蓄电池式矿用电机车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种蓄电池式矿用电机车，包括车体、司控装置及调速装置；所述调速装置包括蓄电池式直流电源、、换向电路、用于控制电机电流的IGBT模块、用于检测所述电机电流的霍尔电流传感器、与该霍尔电流传感器相连的用于控制所述IGBT模块的PLC。本电机车采用IGBT为主要功率元件，解决了传统的电阻调速和可控硅调速的缺陷，具有电路先进、控制简单、启动力矩大、调速平稳、模块化设计、结构新颖、操作简单、可靠性高、节能、维修简便、费用低等特点；能对斩波电路的导通比进行有效控制，有效提高了机车运行速度及其工作效率；采用霍尔电流传感器控制驱动电路电源的接通和机车的速度，提高机车的安全性与稳定性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机车
，具体是一种蓄电池式矿用电机车。
技术介绍
上世纪60年代前，矿用防爆特殊型蓄电池电机车采用的是电阻有级调速控制技术.电阻调速起动冲击大、耗电量大，采用机械制动，反应迟缓、操作笨拙、机械磨损大，维修频繁、维修费用高，停产误工时间长。为保证防爆电机车安全性和可靠性，国家矿用产品安全标志中心2010年6月发布公告，明确规定，8t以上的防爆电机车不得使用电阻调速方式。80年代，可控硅控制技术引入机车调速控制，后发展至90年代的IGBT调速技术。 比之电阻调速，技术上有了很大的进步，起动相对平稳，无级调速，牵引力有提高，故障率低，但仍存在可靠性差、维修难度大，机械制动、反应迟缓、操作笨拙等缺陷。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种可靠性强、操作简单、安全性能较好的蓄电池式矿用电机车。为解决上述技术问题，本技术提供一种蓄电池式矿用电机车，包括蓄电池式直流电源1、与蓄电池式直流电源1相连的用于控制矿用电机车的电机换向的换向电路2、 与换向电路2的电流输出端相连的用于控制电机电流的IGBT模块3、用于检测所述电机电流大小的霍尔电流传感器In、与该霍尔电流传感器^相连的用于控制所述IGBT模块3的 PLC5。所述IGBT模块3的电流输入端和电流输出端之间设有用于控制所述电机全速运转的全速控制开关SK2。所述PLC5连接有用于控制所述电机转速的调速电路7。所述司控装置包括调速手柄、换向手柄、照明灯开关旋转钮；所述调速手柄和换向手柄间有机械互锁装置。所述电机包括一对电机，换向电路包括用于控制电机的正、反转的接触器和制动电阻；所述制动电阻由开关控制。上述方案还可包括与蓄电池式直流电源相连的灯控电路；所述灯控电路包括两个指示灯组、旋转司控开关和喇叭电路；所述旋转司控开关包括前灯，后灯和零三个挡位；所述旋转司控开关的前灯挡电连接第一指示灯组，所述旋转司控开关的后灯挡位电连接第二指示灯组，所述旋转司控开关的零挡位空接。本技术具有的技术效果(1)本技术采用了闭环控制的调速系统和隔离门极功率晶体管IGBT为主要功率元件，使用智能逻辑电路控制驱动系统，从根本上解决了传统的电阻调速和可控硅调速的缺陷，具有电路先进、控制简单、启动力矩大、调速平稳、模块化设计、结构新颖、操作简单、可靠性高、节能、维修简便、费用低等特点，无弧通断等优点，是针对国内蓄电池式工矿电机车最先进的调速装置，即可与新机车配套使用，也可以对旧机车进行改装。(2)本技术中，所述IGBT模块解决了电阻调速和可控硅调速的缺陷，且IGBT 斩波调速与电阻调速相比具有更好的节能效果。IGBT模块采用极低导通压降的IGBT功率元件，再配合具体的优化电路，可比传统的电阻调速节能30%以上。(3)本技术中，采用PLC经霍尔电流传感器h检测电机电流，并通过PWM信号对IGBT模块进行控制，能对各IGBT功率元件的导通比进行有效控制，可将导通比控制在 5%至95%，有效提高机车运行速度及其工作效率。另外，该种结构采用霍尔电流传感器控制驱动电路电源的接通和机车转速，提高了机车的安全性与稳定性。(4)本技术中，所述司控装置包括调速手柄、换向手柄、照明灯开关旋转钮； 所述调速手柄和换向手柄间有机械互锁装置。该种结构能够实现调速和换向间的互锁，结构新颖，易于操作，集换向、调速、制动为一体，且可采用无级调速技术，使机车启动、运行平稳，提高了机车的安全性。附图说明为了使本技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中图1是本技术的操作面板的结构示意图；图2是本技术的蓄电池式矿用电机车中调速装置的电路框图；图3是图2所示的蓄电池式矿用电机车中调速装置的电气原理图。具体实施方式以下结合附图1-3对本技术进行详细说明见图1-3，本实施例的蓄电池式矿用电机车，包括车体和设置在车体上的司控装置及调速装置；其特征在于所述调速装置包括蓄电池式直流电源1、与蓄电池式直流电源1 相连的用于控制矿用电机车的电机换向的换向电路2、与换向电路2的电流输出端相连的用于控制电机电流的IGBT模块3、用于检测所述电机电流大小的霍尔电流传感器In、与该霍尔电流传感器h相连的用于控制所述IGBT模块3的PLC5。所述IGBT模块3的电流输入端和电流输出端之间设有用于控制所述电机全速运转的全速控制开关SK2。所述PLC5连接有用于控制所述电机转速的调速电路7。蓄电池式直流电源1通过控制开关SKl与换向电路2的电流输入端相连。IGBT模块3包括第一 IGBT电路VTl和第二 IGBT电路VT2。本实施例的蓄电池式矿用电机车还包括与蓄电池式直流电源1相连的灯控电路； 所述灯控电路包括两个指示灯组、旋转司控开关K和喇叭电路；所述旋转司控开关K包括前灯，后灯和0三个挡位；所述旋转司控开关K的前灯挡电连接第一指示灯组，所述旋转司控开关K的后灯挡位电连接第二指示灯组，所述旋转司控开关K的0挡位空接。蓄电池式直流电源1包括蓄电池、防反充电二极管D4、储能电容Cl和滤波电容 C2。本实施例中，所述电机包括一对电机Ml和M2，换向电路2包括用于控制电机Ml、 M2的正、反转的接触器kl、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8和制动电阻RZ ；所述制动电阻RZ由开关SK3控制。见图1，本实施例的蓄电池式矿用电机车还包括司控装置6 ；所述司控装置6包括 调速手柄61、换向手柄62、照明灯开关旋转钮64 ；所述调速手柄61和换向手柄62间有机械互锁装置63。所述调速电路7由所述调速手柄61实现调速控制。换向电路2由换向手柄62实现换向控制。本实施例的蓄电池式矿用电机车的工作原理如下(1)、合上自动开关QF，主电源接通，同时稳压电源电路开始工作，调速箱工作回路得电。O)、操作换向手柄“向前”或“向后”，电机电路接通；换向手柄有三个挡切换位， “0”位为断开状态、“向前”时接通KU K3、K5、K7 ；“向后”时接通K2、K4、K6、K8 ；改变电机旋转方向，实现机车前进、后退和停车。(3)、操作手柄控制SKI、SK2，控制主电路电源接通、全压运行，同时控制霍尔电流传感器h，控制驱动电路电源的接通和机车的调速。本调速系统采用IGBT高压大功率开关器件，控制方式为定频调宽(PWM方式)；IGBT是由场效应管与大功率晶体管相结合的全控功率开关元件，其开关频率高；当栅极施加+15V电压时器件导通，导通时压降为2V左右， 当栅极施加0至-15V电压时器件关断；由于IGBT工作开关状态，导通关断时损耗很小，所以调速状态下节能效果显著，可以保证保证99%以下的电能用于电机；IGBT串联在“串激式”牵引电动机电路内，当IGBT中第一 IGBT电路(VTl)或第二 IGBT电路(VT2)导通时，电机电流线性上升；IGBT关断时，电流线性下降；由于开关频率高OKHz)，实际机车的电流等效为直流电流，通过IGBT的导通、关断时间比值(即调节比α = Ton/T)，即可改变电机两端的电压平均值，从而改变电机的转速、实现机车调速目的；调速器的各种保护功能如软起动、欠压、过压、恒流、短路保护等亦能通过调节IGBT的导通、关断时间的比值来本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种蓄电池式矿用电机车，包括车体和设置在车体上的司控装置（６）及调速装置；其特征在于：所述调速装置包括蓄电池式直流电源（１）、与蓄电池式直流电源（１）相连的用于控制矿用电机车的电机换向的换向电路（２）、与换向电路（２）的电流输出端相连的用于控制电机电流的ＩＧＢＴ模块（３）、用于检测所述电机电流大小的霍尔电流传感器（Ｉｎ）、与该霍尔电流传感器（Ｉｎ）相连的用于控制所述ＩＧＢＴ模块（３）的ＰＬＣ（５）。

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池式矿用电机车，包括车体和设置在车体上的司控装置(6)及调速装置； 其特征在于所述调速装置包括蓄电池式直流电源(1)、与蓄电池式直流电源(1)相连的用于控制矿用电机车的电机换向的换向电路O)、与换向电路O)的电流输出端相连的用于控制电机电流的IGBT模块(3)、用于检测所述电机电流大小的霍尔电流传感器an)、与该霍尔电流传感器(In)相连的用于控制所述IGBT模块(3)的PLC(5)。2.根据权利要求1所述的蓄电池式矿用电机车，其特征在于所述司控装置(6)包括 调速手柄(61)、换向手柄(62)、照明灯开关旋转钮(64)；所述调速手柄(61)和换向手柄 (62)间有机械互锁装置(63)。3.根据权利要求1所述的蓄电池式矿用电机车，其特征在于还包括与蓄电池式直流电源(1)相连的灯控电路；所述灯控电路包括两个指示灯组、旋转司控开...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑巨灿，郑建，王仁浒，张四胜，刘艳军，
申请(专利权)人：巨大矿业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33