[实用新型]一种煤矿用蓄电池电机车开关磁阻电机调速系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机调速系统，更具体地说是一种用于牵引煤矿蓄电池电机车的开关磁阻电机调速系统。

背景技术

蓄电池电机车是煤矿生产的重要运输工具之一，其调速性能影响煤矿企业的安全生产。目前，矿井使用的绝大多数蓄电池电机车，其牵引动力大都采用的是直流串激电机。由于蓄电池电机车要经常运行在变速状态，为了抑制起动时候的电流和改变运行速度，以往蓄电池电机车经常使用的控制策略是采用改变串联在电机电枢回路电阻的方法，进行电机车的起动和调速。这种调速方式存在很多弊端，如调速是有级的，起动不够平稳；有大量的电能浪费在电阻上；蓄电池充电频繁，不仅浪费电能和时间，而且电池容易损坏，缩短了电池使用寿命。而且煤矿工作条件恶劣，加上直流电动机结构本身的特点，导致蓄电池电机车要经常进行维护，不能保障煤矿的连续安全生产。

发明内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于开关磁阻电机的煤矿蓄电池电机车调速系统，该调速系统结构简单、效率高、功耗低，能够实现蓄电池电机车平稳起动，适用于蓄电池电机车频繁起停和正反向转换应用场合。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种煤矿用蓄电池电机车开关磁阻电机调速系统，包括有DSP控制模块、功率变换模块及其驱动模块，电机车通过SR电机驱动，SR电机的电源端连接功率变换模块的输出端，功率变换模块的输入端连接蓄电池组，其特征在于：所述DSP控制模块包括有DSP最小系统，DSP最小系统的信号输入端连接有电压检测电路、欠压保护电路、键盘电路、电源变换电路、位置检测电路、电流检测电路、过流保护电路的信号输出端，所述的电压检测电路的信号输入端与蓄电池组连接，欠压保护的信号输入端与电压检测电路的信号输出端连接，所述的位置检测电路、电流检测电路的信号输入端与SR电机连接，过流保护电路的信号输入端与电流检测电路的信号输出端连接，DSP最小系统的信号输出端与功率变换模块之间连接有功率变换模块的驱动模块，DSP最小系统的信号输出端还连接有显示电路。

所述的一种煤矿用蓄电池电机车开关磁阻电机调速系统，其特征在于：所述功率变换模块的拓扑结构为四对主开关器件IGBT组成的四相不对称半桥型电路，功率变换模块的驱动模块主要包括有IR2113芯片，每对主开关器件IGBT由一片IR2113芯片来驱动，来自DSP控制模块的PWM信号经光耦器件6N137光电隔离后控制IR2113芯片，四对主开关器件IGBT分别且独立控制开关磁阻电机的四相电流。

所述的一种煤矿用蓄电池电机车开关磁阻电机调速系统，其特征在于：所述DSP控制模块中的过流保护和欠压保护电路是在比较电路、与门逻辑电路和DSP中断的共同作用下完成保护功能的，当系统出现过流或电池欠压情况时，对应的比较电路输出低电平信号，此低电平信号通过与门逻辑电路向DSP申请中断，DSP利用中断程序及时禁止所有IR2113芯片驱动主开关器件IGBT，从而起到保护SR电机和蓄电池组的作用。

所述的一种煤矿用蓄电池电机车开关磁阻电机调速系统，其特征在于：所述DSP控制模块中的键盘电路由4个独立按键K2~K5组成，通过DSP的GPIO口来识别按键是否按下；所述DSP控制模块中的显示电路由液晶点阵SO12864-13A组成，通过DSP的GPIO口实现对SO12864-13A显示编程；通过K2~K5并结合SO12864-13A显示，完成系统参数设置以及故障查询功能。

所述的一种煤矿用蓄电池电机车开关磁阻电机调速系统，其特征在于：所述功率变换模块及其驱动模块和DSP控制模块是两块独立的电路板，两者之间通过插拔式接线端子相连。

与已有技术相比，本实用新型的优点与有益效果在于：

（1）本实用新型采用开关磁阻电机调速系统实现煤矿蓄电池电机车动力牵引，而开关磁阻电机的转子上没有任何型式的绕组，电机转子就不存在绕组损耗，因此效率高、功耗低；而定子只有几个集中绕组，因此电机结构简单，易维护。

（2）本实用新型采用开关磁阻电机调速系统实现煤矿蓄电池电机车动力牵引，而开关磁阻电机的转矩方向与绕组电流方向无关，即只需单方向绕组电流，只要控制功率变换电路中的主开关器件IGBT的开通、关断角度，即可改变电机的工作状态，因此控制方式简单、可靠。同时在功率变换上采用四对IGBT分别控制电机四相电流，四相电流控制电路之间相互独立，互不干扰，因此系统具有较高的运行可靠性和容错能力。