[实用新型]架线式工矿变频调速电机车的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电机车技术领域，具体涉及一种架线式工矿变频调速电机车的控制系统。

背景技术

电机车是煤矿生产和隧道施工的主要运输设备。其驱动系统为直流牵引电动机，通过二级或一级齿轮减速装置将转矩传递给车轮。直流牵引电动机以串励的形式工作，通过电阻调速凸轮控制器或直流斩波控制器来控制电动机，从而实现电机车的启动、运行等控制，制动采用的是机械制动的方式。

电阻调速凸轮控制调速方式系带电阻起动、运行，耗电量大；有级调速，齿轮冲击大；触头磨损大、易烧蚀，故障率高，可靠性能安全性能低下，危及安全生产；维修频繁，维修费用高，停产误工时间长。鉴于此，国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局2011年1月发布通知，规定7t以上电阻调速架线式工矿电机车2年后禁止使用。

直流斩波控制调速方式比之电阻调速凸轮控制调速方式，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，但驱动电动机采用的仍是直流牵引电动机。直流牵引电动机虽然有很好的牵引特性，但其换向器、电枢结构复杂、制造工艺复杂、成本高；需经常更换电刷，故障率高，维修成本高、使用寿命短；其体积大，不利于整机部置。

这两种调速方式均采用机械制动，即通过手轮转动丝杠或气制动方式带动连杆机构，通过增加制动块和车轮之间的接触压力而产生摩擦力来阻止机车运行。直流斩波控制调速方式虽有电气能耗制动，但制动力很弱，使用高耗能电阻，且不能实现能耗再生。这种机械制动方式安全系数低，反应迟缓，操作笨拙，制动效果差；机械磨损大，闸瓦使用寿命很短，更换频繁；在长距离下坡运行过程中，为了满足制动距离的要求，常需往轨道上撒砂来增大摩擦力，使用很不方便；易产生高温，不适合在爆炸性环境中使用；在紧急制动时会使车轮抱死造成脱轨事故。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种起动力矩大、无级调速、电气制动效果好、反映迅速、可靠性好、安全系数高、节约能源的架线式工矿变频调速电机车的控制系统。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种架线式工矿变频调速电机车的控制系统，包括交流牵引电动机、转差频率矢量控制牵引变频调速系统和制动系统；所述制动系统包括电气制动、空气制动和手制动三种制动系统；所述电气制动包括电气再生制动，电阻制动，零制动，以及用于在电气再生制动、电阻制动和零制动方式之间进行转换的智能转换控制模块。

上述方案中，转差频率矢量控制牵引变频调速系统采用可编程DSP微处理器作为主控单元。

上述方案中，转差频率矢量控制牵引变频调速系统包括变频器。

本实用新型具有起动力矩大、无级调速、电气制动效果好、反映迅速、可靠性好、安全系数高、节约能源的优点。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

(实施例1)

图1为本实用新型的一种结构示意图，显示了本实用新型的一种具体实施方式。

本实施例是一种架线式工矿变频调速电机车的控制系统，，见图1所示，包括交流牵引电动机、转差频率矢量控制牵引变频调速系统和制动系统；所述制动系统包括电气制动、空气制动和手制动三种制动系统；所述电气制动包括电气再生制动，电阻制动，零制动，以及用于在电气再生制动、电阻制动和零制动方式之间进行转换的智能转换控制模块。转差频率矢量控制牵引变频调速系统采用可编程DSP微处理器作为主控单元以及变频器。

本实施例采用转差频率矢量控制牵引变频调速系统，充分发挥交流牵引电动机启动转矩大的特点，相比以往的电气调速，电机车运动具有平稳性，节能性、舒适性等特点，调速性能、起动性能、制动性能极佳。该系统具有正反牵引和制动功能，恒速控制，控制系统采用DSP作为主控单元，实现系统电流和速度双闭环控制。变频调速系统电路结构简单，牵引、制动转换容易，起动加速和制动减速平稳，避免了齿轮冲击，延长了齿轮使用寿命。变频调速系统的向前、向后、起动、牵引、惰行、电气再生制动等整个电路均为无触点控制，不存在触头磨损，免维护。

本实施例为全速度段无级调速控制方式，电机车车速全由调速手柄控制，按设定的速度运行，即使在下坡，也按设定的速度运行，不存在惯性，减速时间可设定，一般在5～8s。可设定最高车速限制，避免飞车事故。