CN201165202Y

CN201165202Y - 矿用防爆型超级电容储能式牵引机车

Info

Publication number: CN201165202Y
Application number: CNU2008200319498U
Authority: CN
Inventors: 金光; 顾荣邦
Original assignee: JIANGSU JINCHI VEHICLE CO Ltd
Current assignee: JIANGSU JINCHI VEHICLE CO Ltd
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2018-03-04

Abstract

本实用新型涉及矿用防爆型超级电容储能式牵引机车。主要包括现有技术牵引车的机械传动装置、两台电力牵引电动机以及其它如操纵系统、制动装置、撒砂装置、悬架行走系统等部件，不同之处是电力牵引电动机的电力驱动源是选置电子编程控制系统、两套超级电容储能组件及其智能管理器、快速充电器、功率转换器、正、反向斩波控制器等组件的接插口装配组合而构成，是一种采用快速充电的超级电容储能装置为动力的、各组件均设置有隔爆外壳电力牵引机车。本实用新型符合国家相关规定的安全、防爆、节能减排、方便快捷、环保的要求，且电力驱动源件整体重量轻、功率大；其所使用的超大容量电容器组件储能效果明显、放电比高达95％以上，为牵引机车在矿山井下启动、制动、爬坡时提供了足够的冲击负荷电力。

Description

矿用防爆型超级电容储能式牵引机车

技术领域

本实用新型涉及矿山井下作业机械，具体涉及一种矿用防爆型超级电容储能式牵引机车。

背景技术

地下矿山运输牵引机车，是矿山采掘运输的主体设备。由于矿山井下作业环境中含有瓦斯(甲烷)、沼气、煤尘等易爆、易燃混合物，长期以来我国矿山大多采用“防爆型蓄电池电机车”和“架线式防爆电机车”作为井下运输的牵引车辆。但是“防爆型蓄电池电机车”所使用的铅酸蓄电池存在着体积与重量大、耗能与成本高、寿命短等缺陷；而“架线式防爆电机车”又存在着须建设变电站(所)，其架设线路复杂、工程难度大、人力物力投入多等不足之处，况且，在矿井下复杂的易燃、易爆环境中，该两种电机车的安全系数仍然较低。

发明内容：

本实用新型针对上述存在的问题，提出了一种矿用防爆型超级电容储能式牵引机车，目的在于达到国家涉及矿山的安全、防爆、节能减排等有关要求，有效地解决矿山、特别是煤矿的井下采掘运输条件，降低成本，提高整体经济效益。

本实用新型的技术解决方案

本实用新型主要包括现有技术牵引车的机械传动装置、两台电力牵引电动机以及其它如操纵系统、制动装置、撒砂装置、悬架行走系统等部件，不同之处是电力牵引电动机的电力源是选置电子编程控制系统、超级电容储能组件及其智能管理器、快速充电器、功率转换器、斩波控制器等组件的接插口装配组合而构成，其中超级电容储能组件为双套。斩波控制器选用正、反向斩波控制器。上述各组件均设有隔爆外壳。

本实用新型的有益效果

(一)本实用新型符合国家规定的矿山井下作业的安全环保、节能、减排要求，有效地解决了铅酸蓄电池电机车的体积与重量大、耗能与成本高、寿命短等缺陷和架线式防爆电机车因须建设变电站(所)线路复杂、安全隐患多、工程难度大等难题。以及产生污染而带来的环境卫生问题

(二)本实用新型采用主要由超大容量的电容器组构成的高比功率动力源为牵引机车提供动力，充分发挥了超大容量电容器组的功能，放电比高达95％以上，为牵引机车在矿山井下启动、制动、爬坡时提供了足够的冲击负荷电力。

(三)本实用新型采用斩波控制器作为控制开关，电路简单、操作平稳，是传统凸轮控制器的升级换代装置。

(四)本实用新型所使用的超级电容储能组件的重量仅相当于其它同容量电池重量的一半，而比功率却是铅酸电池的20倍，是锂镍电池的13倍。

(五)本实用新型所使用的超级电容储能组件，其充放电次数可高达数万次(而目前最好的其它电池的充放电次数不过千次)，因而相应降低了矿山井下牵引车的运营成本。

(六)本实用新型所使用的超级电容储能组件，只须在矿山井下设立固定线路充电站或采用原充电站(用于井口、井下装卸矿石、煤炭及其它货物时瞬间快速充电)方便快捷，其行驶和操作性能自如，可安全地完成矿山井下装载运输任务。

(七)本实用新型的电力源组件均增加了隔爆外壳，安全性能更好。

附图说明

附图1为本实用新型车体的外形结构示意图；

附图2为本实用新型的超级电容储能组件与其它各主要组件系统连接结构的示意框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型在保留了现有牵引车的机械和电气组件的基础上，将选置的两台超级电容储能器组件(以下简称电容器组件)设置在驾驶室1的后方，车轮2、电动机3、撒砂装置4等组件的上方。

如图2所示，本实用新型选置的超级电容储能组件，与选置的电子编程控制系统、及其智能管理器、快速充电器、功率转换器、斩波控制器(型号为SOR斩波控制器、IGBT斩波控制器)的接插口装配组合安装，确保了本牵引机车以强大的牵引动力，在矿井下易燃、易爆的复杂环境中安全地完成运输作业任务。所述的功率转换器设置于电子编程控制系统与电动机之间；两台电容器组件连接有对其电容量控制的智能管理器、快速充电器、功率转换器、斩波控制器，并通过智能管理器、功率转换器与电子编程控制系统相连。本实用新型的电容器组件通过整流桥和电源输入端相连，直流电源输出端通过斩波控制器连接制动装置并与电力牵引电动机电枢相连；快速充电器的直流电源输出端与电容器组件的阳极相连，并连接整流桥输出的直流电正极，且通过正向斩波器为电力牵引电动机提供动力；电力牵引电动机又通过制动装置、反向斩波器与电容器组件的阳极相连；电子编程控制系统与正向斩波器、反向斩波器、整流桥、快速充电器相连，主要控制整流桥、快速充电器内的元器件的导通与阻断，以及控制正向斩波器、反向斩波器的工作状态。当正向斩波器工作时，电力牵引电动机处于行驶工作状态；电力牵引电动机在制动状态时，便切换至反向斩波器。并根据运输工况要求引导牵引机车反向运行。

综上，本实用新型的工作时，牵引机车所采用的电容器组件，经过快速充电，为电力牵引电动机提供动力；当牵引机车正常运行时，只要还有富余的能量便会向电容器组件返电；当牵引车需要加速行驶或爬坡时，电容器组件就能释放电能(智能管理器可显示电容器组件充电容量、剩余电量、充电次数、低电容量及行驶里程等)，补充牵引机车需要的冲击能量；电子编程控制系统将操作指令及路况信息通过传感控制电力牵引电动机行驶或制动的运行状态；当牵引机车在装卸货物停车时，可通过电枢向电容器组件瞬间补充电能，以满足牵引机车始终处于可随时工作的状态。

Claims

1、矿用隔爆型超级电容储能式牵引机车，包括机械传动装置、两台电力牵引电动机以及其它操纵系统、制动装置、撒砂装置、悬架行走系统等部件，其特征在于：电力牵引电动机的电力驱动源是选置电子编程控制系统、超级电容储能组件及其智能管理器、快速充电器、功率转换器、斩波控制器等组件的接插口装配组合构成。

2、根据权利要求1所述的矿用隔爆型超级电容储能式牵引机车，其特征在于：所述的超级电容储能组件为两台。

3、根据权利要求1所述的矿用隔爆型超级电容储能式牵引机车，其特征在于：所述功率转换器设置在电子编程控制系统与电力牵引电动机之间。

4、根据权利要求1或2所述的矿用隔爆型超级电容储能式牵引机车，其特征在于：所述的超级容量电容器组件连接有其智能管理器、快速充电器、功率转换器、斩波控制器，并通过智能管理器、功率转换器与隔爆电子编程控制系统相连。

5、根据权利要求1所述的矿用隔爆型超级电容储能式牵引机车，其特征在于：所述的斩波控制器为正、反斩波控制器。

6、根据权利要求1所述的矿用隔爆型超级电容储能式牵引机车，其特征在于：所各组件均设有隔爆外壳。