CN202602590U - 具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器，至少包括用于控制调速的主控板、用于实现变流功能的主电路、用于操作机车的操作面板、用于显示机车运行参数和/或故障代码的显示屏；所述主电路连接于外部蓄电池和鼠笼式电机之间、还连接到所述主控板，所述操作面板电性连接于主控板，所述显示屏电性连接处理器；还包括用于检测、反馈鼠笼式电机转速的速度传感器，所述速度传感器连接于主控板；所述主电路包括功率开关器件为IGBT器件的三相桥式电路、触发电路、滤波电路；所述主控板至少包括DSP处理器、接口电路。本实用新型提高了机车的安全性、可靠性，以及运行的平稳性,而且具有能量回馈功能，有良好的节能效果。

Description

具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器

技术领域

本实用新型涉及一种变频调速器，特别是应用于矿业的隔爆型蓄电池机车的变频调速器。

背景技术

随着电力电子技术和运输工具的发展，各种矿用的蓄电池机车也成为矿上运输的重要工具，其速度、稳定及节能等各方面性能都是衡量其自身实用性的主要指标。以5T或8T隔爆型蓄电池电机车为例，这两种电机车一直采用电阻调速装置，在调速过程中会有15%～30%的电能损耗在电枢回路串联的电阻上，由于该控制器靠动、静触头的分断、闭合来实现电机车的起动、调速、前进和后退，启动电流冲击大，进而造成机车牵引力波动引起机械冲击,大量的能耗通过电阻以热能散失掉，能量利用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器，应用于以鼠笼式电机作为牵引电机的矿用蓄电池机车，提高机车的能量利用率、安全性、可靠性，以及运行的平稳性。

本实用新型的技术方案是：一种具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器，至少包括用于控制调速的主控板、用于实现变流功能的主电路、用于操作机车的操作面板、用于显示机车运行参数和/或故障代码的显示屏；所述主电路接于外部蓄电池和鼠笼式电机之间、还连接到所述主控板，所述操作面板电性连接于主控板，所述显示屏电性连接处理器；还包括用于检测、反馈鼠笼式电机转速的速度传感器，所述速度传感器连接于主控板；所述主电路包括三相桥式电路、触发电路、滤波电路，所述触发电路与三相桥式电路连接，所述滤波电路并联在三相桥式电路的直流母线上。

所述主控板至少包括处理器、接口电路，所述接口电路与处理器连接、并提供外部的输入/输出接口；所述处理器为DSP处理器件。

所述三相桥式电路的功率开关器件为IGBT器件。

本实用新型通过用变频器控制鼠笼式电机驱动电源的频率和电压，进而实现对电机的速度调节。具体的，操作面板发出指令，通过主控板上的接口电路处理后输入到处理器，处理器将相应的指令识别后即通过触发电路控制三相桥式电路的输出，从而实现机车的调速。逆变电路的输出频率连续可调,从而使机车低速运行能力强，起动平稳；速度传感器实时检测鼠笼式电机的转速大小，并通接口电路将检测到的电机转速值输入到处理器的转速检测值单元，处理器通过比较转速检测值单元和预设的同步转速值单元，当转速检测值大于同步转速值时，鼠笼式电机处于再生制动状态，即鼠笼式电机成为发电机，处理器通过触发电路控制三相桥式电路逆向工作，起整流电路的作用，鼠笼式电机发出的交流电经过三相桥式电路整流、滤波电路滤波变成平直的直流电向蓄电池充电，从而起到节能的目的。更好的，三相桥式电路采用大功率IGBT作为开关器件，能量利用率高，具有很好的节能效果，且可以大大提高机车的安全性及可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型所述主电路的结构示意图；

图3是本实用新型所述主控板的结构示意图

图中：10-主控板、11-处理器、12-接口电路、20-操作面板、30-主电路、31-三相桥式电路、32-触发电路、33-滤波电路、40-速度传感器，50-显示屏，100-变频调速器，200-鼠笼式电机、蓄电池-300。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1，本实用新型提供了一种具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器100，其主要应用于以鼠笼式电机200作为牵引电机的矿用蓄电池机车，变频调速器100可以调节鼠笼式电机200的输入电源的频率来调节其运行速度，每辆机车设置有两台具有速度传感器的隔爆型变频调速器100。所述变频调速器100包括：处理器11，用于实现变频调速器100的整体调速控制，其可以进行编码/译码指令、编程逻辑控制等。具体应用中，该处理器11优先采用DSP处理器，通过接口电路12接收控制板20的操作指令，对主电路30控制调节，从而实现对鼠笼式电机200的控制调速；操作面板20，用于发送调节指令，该控制板20电性连接于主控板10，是用户直接操作进而实现控制的部件。其可以发出调速、调向及头灯开关控制等指令，所述指令经处理器11编码或译码后控制主电路30调速；主电路30内部包括三相桥式电路31、触发电路32、滤波电路33，其外部连接机车内安装的蓄电池300，还连接到主控板10，蓄电池300提供的电力由主控板10控制通过主电路30完成DC/AC变换，提供给受控的交流电驱动鼠笼式电机200。

如图2、图3，速度传感器40实时检测鼠笼式电机200的转速，并通接口电路12将检测到的电机转速值反馈到处理器11的转速检测值单元、处理器11通过比较转速检测值单元和预设的同步转速值单元，当转速检测值大于同步转速值时，鼠笼式电机200处于再生制动状态，即鼠笼式电机200成为发电机，处理器11通过触发电路32控制三相桥式电路31逆向工作，起整流电路的作用，即鼠笼式电机200发出的交流电经过三相桥式电路31整流、滤波电路33滤波变成平直的直流电向蓄电池300充电，从而起到节能的目的。

优选的，三相桥式电路31的功率开关采用大功率IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)器件，处理器11通过触发电路32对该开关器件进行控制，通过对功率开关通断时间的控制实现调速，能量利用率高，具有很好的节能效果，且可以大大提高机车的安全性及可靠性。

本实用新型的一实施例中，具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器100还有一显示屏50，并且电性连接于主控板10。显示屏50可以显示变频调速器100所在机车的运行参数和/或故障代码。机车的运行参数具体包括：电源电压、电机电流基波有效值、机车运行速度。如果电源电压过低，显示屏50显示的电源电压参数会闪烁报警，借此能让用户及时发现出现的问题。

综上所述，本实用新型通过用变频器控制鼠笼式电机的电源频率，进而实现对电机的速度调节。具体的，变频调速器主要通过处理器来实现指令的交互，借由操作面板发送指令，处理器将相应的指令识别后即三相桥式电路的输出，实现对鼠笼式电机的调速；三相桥式电路的输出频率连续可调,从而使机车低速运行能力强，起动平稳。当鼠笼式电机处于再生制动状态时，三相桥式电路转为整流工作状态，将鼠笼式电机发电产生的交流电转变为直流电为蓄电池充电，具有很好的节能效果。更好的，三相桥式电路选用大功率IGBT作为开关器件，能量利用率高，且可以大大提高机车的安全性及可靠性。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器，至少包括：用于控制调速的主控板（10）、用于实现变流功能的主电路（30）、用于操作机车的操作面板（20）、用于显示机车运行参数和/或故障代码的显示屏（50）；所述主电路（30）接于外部蓄电池（300）和鼠笼式电机（200）之间、还连接到所述主控板(10)，所述操作面板（20）电性连接于主控板（10），所述显示屏（50）电性连接处理器（10），其特征在于：还包括用于检测、反馈鼠笼式电机（200）转速的速度传感器（40），所述速度传感器（40）连接于主控板（10）；所述主电路（30）包括三相桥式电路（31）、触发电路（32）、滤波电路（33），所述触发电路（32）与三相桥式电路（31）连接，所述滤波电路（33）并联在三相桥式电路（31）的直流母线上。

2.根据权利要求1所述的具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器，其特征在于：所述主控板（10）至少包括处理器（11）、接口电路（12），所述接口电路（12）与处理器（11）连接、并提供外部的输入/输出接口；所述处理器（11）为DSP处理器。

3.根据权利要求2所述的具有能量回馈功能的隔爆型变频调速器，其特征在于：所述三相桥式电路（31）的功率开关器件为IGBT器件。

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