专利名称：再生制动的直流电机斩波调速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电车用直流电机调速装置，特别是一种用于牵引城市轻轨、无轨、有轨电车和牵引矿山、工厂电力机车的再生制动的直流电机斩波调速器。
背景技术：
目前，用于牵引城市轻轨、无轨、有轨电车和牵引矿山、工厂电力机车的直流电机调速装置种类较多，但是现有直流电机调速装置受其电路结构限制，只有能耗制动，没有再生制动功能，造成能源的很大浪费。
本实用新型人曾根据传统直流电机调速装置存在的成本高、故障多、维护难，且制动效果不稳定等问题，相继设计出节能型直流电机斩波调速器(专利号为02274322.7)和安全可靠的直流电机斩波调速器(专利号为03211522.9)。
前者是将其主回路中开关元件的十几个元件，用一个绝缘栅式双极晶体管模块M(系德国西门子公司生产，简称IGBT)来替代，以达到控制电机转速的目的；该电路中采用二极管D4作为模块M开通时调节制动电阻上电流的通路，电机的发电能量在R1、R2上消耗掉，产生制动转矩，使电机及车辆减速。但是，该电路有一个严重的安全隐患即当二极管D4损坏短路时，在牵引状态下，K1闭合时电流会通过滤波电感L0、电枢绕组MQ、二极管D1、激磁绕组FQ、二极管D2、电阻R2、二极管D4形成通路，使车辆失控(俗称窜车)，这对于安全运行是十分危险的。
后者是在采用模块M作为开关元件的主回路中的C端与串接二极管D2的能耗电路的B段之间，连接接触器Z2。由于采用接触器Z2作为模块M开通时调节制动电阻上电流的通路，取代二极管D4，在牵引状态下Z2始终是断开的，所以该装置具有结构简单，消除窜车隐患，有效增加车辆运行安全可靠性的优点。
该装置的工作原理是电机转速与电机端电压成正比，与激磁磁场成反比，利用直流调速系统调节电机的端电压，将线网电压斩切成一系列脉冲电压加在电机上，通过改变脉冲宽度和频率，就可改变电机上电压的平均值，从而达到调速的目的。
如图2所示，安全可靠的直流电机斩波调速器的具体实施方式
是电机启动时，开关K1吸合，接触器Z1、Z2断开，该装置处于牵引状态。模块M的控制极输入高电平，模块M开通，电机电枢绕组MQ、激磁绕组FQ有电流通过。当模块M控制极输入低电平，模块M关闭，电机电枢绕组MQ、激磁绕组FQ电流中断。通过轮流给模块M控制极输入高电平或低电平，使模块M处于导通或关闭状态，令电机两端的平均电压变化，达到控制电机转速的目的。
刹车能耗制动时，开关K1断开，接触器Z1、Z2闭合，电机此时在动能的作用下旋转，进入发电状态，发出的电经电枢绕组MQ+、滤波电感L0、接触器Z1、激磁绕组FQ、二极管D2、电阻R2、R1流回到电机电枢绕组MQ-，电机的发电能量在电阻R1、R2上消耗掉，产生制动转矩，达到使电机及车辆减速的目的。当需要加大制动力时，需将电阻R2上并联一个电子开关-模块M。模块M开通时，电流经模块M从A点流到B点，相当于将R2短路，这时制动电流会增大很多，通过控制模块M导通和关断的时间就达到了控制制动平均电流的目的。该电路有一个缺点，电制动时车辆的动能最终变成了热能，在制动电阻R1、R2消耗掉。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种再生制动的直流电机斩波调速器，它是在现有技术的结构基础上改进的，其结构分布更加合理，制动时将车辆的动能转化为电能存储起来或供正在行驶的电车使用。
本实用新型的目的是这样实现的该装置包括串励电机主回路、发电电路，其技术要点是所述发电电路为再生制动发电电路，主回路中的C端与再生制动发电电路中的转换接触器QZ1和QF1的公共端通过接触器Z相接。
所述再生制动发电电路由制动接触器Z、转换接触器QF1或QZ1、QF2或QZ2及与其连接的电枢绕组MQ、激磁绕组FQ，二极管D1和电源构成。
由于本实用新型是在安全可靠的直流电机斩波调速器的结构基础上改进的，它取消了能耗制动电阻，通过制动时将制动接触器Z接地，使电机的再生制动发电能量送回到电源，产生制动转矩，同时把车辆的再生制动动能重新变成了电能，存储起来或供正在行驶的电车使用。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是本实用新型的一种具体结构示意图。
图2是现有技术的一种具体结构示意图。
具体实施方法根据图1-2详细说明本实用新型的具体结构。该装置是在现有安全可靠的直流电机斩波调速装置的结构基础上改进的，它包括串励电机主回路、再生制动发电电路等部份。其中串励电机主回路由开关K1、滤波电感L0、牵引接触器Q、通过转换接触器QZ1或QF1、QZ2或QF2连接的电机电枢绕组MQ、激磁绕组FQ、绝缘栅式双极晶体管模块M和电源组成。本实施例中以绝缘栅式双极晶体管模块M作为串励电机主回路的开关元件。所用绝缘栅式双极晶体管模块M也可采用其它具有相同功能的电子元件作为开关元件。再生制动发电电路由制动接触器Z、转换接触器QF1或QZ1、QF2或QZ2及与其连接的电枢绕组MQ、激磁绕组FQ，二极管D1和电源等构成的再生制动发电电路等。其中主回路中的C端与再生制动发电电路中的转换接触器QZ1和QF1的公共端通过接触器Z相接。
牵引状态下，开关K1闭合，制动接触器Z断开，电流通过滤波电感L0、牵引接触器Q、转换接触器QZ1或QF1、电枢绕组MQ、转换接触器QZ2或QF2、激磁绕组FQ、模块M形成回路。模块M导通时回路有电流，模块M关断时回路就没有电流，通过控制模块M导通和关断的时间，就可以达到控制平均电流的目的，也就是控制了电机两端的平均电压和车速。
刹车再生制动时，牵引接触器Q断开，制动接触器Z闭合，电机此时在动能的作用下旋转，进入发电状态。电枢绕组MQ产生的电一路经制动接触器Z、转换接触器QF1或QZ1、转换接触器QF2或QZ2、二极管D1、滤波电感L0、开关K1送回到电源，产生制动转矩，同时把车辆的动能重新变成了电能，实现了再生制动，达到使电机及车辆减速的目的。电枢绕组MQ产生的电流另一路流经激磁绕组FQ、模块M。当需要调节制动力时，需控制电子开关模块M，将其开通与关断的比例加大(俗称占空比)，这时激磁电流会增大很多，制动电流会增大很多，通过控制模块M导通和关断的时间就达到了控制制动平均电流的目的。同时大部分制动电流又流回到了电源。
权利要求1.一种再生制动的直流电机斩波调速器，包括串励电机主回路、发电电路，其特征在于所述发电电路为再生制动发电电路，主回路中的C端与再生制动发电电路中的转换接触器QZ1和QF1的公共端通过接触器Z相接。
专利摘要一种再生制动的直流电机斩波调速器，包括串励电机主回路、发电电路，其技术要点是所述发电电路为再生制动发电电路，主回路中的C端与再生制动发电电路中的转换接触器QZ1和QF1的公共端通过接触器Z相接。它是在现有技术的结构基础上改进的，其结构分布更加合理，制动时将车辆的动能转化为电能存储起来或供正在行驶的电车使用。
文档编号H02P7/18GK2730026SQ20042003217
公开日2005年9月28日 申请日期2004年6月22日 优先权日2004年6月22日
发明者付电明 申请人:沈阳新阳光机电科技有限公司