CN1070373A - 矿用电力机车v-mos调速控制器 - Google Patents
矿用电力机车v-mos调速控制器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1070373A CN1070373A CN 91109052 CN91109052A CN1070373A CN 1070373 A CN1070373 A CN 1070373A CN 91109052 CN91109052 CN 91109052 CN 91109052 A CN91109052 A CN 91109052A CN 1070373 A CN1070373 A CN 1070373A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- mos
- input end
- connects
- setting controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 101150068246 V-MOS gene Proteins 0.000 title claims abstract description 34
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005065 mining Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明涉及一种矿用电力机车调速控制器，包括
供电电源、斩波器电路、输出滤波指示电路，电机正反
转控制电路，其特征在于斩波器电路由V-MOS高
频斩波电路、PWM脉宽调节电路、高速驱动电路组
成，供电电源和高频斩波器之间有一个手动转换开
关，转换开关的各输入端分别接不同的供电电源，滤
波电路的输出端接有调速、充电转换开关。该调整控
制器较之电阻式、晶闸管式控制装置具有高效节能、
无级调速以及能适应不同供电电源等优点。
Description
本发明涉及一种电力机车功率场效应管（V-MOS）调速控制器，适用于矿用蓄电池机车、架线电力机车的调速控制。
目前矿用电力机车和蓄电池机车的调速控制装置，基本上采用电阻式调速装置，这种装置在起动和调速过程中耗电大，电效率低，转换时易产生火花，触头损坏严重，影响机车运行，並且不能进行无级调速。最近出现的晶闸管斩波调速装置，虽然克服了电阻式调速装置上述缺陷，但由于晶闸管开关速度慢，导通后具有自锁特性，因此晶闸管调速装置存在着下列缺点：（1）工作频率低于2KHZ，节能不够显著，响应速度较慢，限流特性差，特别是低速时电流连续性差;（2）关断晶体管用的换相电容器、换相电感体积大、重量重，换相电感损耗大，（3）晶闸管元件抗干扰能力差，工作中难免出现失控。
本发明目的旨在提供一种高效节能、无级调速、体积小，既能适用于蓄电池机车、架线电力机车单电源调速控制，又能实现蓄电池和架线电力机车多电源共用的调速控制器。
本发明采用的技术方案，用V-MOS功率管构成高频斩波器;並在此基础上增设转速调节、充电转换电路和供电电源转换装置。由于V-MOS管是高频元件，作为斩波器的核心，改变其控制极脉冲的占空比，即可改变斩波器输出电压，达到无级调速目的，而且具有很高斩波频率（高达50KHZ），使得滤波元件的体积、重量远低
于晶闸管电路中的滤波元件，从而减少整机体积损耗。增设的转速调节、充电转换电路能使控制器在正常运行时处于调速工作状态，机车停止运行时转入由架线电源通过V-MOS斩波器向蓄电池充电，增设的供电电源转换装置能使该调速控制器能适应不同的供电电源。
本发明的详细技术内容由实施例及其附图给以进一步说明。
图1是实施例矿用电力机车调速控制器的电路框图。
图2是实施例电原理图。
由图1，实施例的工作流程电路包括供电电源转换电路，抗干扰、抗冲击电路、V-MOS高频斩波电路、输出滤波指示电路、调速、充电转换电路、电机正反转控制电路（至负载直流电动机）。
供电电源转换装置实际上是一个手动转换开关XK1，该手动转换开关XK1串接在供电电源和高频斩波器输入端之间。转换开关的各输入端分别接不同的供电电源，实施例为二种电源。
抗干扰、抗冲击电路是为防止该控制装置和外电路工作相互干扰而设置的，由电感LD、电容C1和压敏电阻MYL1组成，设置在高频斩波器输入端与供电电源之间。
V-MOS高频斩波（器）电路是调速控制装置的核心电路，由V-MOS功率管组成，视机车电动机功率可由若干数量V-MOS管并接，本实施例采用50只（图中V1-V50）并接，V-MOS功率管的源极与供电电源（或通过抗干扰、抗冲击电路接供电电源）连接，控制极与高速驱动电路的输出端连接，漏极接输出滤波电路的输入端。控制送入控制极的脉冲占空比，即可调压，实现无级调速。
输出滤波指示电路由电感L1、电容C3、C4组成，图2中，二极管VD1、VD2为高频续流二极管，确保低速电流的连续，减
少电流波动和电机铁芯的损耗，提高了机械特性，电流表A、电压表V用于指示输出直流电压、电流。
调速、充电转换电路是一个调速、充电转换开关XK2，该开关接在滤波电路的输出端，其常闭触头接电机正反转控制电路的输入端，常开触头接供电电源蓄电池充电端。正常运行时把开关拨至调速位置，停车转入充电位置，由550V电源通过V-MOS斩波器向90-140V的蓄电池充电。
图2中，时基集成电路N4（NE555）、三极管V101和场效应管V102，V-MOS功率管V103和V104组成三级互补推挽电路。由于多级整形放大，内阻小，脉冲波形接近于理想的方波，大大减少高频开关开通和关断损耗，并有较强的带负载能力。电阻R3-R10为偏置电阻、限流电阻，R12-R61为克服场效应管并联产生振荡的电阻，VD3和C10、C11组成隔离电源，防止触发脉冲干扰主振荡及控制电路。三级互补推挽电路作为V-MOS高频斩波电路的高速驱动电路，其输出端接V-MOS功率管（V1-V50）的控制极。
专用集成电路N3（W1524）、电阻R64、电容C15和电位器W1组成PWM脉宽调节电路，电阻R64接W1524的第6脚，电容C15接第7脚，电位器W1中心抽头接输入端第2脚，W1524的输出端第12、13脚（即脉宽调节电路的输出端）接时基集成电路Nx 4的输入端第2、6脚（即高速驱动的输入端）。为防止V-MOS功率管（V1-V50）出现异常温度时而损坏，实施例在W1524的输出端与时基集成电路NE555的输入端之间设置温控开关Kt，温控开关Kt贴近在V-MOS功率管（V1-V50）的散热板上。当功率管出现异常温度时，温控开关Kt断开，
切断脉冲输出电路，达到保护作用。电容C19-C21为滤波电容，电阻R71-R74为偏置电阻。R64、C15与W1524组成振荡电路，改变RC数值，可以改变高频斩波器的工作频率。当W1抽头位置上升时，输到W1524第2脚的电位上升，经放大输出脉宽增大，从而提高转速式电流。
取样电阻FL和运算放大器N2组成限流检测电路，其中，取样电阻FL接在V-MOS高频斩波器电路输出端与输出滤波电路的输入端之间，取样电阻上的电压信号输入到运算放大器N2的输入端，经放大，控制PWM脉宽调节电路。
当高频斩波器输出电流（M点）超过额定值时，经N2-1、N2-2放大，使PWM专用电路的控制端（第9脚电位降低，从而使脉冲变窄，限制了过载电流，限流值由调速限流电位器W调节，电位器W3并联在放大器N2-2的反相输入端和输出端上。
由于架线电源（550V）和蓄电池电压相差较大，对于同规格直流电动机，架线电源供电时最大脉宽应远小于蓄电池供电的脉宽，为此，在脉宽调节电路中设置一个继电器J1，其电磁线圈并接在高频斩波电路输入端。当架线电源供电时J1吸合，常闭触头断开，使电位器W1最大输出电压下降，从而限制了最大脉宽。
K1-K8和手动转换开关组成电机正反转控制电路。K1、K3、K5、K7接通时为正转;K2、K4、K6、K9接通时为反转。
为了使蓄电池工作在最佳充电位置，在限流比较器N2-1反相输入端与限流电位器W2之间并接继电器J2，其电磁线圈并接在调速充电转换开关的调速触头上。
集成电路N1（NE555）、高频变压器B1、V-MOS管V111组成辅助电源逆变电路，产生较稳定的高频电压。三极管V110和稳定管V113及其外围元件组成稳压电源，以提供高稳定、高平直的直流工作电源。
R1、C2及压敏电阻MYL2组成过压保护电路，保护高频斩波电路中的V-MOS功率管。
综上所述，本矿用电力机车V-MOS调速控制器具有以下优点：（1）采用V-MOS和PWM组成高频斩波器，工作频率高达50KHZ、体积小、噪声低、电效率高，（2）采用PWM脉宽调节电路，集控制、调节、保护为一体，简化电路结构，提高电性能，（3）采用三极互补推挽驱动电路，对控制信号进行整形、放大，使主功率管触发脉冲前后沿徒直，高频开关损耗减少，（4）适应电源广，不同供电源源采用公共调速器，在有架线电源地段采用架线电源供电，在无架线电源（例如防爆）地段采用蓄电池供电。这种供电方式，电阻式调速器、晶闸管调速器均无法实现，（5）脉宽调节电路PWM既可用于调速也可用于充电电流调节，简化了充电的方法。因此，本调速控制器是一种实用性较强的矿用电力机车的调速控制装置。
Claims (10)
1、一种矿用电力机车调速控制器，包括供电电源、斩波器电路、输出滤波指示电路、电机正反转控制电路，其特征在于斩波器电路由V-MOS高频斩波电路、PWM脉宽调节电路、高速驱动电路组成，V-MOS高频斩波电路由V-MOS功率管组成，其源极与供电电源连接，控制极与高速驱动电路的输出端连接，漏极接输出滤波电路的输入端。
2、根据权利要求1所述的矿用电力机车调速控制器，其特征在于供电电源和高频斩波器之间有一个手动转换开关XK1，转换开关的各输入端分别接不同的供电电源。
3、根据权利要求1或2所述的矿用电力机车调速控制器，其特征在于滤波电路的输出端接有调速、充电转换开关XK2，其常闭触头接电机正反转控制电路的输入端，常开触头接供电电源蓄电池的充电端。
4、根据权利要求1或2所述的矿用电力机车调速控制器，其特征在于调速驱动电路是一个三级互补推挽电路，由时基集成电路N4、三极管V101和场效应管V102、V-MOS功率管V103和V104组成，三极管互补推挽电路的输出端接V-MOS高频斩波电路的V-MOS功率管的控制极。
5、根据权利要求3所述的矿用电力机车调速控制器，其特征在于高速驱动电路是一个三级互补推挽电路，由时基集成电路N4、三极管V101和场效应管V102、V-MOS功率管V103和V104组成，三级互补推挽电路的输出端接V-MOS高频斩波电路的V-MOS功率管的控制极。
6、根据权利要求1或2所述的矿用电力机车调速控制器，其特征在于PWM脉宽调节电路由专用集成电路W1524、电阻R64、电容C15和电位器W1组成，电阻R64接W1524的第6脚，电容C15接第7脚，电位器W1中心抽头接输入端第2脚，脉宽调节电路的输出端接高速驱动电路的输入端。
7、根据权利要求3所述的矿用电力机车调速控制器，其特征在于PWM脉宽调节电路由专用集成电路W1524、电阻R64、电容C15和电位器W1组成，电阻R64接W1524的第6脚，电容C15接第7脚，电位器W1中心抽头接输入端第2脚，脉宽调节电路的输出端接高速驱动电路的输入端。
8、根据权利要求6所述的矿用电力机车调速控制器，其特征在于PWM脉宽调节电路设置继电器J1，其电磁线圈并接在高频斩波电路的输入端。
9、根据权利要求1所述的矿用电力机车调速控制器，其特征在于V-MOS高频斩波器电路输出端与输出滤波电路的输入端之间接有取样电阻FL，取样电阻上的电压信号输入到运算放大器N2的输入端。
10、根据权利要求6所述的矿用电力机车车调速控制器，其特征在于PWM脉宽调节电路的输出端和高速驱动电路的输入端之间设置温控开关Kt贴近在V-MOS功率管的散热板上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 91109052 CN1070373A (zh) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 矿用电力机车v-mos调速控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 91109052 CN1070373A (zh) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 矿用电力机车v-mos调速控制器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1070373A true CN1070373A (zh) | 1993-03-31 |
Family
ID=4909613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 91109052 Pending CN1070373A (zh) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 矿用电力机车v-mos调速控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1070373A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104779891A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-07-15 | 成都颉隆科技有限公司 | 一种基于场效应管共源极放大电路的节能型电机控制系统 |
-
1991
- 1991-09-13 CN CN 91109052 patent/CN1070373A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104779891A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-07-15 | 成都颉隆科技有限公司 | 一种基于场效应管共源极放大电路的节能型电机控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1070763A (en) | Ac inverter with constant power output | |
| CN204205599U (zh) | 一种电子式馈线有载调压装置 | |
| WO2007033599A1 (fr) | Dispositif d'abonne intelligent et economiseur d'energie de compensation automatique de la puissance reactive | |
| CN103346708B (zh) | 电动机分级变频重载软起动与谐波滤波一体化方法 | |
| US7173832B2 (en) | Multifunction power convertor | |
| CN1086256C (zh) | 有源和无源构成的综合电力滤波装置 | |
| CN103296687A (zh) | 一种高效智能复式电压补偿节电器 | |
| CN1122967A (zh) | 单相和多相非零基础电子调压电路及其应用 | |
| CN108879982B (zh) | 双稳态原边恒流磁感应耦合无线充电装置及其使用方法 | |
| CN1070373A (zh) | 矿用电力机车v-mos调速控制器 | |
| CN2096775U (zh) | 采用mosfet的高效大功率开关电源 | |
| CN2106107U (zh) | 矿用电力机车v-mos调速控制器 | |
| CN105978355B (zh) | 一种电动汽车车载dc/dc装置 | |
| CN201674458U (zh) | 高频斩波及逆变串极调速装置 | |
| CN1121751C (zh) | 自励式晶闸管电流型斩波器 | |
| CN208904890U (zh) | 一种超导磁体电源电路 | |
| CN209562835U (zh) | 一种大功率宽频串联谐振电源 | |
| CN207245910U (zh) | 一种通用汽油机逆向启动模块电路 | |
| CN208401551U (zh) | 一种智能电网中央节能保护装置 | |
| CN111843117A (zh) | 一种用于焊机的多电压输入转换控制电路及装置 | |
| CN111555301A (zh) | 智能有源滤波器及无功电力移相器 | |
| CN214036219U (zh) | 一种交流风机控制电路及油烟机 | |
| CN2139715Y (zh) | 调频式稳压(流)节能电源控制装置 | |
| CN2481049Y (zh) | 自励式晶闸管电流型斩波器 | |
| CN2195175Y (zh) | 开关型调压控流变频感应加热装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |