[发明专利]矿用新型磷酸铁锂开关磁阻电机车管控系统

说明书

技术领域

本发明涉及矿用电机车控制系统。

背景技术

矿用电机车是煤矿工业的重要运输工具，并且在煤矿中使用的数量越来越多，目前应用在电机车中的常用直流电机包括有刷直流电机、无刷直流电机、交流电机三种。有刷直流电机的缺点是：需进行定期的维护，更换换向环，成本高且非常不便。无刷直流电机的缺点是：需用电力电子器件检测和控制电流方向的改变，电路结构较复杂。交流电机的缺点是：需将电池组提供的直流电进行逆变，控制比较复杂，而且采用的逆变结构必然消耗电能，降低了电池的效率。而且，采用的动力电池均采用铅酸电池，铅酸电池的循环寿命差，体积大重量沉，铅和硫酸都污染环境，充电周期长，且成本在逐年增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关磁阻电机车管控系统，具有控制精度高，设备使用寿命长的优势。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

开关磁阻电机车管控系统，包括与隔爆插销分别连接的电池组管理装置、开关磁阻电机车控制装置和充电机；

开关磁阻电机车控制装置，包括斩波控制器、光电给定器、电源变换模块、三个霍尔电流传感器、六个绝缘栅双极型晶体管、充电电容、一个直流接触器、电机A相绕组接线端、电机B相绕组接线端、电机C相绕组接线端及两条通路；光电给定器、电压变换模块分别与斩波控制器连接，六个绝缘栅双极型晶体管的栅极分别与斩波控制器连接，六个绝缘栅双极型晶体管分别连接在两条通路之间，各集电极与第一通路连接，各发射极与第二通路连接；电机A相绕组接线端连接在第一绝缘栅双极型晶体管的发射极和第二绝缘栅双极型晶体管的集电极之间，电机B相绕组接线端连接在第三绝缘栅双极型晶体管的发射极和第四绝缘栅双极型晶体管的集电极之间，电机C相绕组接线端连接在第五绝缘栅双极型晶体管的发射极和第六绝缘栅双极型晶体管的集电极之间；第一霍尔电流传感器一端与第二绝缘栅双极型晶体管的发射极连接，另一端连接斩波控制器，第二霍尔电流传感器一端与第四绝缘栅双极型晶体管的发射极连接，另一端连接斩波控制器，第三霍尔电流传感器一端与第六绝缘栅双极型晶体管的发射极连接，另一端连接斩波控制器；直流接触器的线圈接在两条通路之间，直流接触器的常开触点设置在第一通路上，充电电容与第一通路连接。

进一步，所述电池组管理装置，包括电池管理处理器、显示器、熄弧接触器、磷酸铁锂电池组，电池管理处理器与显示器连接，熄弧接触器的线圈与电池管理处理器连接；磷酸铁锂电池组由N节磷酸铁锂电池串联后形成一条支路后，再将M条同样的支路并联而成，磷酸铁锂电池组连接熄弧接触器的常开触点后，与隔爆插销连接，每节磷酸铁锂电池配有电池控制板，电池控制板上集成电压检测电路、温度检测电路、电压均衡电路，各电池控制板通过总线串联后，与电池管理处理器连接，每条磷酸铁锂电池串联支路上连接有绝缘栅极双极型晶体管，每节磷酸铁锂电池的两端均有两条包含CMOS管的通路，处在同一条磷酸铁锂电池串联支路上的包含CMOS管的通路的末端相连接。

本发明的有益效果：

开关磁阻电机无需采用接触器进行绕组电流方向的切换，节省了控制装置内接触器的数量，接触器可防止外部电池组反接，反接时控制装置内无电压，同时也为回馈电路提供通路。

采用模块化结构设计，隔爆插销可以和动力电源直接相连，霍尔电流传感器和光电给定器线性度高，稳定性好，性能可靠。在煤矿瓦斯浓度高的环境中，系统能自动断电保护，防止爆炸发生，符合煤矿安全规程要求。

具备完善的保护功能，包括浪涌、缺相、过流、过压、欠压、超温、短路等，发生故障后，由斩波控制器自动采取调节措施，采用闭环控制系统，当三个霍尔电流传感器检测到电机过流后，斩波控制器将封锁绝缘栅双极型晶体管斩波输出，从而保护了开关磁阻电机和绝缘栅双极型晶体管，减少了电器设备的故障率，

附图说明

图1是开关磁阻电机车控制装置的电路图。

图2是电池组管理装置的电路图。

图3是一条磷酸铁锂电池串联支路的电路图。

图4是开关磁阻电机的结构与控制示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图4对本发明进行详细说明：

开关磁阻电机车管控系统，包括与隔爆插销分别连接的电池组管理装置、开关磁阻电机车控制装置和充电机。