專利名稱：具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變頻調(diào)速器，特別是應(yīng)用于礦業(yè)的隔爆型蓄電池機(jī)車的變頻調(diào)速器。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)和運(yùn)輸工具的發(fā)展，各種礦用的蓄電池機(jī)車也成為礦上運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ?，其速度、穩(wěn)定及節(jié)能等各方面性能都是衡量其自身實(shí)用性的主要指標(biāo)。以5T或8T隔爆型蓄電池電機(jī)車為例，這兩種電機(jī)車一直采用電阻調(diào)速裝置，即在電源和牽引電動(dòng)機(jī)之間串聯(lián)可變電阻器，通過(guò)調(diào)整可變電阻值的大小來(lái)改變牽引電動(dòng)機(jī)的端電壓，以此達(dá)到調(diào)速的目的。在調(diào)速過(guò)程中會(huì)有15 % 30 %的電能損耗在電樞回路串聯(lián)的電阻上。由于該控制器靠動(dòng)、靜觸頭的分?jǐn)?、閉合來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)車的起動(dòng)、調(diào)速、前進(jìn)和后退，因此，啟動(dòng)電流沖 擊，進(jìn)而造成機(jī)車牽引力波動(dòng)引起機(jī)械沖擊，另外觸頭磨損、燒損嚴(yán)重，造成觸頭更換量大，維修成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，應(yīng)用于以鼠籠式電機(jī)作為牽引電機(jī)的礦用蓄電池機(jī)車，提高機(jī)車的安全性、可靠性，以及運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低維護(hù)成本。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，包括用于控制調(diào)速的處理器、用于發(fā)送調(diào)節(jié)指令的控制板、主電路、用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變電路，用于檢測(cè)、反饋機(jī)車速度的速度傳感器，其中所述控制板電性連接于所述處理器，主電路連接于外部電源和所述處理器之間，所述逆變電路連接于所述主電路和鼠籠式電機(jī)之間，所述逆變電路還連接于所述處理器，所述速度傳感器連接于所述處理器。所述主電路包括整流電路、濾波電路。所述逆變電路采用大功率IGBT作為開(kāi)關(guān)器件。所述變頻調(diào)速器還包括一個(gè)用于顯示所述機(jī)車運(yùn)行參數(shù)和/或故障代碼的顯示屏，所述顯示屏電性連接所述處理器。所述控制板上設(shè)有用于指示變頻調(diào)速器工作狀態(tài)的LED指示燈；用于調(diào)試所述控制板的測(cè)試孔；用于控制所述機(jī)車運(yùn)行速度和/或方向的操作部。所述操作部包括用于控制機(jī)車運(yùn)行方向的調(diào)向手柄；用于控制機(jī)車運(yùn)行速度的調(diào)速手柄；用于控制機(jī)車頭燈的燈源開(kāi)關(guān)。所述處理器為DSP處理器。本實(shí)用新型通過(guò)用變頻器控制鼠籠式電機(jī)的電源頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)。具體的，變頻調(diào)速器主要通過(guò)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)指令的交互，借由控制板發(fā)送指令，處理器將相應(yīng)的指令識(shí)別后即控制逆變電路的輸出，速度傳感器把檢測(cè)的機(jī)車速度實(shí)時(shí)反饋給處理器，進(jìn)一步調(diào)節(jié)逆變電路的輸出，將車速穩(wěn)定在給定值。逆變電路的輸出頻率連續(xù)可調(diào)，從而使機(jī)車低速運(yùn)行能力強(qiáng)，起動(dòng)平穩(wěn)。更好的，逆變電路采用大功率IGBT作為開(kāi)關(guān)器件，能量利用率高，具有很好的節(jié)能效果，且可以大大提高機(jī)車的安全性及可靠性。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例的操作部的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中10-處理器，20-控制板，21-指示燈，22-測(cè)試孔，23-操作部，30-主電路，40-逆變電路，50-顯示屏，100-變頻調(diào)速器，200-鼠籠式電機(jī)，231-調(diào)向手柄，232-調(diào) 速手柄，233-燈源開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1，本實(shí)用新型提供了一種具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器100，其主要應(yīng)用于以鼠籠式電機(jī)200作為牽引電機(jī)的礦用蓄電池機(jī)車，變頻調(diào)速器100可以調(diào)節(jié)鼠籠式電機(jī)200的輸入電源的頻率來(lái)調(diào)節(jié)其運(yùn)行速度，每輛機(jī)車設(shè)置有兩臺(tái)具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器100。所述變頻調(diào)速器100包括處理器10，用于實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速器100的整體調(diào)速控制，其可以進(jìn)行編碼/譯碼指令、編程邏輯控制等。具體應(yīng)用中，該處理器10優(yōu)先采用DSP處理器，其接收控制板20的操作指令，對(duì)主電路30和逆變電路40控制調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鼠籠式電機(jī)200的控制調(diào)速；控制板20，用于發(fā)送調(diào)節(jié)指令，該控制板20電性連接于處理器10，是用戶直接操作進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制的部件。其可以發(fā)出調(diào)速、調(diào)向及頭燈開(kāi)關(guān)控制等指令，所述指令經(jīng)處理器10編碼或譯碼后控制主電路30和逆變電路40實(shí)現(xiàn)調(diào)速；主電路30，內(nèi)部具有整流電路、濾波電路等，其外部連接機(jī)車內(nèi)安裝的蓄電池。蓄電池提供的電力經(jīng)主電路30對(duì)其相應(yīng)的變換后，受逆變電路40的控制作用于鼠籠式電機(jī)200 ;逆變電路40，用于接收處理器10的控制信號(hào)，對(duì)作用于鼠籠式電機(jī)200的電源進(jìn)行頻率控制，借此實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制；速度傳感器60，連接于處理器10，用于檢測(cè)機(jī)車的速度，并將速度數(shù)據(jù)傳送到處理器10，提供變頻調(diào)速器100的速度控制數(shù)據(jù)，通過(guò)加大或減小電機(jī)的牽引力，將車速穩(wěn)定在給定值。優(yōu)選的，逆變電路部分米用大功率IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)作為開(kāi)關(guān)器件，處理器10對(duì)該開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)功率開(kāi)關(guān)通斷時(shí)間的控制實(shí)現(xiàn)調(diào)速，能量利用率高，具有很好的節(jié)能效果，且可以大大提高機(jī)車的安全性及可靠性。本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器100還有一顯示屏50，并且電性連接于處理器10。顯示屏50可以顯示變頻調(diào)速器100所在機(jī)車的運(yùn)行參數(shù)和/或故障代碼。機(jī)車的運(yùn)行參數(shù)具體包括電源電壓、電機(jī)電流基波有效值、機(jī)車運(yùn)行速度。如果電源電壓過(guò)低，顯示屏50顯示的電源電壓參數(shù)會(huì)閃爍報(bào)警，借此能讓用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問(wèn)題。如圖2，是本實(shí)用新型的一實(shí)施例的控制板20的結(jié)構(gòu)示意圖，該控制板20包括LED指示燈21、測(cè)試孔22及操作部23。其中，LED指示燈21用于協(xié)助指示變頻調(diào)速器100的工作狀態(tài)及故障原因，使用戶能更快地了解變頻調(diào)速器100的工作狀態(tài)及故障原因，測(cè)試孔22用于測(cè)試部分相關(guān)參數(shù)，從而調(diào)試控制板20。操作部23主要用于控制機(jī)車的運(yùn)行速度和/或方向，其具體的結(jié)構(gòu)如圖3所示，該操作部23包括調(diào)向手柄231，用于控制機(jī)車的運(yùn)行方向。其具有“0”、“前”、“后”三個(gè)檔位，以變頻調(diào)速器100所在的司機(jī)室為參考方向，將調(diào)向手柄231箭頭指向“前”，機(jī)車將向前方行駛，將調(diào)向手柄231的箭頭指向“后”，機(jī)車將向后方行駛(相當(dāng)于倒車)，本實(shí)用新型的實(shí)施例中，從“ 0 ”位到“前”和“后”手柄的旋轉(zhuǎn)角度為60度，符合人機(jī)工程手動(dòng)調(diào)向的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度。調(diào)速手柄232，用于控制機(jī)車的運(yùn)行速度。其具有“O”、牽引給定區(qū)域和電制動(dòng)給定區(qū)域。牽引區(qū)域有I 7個(gè)檔位,為牽引狀態(tài)的速度給定。電制動(dòng)區(qū)域也有I 7個(gè)檔位，為電制動(dòng)狀態(tài)的制動(dòng)力給定。變頻調(diào)速器100根據(jù)級(jí)位的不同，同時(shí)給定牽引力和調(diào)速 器輸出頻率，逐級(jí)增加。本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，變頻調(diào)速器100的輸出頻率可調(diào)范圍為0 120Hz，額定工作頻率為54Hz，需要說(shuō)明的是，變頻調(diào)速器100的最高輸出頻率和額定工作頻率不限于此數(shù)據(jù)，其可以根據(jù)不同的用戶需求制定。變頻調(diào)速器100具有恒轉(zhuǎn)矩和恒功率兩種工作區(qū)域，頻率在0 額定頻率范圍內(nèi)牽引電機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩控制能力，頻率在額定頻率 最高頻率范圍內(nèi)牽引電機(jī)為恒功率控制能力。具體檔位的功能設(shè)置如下調(diào)速器的“I”位是用于起動(dòng)機(jī)車和列車裝載用，速度給定值2km/h。調(diào)速器的“4”位為額定車速位。調(diào)速器的“7”位為最高車速位。機(jī)車在高于額定車速后進(jìn)入恒功率牽引模式，隨著車速的增加，電機(jī)車的牽引力減小，對(duì)于不同的負(fù)載，車速可能無(wú)法達(dá)到最高車速，變頻調(diào)速器100將根據(jù)鼠籠式電機(jī)200電流的限制，將車速控制在鼠籠式電機(jī)200能夠達(dá)到的最高車速(該車速低于“7”位給定車速)。操作部23還設(shè)有燈源開(kāi)關(guān)233，用于控制機(jī)車頭燈的開(kāi)關(guān)，并控制點(diǎn)亮頭燈的方向。更好的，每輛機(jī)車的兩臺(tái)變頻調(diào)速器100之間有電氣互鎖功能，具體如下機(jī)車兩端變頻調(diào)速器100的調(diào)向手柄231都不在“0”位時(shí)，變頻調(diào)速器100不能得到司機(jī)指令，無(wú)法行車；一端變頻調(diào)速器100的調(diào)向手柄231處于“0”位，操作另一端變頻調(diào)速器100，司機(jī)指令才能到達(dá)處理器10，進(jìn)行行車控制。一端變頻調(diào)速器100處于行車控制有效狀態(tài)，如果操作另一端的變頻調(diào)速器100，司機(jī)指令馬上失效，變頻調(diào)速器100將無(wú)法控制機(jī)車。綜上所述，本實(shí)用新型通過(guò)用變頻器控制鼠籠式電機(jī)的電源頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)。具體的，變頻調(diào)速器主要通過(guò)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)指令的交互，借由控制板發(fā)送指令，處理器將相應(yīng)的指令識(shí)別后即控制逆變電路的輸出，速度傳感器把檢測(cè)的機(jī)車速度實(shí)時(shí)反饋給處理器，進(jìn)一步調(diào)節(jié)逆變電路的輸出，將車速穩(wěn)定在給定值。逆變電路的輸出頻率連續(xù)可調(diào)，從而使機(jī)車低速運(yùn)行能力強(qiáng)，起動(dòng)平穩(wěn)。更好的，逆變電路，其用大功率IGBT作為開(kāi)關(guān)器件，能量利用率高，具有很好的節(jié)能效果，且可以大大提高機(jī)車的安全性及可靠性。當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些
相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，包括用于控制調(diào)速的處理器(10)、用于發(fā)送調(diào)節(jié)指令的控制板(20)、主電路(30)、用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變電路(40)，用于檢測(cè)、反饋機(jī)車速度的速度傳感器(60)，其特征在干所述控制板(20)電性連接于所述處理器(10)，主電路(30)連接于外部電源和所述處理器(10)之間，所述逆變電路(40)連接于所述主電路(30)和鼠籠式電機(jī)(200)之間，所述逆變電路(40)還連接于所述處理器(10)，所述速度傳感器￠0)連接于所述處理器(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，其特征在于所述主電路(30)包括整流電路、濾波電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，其特征在于所述逆變電路(40)采用大功率IGBT作為開(kāi)關(guān)器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，其特征在于所述變頻調(diào)速器(100)還包括一個(gè)用于顯示所述機(jī)車運(yùn)行參數(shù)和/或故障代碼的顯示屏(50)，所述顯示屏(50)電性連接所述處理器(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，其特征在于所述控制板(20)上設(shè)有用于指示所述變頻調(diào)速器工作狀態(tài)的LED指示燈(21);用于調(diào)試所述控制板的測(cè)試孔(22);用于控制所述機(jī)車運(yùn)行速度和/或方向的操作部(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，其特征在于所述操作部(23)包括用于控制機(jī)車運(yùn)行方向的調(diào)向手柄(231);用于控制機(jī)車運(yùn)行速度的調(diào)速手柄(232);用于控制機(jī)車頭燈的燈源開(kāi)關(guān)(233)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，其特征在于所述處理器(10)為DSP處理器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種具有速度傳感器的隔爆型變頻調(diào)速器，應(yīng)用于以鼠籠式電機(jī)作為牽引電機(jī)的礦業(yè)用蓄電池機(jī)車，包括用于控制調(diào)速的處理器、用于發(fā)送調(diào)節(jié)指令的控制板、主電路、用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變電路，用于檢測(cè)、反饋機(jī)車速度的速度傳感器。其中所述控制板電性連接于所述處理器，主電路連接于外部電源和所述處理器之間，所述逆變電路連接于所述主電路和鼠籠式電機(jī)之間，所述逆變電路還連接于所述處理器，所述速度傳感器連接于所述處理器，所述主電路包括整流電路、濾波電路，所述逆變電路采用大功率IGBT作為開(kāi)關(guān)器件。本實(shí)用新型提高了機(jī)車的安全性、可靠性，以及運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低維護(hù)成本。
文檔編號(hào)B60L15/00GK202508090SQ201220188110
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者王家璐, 王遠(yuǎn)波, 鞠林叡 申請(qǐng)人:成都茂源科技有限公司