晶显示及给定操作模块组成；所述检测电路主要由电压传感器及检测模块、电流传感器及检测模块、温度传感器及检测模块、电机转速传感器及检测模块组成；所述的充电回路输入侧有充电电阻。本发明的有益效果是：寿命长，耐高温，温升较低，工作稳定可靠，主要器件IGBT不易损坏，功耗小。
【专利说明】一种矿用电机车交流变频调速器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子【技术领域】，尤其涉及到一种矿用电机车交流变频调速器及其控制方法。
【背景技术】
[0002]矿用轨道电机车是工矿企业的一个传统设备，按照牵引供电的方式不同可分为:架线电机车、蓄电池电瓶电机车；按照牵引力大小可分为:5t、8t、12t、20t、24t等系列电机车；按照调速方式的不同可分为:直流牵引电机串电阻调速，直流牵引电机斩波调速，交流牵引电机变频调速。从技术发展的趋势来看:架线车与蓄电池电瓶车会并行发展，而且以大吨位(12t、20t)的蓄电池电瓶车占主导；直流斩波调速将取代传统的串电阻调速；交流牵引电机变频调速将取代直流牵引电机调速。交流牵引电机车与直流牵引电机车相比较，具有体积小、重量轻，可靠性高、维护量小，无滑环和换相器，易于安全防爆等优点，同时交流调速的变频调速具有明显的节能效果，耗能和发热量都明显减少。交流牵引电机车取代直流牵引电机车，用先进的交流变频调速技术取代传统的直流串阻和斩波调速技术是矿用电机车发展的必然趋势。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种主要器件IGBT不易损坏，寿命长，耐高温，温升较低，稳定可靠工作的矿用电机车交流变频调速器及其控制方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种矿用电机车交流变频调速器，包括主电路、控制系统、检测电路三个组成部分，其特征在于，所述主电路主要由直流电压源、充电回路、滤波支撑电容、三相逆变器单元、三相交流异步牵引电机组成；所述控制系统主要由单片机控制电路、光纤板及电源模块电路、驱动电路、液晶显示及给定操作模块组成；所述检测电路主要由电压传感器及检测模块、电流传感器及检测模块、温度传感器及检测模块、电机转速传感器及检测模块组成；所述的充电回路输入侧有充电电阻。
[0006]优选的，所述直流电压源是铅酸蓄电池组，所述的滤波支撑电容由2个10000 μ F/400V铝电解电容器并联组成。
[0007]优选的，所述直流电压源是架空线直流电压源，所述的滤波支撑电容由8个10000 μ F/400V铝电解电容器2串4并组成。
[0008]一种矿用电机车交流变频调速器的控制方法，其特征在于，由铅酸蓄电池组提供直流电压，通过三相逆变器单元输出频率可调的三相交流电，驱动两台三相交流异步牵引电机，司控台发出启动或停止命令，转速档位切换或者多段速给定，检测电路处理和检测交流输出电流，输入直流电压，散热器温度，电机实际转速，并把相关状态信息送给牵引逆变器处理，计算出牵引逆变器每个开关管的导通时间，输出三相SVPWM波，经过驱动电路，驱动IGBT开关管。[0009]优选的，所述的IGBT的额定电压为600V，额定电流为600A，型号为FF600R06ME3。
[0010]一种矿用电机车交流变频调速器的控制方法，其特征在于，由架空线直流电压源提供直流电压，通过三相逆变器单元输出频率可调的三相交流电，驱动两台三相交流异步牵引电机，司控台发出启动或停止命令，转速档位切换或者多段速给定，检测电路处理和检测交流输出电流，输入直流电压，散热器温度，电机实际转速，并把相关状态信息送给牵引逆变器处理，计算出牵引逆变器每个开关管的导通时间，输出三相SVPWM波，经过驱动电路，驱动IGBT开关管。
[0011 ] 优选的，所述的IGBT的额定电压为1200V，额定电流为600A，型号为FF600R06ME3。
[0012]本发明的有益效果是:寿命长，耐高温，温升较低，工作稳定可靠，主要器件IGBT不易损坏，功耗小。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本发明的技术方案作进一步具体说明。
[0014]图1为本发明的内部控制框图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步具体说明。
[0016]实施例一:
[0017]一种矿用电机车交流变频调速器，包括主电路、控制系统、检测电路三个组成部分，主电路主要由铅酸蓄电池组、充电回路、滤波支撑电容、三相逆变器单元、三相交流异步牵引电机组成；控制系统主要由单片机控制电路、光纤板及电源模块电路、驱动电路、液晶显示及给定操作模块组成；检测电路主要由电压传感器及检测模块、电流传感器及检测模块、温度传感器及检测模块、电机转速传感器及检测模块组成；充电回路输入侧有充电电阻；滤波支撑电容由2个10000 μ F/400V铝电解电容器并联组成。
[0018]矿用电机车交流变频调速器系统以牵引逆变器为核心，由铅酸蓄电池组提供直流电压，通过三相逆变器单元输出频率可调的三相交流电，驱动两台三相交流异步牵引电机，司控台发出启动或停止命令，转速档位切换或者多段速给定，检测电路处理和检测交流输出电流，输入直流电压，散热器温度，电机实际转速，并把相关状态信息送给牵引逆变器处理，计算出牵引逆变器每个开关管的导通时间，输出三相SVPWM波，经过驱动电路，驱动IGBT开关管。IGBT的额定电压为600V，额定电流为600Α，型号为FF600R06ME3。
[0019]实施例二:
[0020]一种矿用电机车交流变频调速器，包括主电路、控制系统、检测电路三个组成部分，主电路主要由架空线直流电压源、充电回路、滤波支撑电容、三相逆变器单元、三相交流异步牵引电机组成；控制系统主要由单片机控制电路、光纤板及电源模块电路、驱动电路、液晶显示及给定操作模块组成；检测电路主要由电压传感器及检测模块、电流传感器及检测模块、温度传感器及检测模块、电机转速传感器及检测模块组成；充电回路输入侧有充电电阻；滤波支撑电容由8个10000 μ F/400V铝电解电容器2串4并组成。
[0021]矿用电机车交流变频调速器系统以牵引逆变器为核心，由架空线直流电压源提供直流电压，通过三相逆变器单元输出频率可调的三相交流电，驱动两台三相交流异步牵引电机，司控台发出启动或停止命令，转速档位切换或者多段速给定，检测电路处理和检测交流输出电流，输入直流电压，散热器温度，电机实际转速，并把相关状态信息送给牵引逆变器处理，计算出牵引逆变器每个开关管的导通时间，输出三相SVPWM波，经过驱动电路，驱动IGBT开关管。IGBT的额定电压为1200V，额定电流为600A，型号为FF600R06ME3。
[0022]本发明的有益效果是寿命长，耐高温，温升较低，工作稳定可靠，主要器件IGBT不易损坏，功耗小。
[0023]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种矿用电机车交流变频调速器，包括主电路、控制系统、检测电路三个组成部分，其特征在于，所述主电路主要由直流电压源、充电回路、滤波支撑电容、三相逆变器单元、三相交流异步牵引电机组成；所述控制系统主要由单片机控制电路、光纤板及电源模块电路、驱动电路、液晶显示及给定操作模块组成；所述检测电路主要由电压传感器及检测模块、电流传感器及检测模块、温度传感器及检测模块、电机转速传感器及检测模块组成；所述的充电回路输入侧有充电电阻。
2.根据权利要求1所述的矿用电机车交流变频调速器，其特征在于，所述直流电压源是铅酸蓄电池组，所述的滤波支撑电容由2个10000 μ F/400V铝电解电容器并联组成。
3.根据权利要求1所述的矿用电机车交流变频调速器，其特征在于，所述直流电压源是架空线直流电压源，所述的滤波支撑电容由8个10000 μ F/400V铝电解电容器2串4并组成。
4.一种权利要求2所述的矿用电机车交流变频调速器的控制方法，其特征在于，由直流电压源提供直流电压，通过三相逆变器单元输出频率可调的三相交流电，驱动两台三相交流异步牵引电机，司控台发出启动或停止命令，转速档位切换或者多段速给定，检测电路处理和检测交流输出电流，输入直流电压，散热器温度，电机实际转速，并把相关状态信息送给牵引逆变器处理，计算出牵引逆变器每个开关管的导通时间，输出三相SVPWM波，经过驱动电路，驱动IGBT开关管。
5.根据权利要求4所述的矿用电机车交流变频调速器的控制方法，其特征在于，所述的IGBT的额定电压为600V，额定电流为600Α，型号为FF600R06ME3。
6.一种权利要求3所述的矿用电机车交流变频调速器的控制方法，其特征在于，由直流电压源提供直流电压，通过三相逆变器单元输出频率可调的三相交流电，驱动两台三相交流异步牵引电机，司控台发出启动或停止命令，转速档位切换或者多段速给定，检测电路处理和检测交流输出电流，输入直流电压，散热器温度，电机实际转速，并把相关状态信息送给牵引逆变器处理，计算出牵引逆变器每个开关管的导通时间，输出三相SVPWM波，经过驱动电路，驱动IGBT开关管。
7.根据权利要求6所述的矿用电机车交流变频调速器的控制方法，其特征在于，所述的IGBT的额定电压为1200V，额定电流为600Α，型号为FF600R06ME3。
【文档编号】H02P27/06GK103973199SQ201410213799
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】邓永红, 黄成玉, 张全柱, 马红梅 申请人:华北科技学院