[发明专利]矿用新型磷酸铁锂双电机斩波调速电机车管控系统

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

矿用电机车在煤矿中使用的数量越来越多，现有技术中大功率的电机车一般配有双电机，这种双电机有2组动力电池，通过2台电机和2组电池的串并联组合来实现起动和调速，具体地：先将2组电池并联，2台电机串联；然后将2组电池并联，2台电机并联；再将2组电池串联，2台电机并联。这种电机车的缺点是：尽管控制系统比较简单，但是在减速齿轮变速比一定的条件下，速度不能实现无级调节，使用有时不便，而且动力电池有2组，串并联使用却很难对之进行电池管理，电池性能得不到最佳发挥，材料上仍采用铅酸电池，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，当电动机工作在制动状态下，不能将电动机本身所具有的机械能转化为动力电池的电能，从而达到延长动力电池的使用时间的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双电机斩波调速电机车管控系统，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：

双电机斩波调速电机车管控系统，包括与隔爆插销分别连接的电池组管理装置、双电机电机车斩波调速控制装置和充电机；

双电机电机车斩波调速控制装置，包括斩波控制器、光电给定器、电源变换模块、两个霍尔电流传感器、三个绝缘栅双极型晶体管、充电电容、五个直流接触器、两个电机电枢绕组、两个电机励磁绕组及两条通路；光电给定器、电压变换模块分别与斩波控制器连接，第一直流接触器的线圈、第二直流接触器的线圈、第三直流接触器的线圈、第四直流接触器的线圈分别与斩波控制器连接，第五直流接触器的线圈连接在两条通路之间，第五直流接触器的常开触点连接在第一通路上；三个绝缘栅双极型晶体管的栅极分别与斩波控制器连接；第一直流接触器的常开触点和常闭触点串联，第二直流接触器的常开触点和常闭触点串联，常开触点和常闭触点的公共端连接第一电机励磁绕组，第一直流接触器的常开触点和第二直流接触器的常开触点相接后，连接第一电机电枢绕组，之后连接第一绝缘栅双极型晶体管的发射极，第一绝缘栅双极型晶体管的集电极连接第一通路，第一直流接触器的常闭触点和第二直流接触器的常闭触点相接后，连接第二通路；第三直流接触器的常开触点和常闭触点串联，第四直流接触器的常开触点和常闭触点串联，常开触点和常闭触点的公共端连接第二电机励磁绕组，第三直流接触器的常开触点和第四直流接触器的常开触点相接后，连接第二电机电枢绕组，之后连接第二绝缘栅双极型晶体管的发射极，第二绝缘栅双极型晶体管的集电极连接第一通路，第三直流接触器的常闭触点和第四直流接触器的常闭触点相接后，连接第二通路；第三绝缘栅双极型晶体管的集电极与第一、第二绝缘栅双极型晶体管的发射极连接，第一霍尔电流传感器一端与第一直流接触器的常闭触点、第二直流接触器的常闭触点的公共端点连接，另一端连接斩波控制器，第二霍尔电流传感器一端与第三直流接触器的常闭触点、第四直流接触器的常闭触点的公共端点连接，另一端连接斩波控制器，充电电容与第一通路连接。

进一步，所述第一通路上设置有主控与副控互锁切换开关。

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：

每台电机的电枢绕组和励磁绕组是串联的，2台电机之间是并联的，进而实现起动特性软，小电流力矩大，2台电机负荷自动均衡的特性。

在下坡运动时，直流双电机电机车可工作在制动状态，2台电机为并联发电机，第三绝缘栅双极型晶体管导通形成制动通路，第三绝缘栅双极型晶体管断开给磷酸铁锂电池组充电，延长了电池组的使用寿命。

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。

附图说明

图1是双电机电机车斩波调速控制装置的电路图。

图2是电池组管理装置的电路图。