专利名称：直流电力机车斩波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用在1500V直流电力机车上的斩波调速装置，特别涉及 一种直流电力机车斩波器。
背景技术：
目前，直流电力机车上的1500V直流电机驱动控制，一般都采用切换电阻调速控 制，即通过调节电枢串电阻值大小方式控制电机两端电压来达到控制机车的速度，存在能 量损耗大、采用有级调速控制精度低、元件多、故障率高等问题。
发明内容本实用新型克服了上述存在的缺陷，目的是为解决以往电力机车能耗大、有级调 速故障率高的问题，还可节省电能15% - 20%，提供一种直流电力机车斩波器。本实用新型直流电力机车斩波器内容简述本实用新型直流电力机车斩波器，其特征在于是由司控器、PLC可编程控制器、 RS485通讯总线、单片机、光纤、光纤转换模块、IGCT集成门极换流晶间管、续流二极管、平 波电抗器、直流电机、并行通讯线、液晶显示器、热管散热器、风扇和箱体组成，司控器连接 PLC可编程控制器，PLC可编程控制器通过RS485通讯总线连接单片机，单片机通过光纤、光 纤转换模块连接IGCT集成门极换流晶间管，单片机通过并行通讯线连接液晶显示器，IGCT 集成门极换流晶间管与平波电抗器的一端及续流二极管的一端连接，平波电抗器的另一端 与直流电机的一端连接，直流电机的另一端与续流二极管的另一端连接，IGCT集成门极换 流晶间管与续流二极管并排设置在热管散热器上，在热管散热器的下方设置风扇，热管散 热器和风扇安装固定在箱体内。本实用新型直流电力机车斩波器，具有结构简洁、设计合理、实用性强、智能化程 度高、节约能源的特点，实现直流电力机车无极调速，利于在需要调速直流电力机车的领域 大面积推广应用。
图1是直流电力机车斩波器结构示意图图2是直流电力机车斩波器箱体上部结构示意图图3是直流电力机车斩波器箱体下部结构示意图图4是直流电力机车斩波器箱体内部结构剖示图图中1是司控器、2是PLC可编程控制器、3是RS485通讯总线、4是单片机、5是光 纤、6是光纤转换模块、7是IGCT集成门极换流晶间管、8是续流二极管、9是平波电抗器、10 是直流电机、11是并行通讯线、12是液晶显示器、13是热管散热器、14是风扇、15是箱体。
具体实施方式
本实用新型直流电力机车斩波器是这样实现的，
以下结合附图作具体说明.见图 1，直流电力机车斩波器，是由司控器1、PLC可编程控制器2、RS485通讯总线3、单片机4、光纤5、光纤转换模块6、IGCT集成门极换流晶间管7、续流二极管8、平波电抗器9、直流电 机10、并行通讯线11、液晶显示器12、热管散热器13、风扇14和箱体15组成，司控器1连 接PLC可编程控制器2，PLC可编程控制器2通过RS485通讯总线3连接单片机4，单片机 4通过光纤5、光纤转换模块6连接IGCT集成门极换流晶间管7，单片机4通过并行通讯线 11连接液晶显示器12，IGCT集成门极换流晶闸管7与平波电抗器9的一端及续流二极管 8的一端连接，平波电抗器9的另一端与直流电机10的一端连接，直流电机10的另一端与 续流二极管8的另一端连接，IGCT集成门极换流晶间管7与续流二极管8并排设置在热管 散热器13上，在热管散热器13的下方设置风扇14，热管散热器13和风扇14安装固定在箱 体15内。将司控器1安装在直流电力机车司机室内，通过司控器1控制直流电力机车速度， 直流电力机车的加减、速及启动、停止都通过司控器实现，司控器1的信号送入PLC可编程 控制器2，PLC可编程控制器2通过RS485通讯总线3与单片机4交换信号，单片机经过运 算及判断通过光纤5和光纤转换模块6控制IGCT集成门极换流晶间管7的导通及关断，并 在直流电机10与串联的平波电抗器9两端并联续流二极管8防止电流断续，由于IGCT集 成门极换流晶闸管7的导通与关断时间不同，产生了不同平均电压值，作用于电机两端，从 而达到无极调节直流电力机的速度。与单片机4通过并行通讯线11连接液晶显示器12，用 于显示直流电力机车的实时速度、各个电机的电流及外部各信号状态。见图2 图4，IGCT集成门极换流晶闸管7与续流二极管8并排设置在热管散热 器13上，为了防止元件温度过高，并在热管散热器13下方设置风扇14以排走热量，热管散 热器13和风扇14共同设置在箱体15内。在机车架线上+1500V直流电源通过ABB公司集成门极换流晶闸管IGCT模块5SHX 19L6010和滤波电抗器接入电机，为了保持电流连续性，在滤波电抗器和电机两端加入ABB 续流二级管5SDF 08H6005。单片机通过配置的光纤和光电转换模块控制IGCT的门极触发， 以防止外部信号干扰。斩波控制模型及算法集成于单片机内。司控室内通过司机操作司控 器1把直流电力机车加、减速及启动、停止信号控制信号传入PLC可编程控制器2，PLC可编 程控制器2与单片机4通讯，通过单片机4内置的数学模型及运算方法，来控制IGCT集成门 极换流晶闸管7的导通时间，从而控制电机两端的平均电压，达到时控制直流电机的转速， 实现控制电机车的行驶速度。每个IGCT集成门极换流晶间管7的控制单元控制一台直流 电机。由于不同吨位的机车，直流电机数不同，所以采用不同数量的控制单元，如4个、6个、 8个等。为了解决IGCT集成门极换流晶闸管7及续流二极管8的散热问题，将其设置在热 管散热器13上，经过计算保证每个热管散热功率4KW以上，并在热管散热器13上设置风扇 14进一步解决散热问题。在司控室内设置液晶显示器12，并与单片机4通讯，用于显示电 机车的实时速度、每个电机的电流及外部各信号状态等。方便操作及检修人员解决及发现 问题。由于IGCT集成门极换流晶闸管7在不是全速运行时，是不断导通及关断的，所以能 节省部分能量，经过不同路况实测大约比原电阻调速方式能节能15% - 20%。本实用新型直流电力机车斩波器，结构简洁合理，实用性强，智能化程度高，节约 电能，实现直流电力机车无极调速，利于在需要调速直流电力机车的领域大面积推广应用。
权利要求1. 一种直流电力机车斩波器，其特征在于是由司控器(1)、PLC可编程控制器(2)、 RS485通讯总线(3)、单片机(4)、光纤(5)、光纤转换模块(6)、IGCT集成门极换流晶闸管 (7)、续流二极管(8)、平波电抗器(9)、直流电机(10)、并行通讯线(11)、液晶显示器(12)、 热管散热器(13)、风扇(14)和箱体(15)组成，司控器(1)连接PLC可编程控制器(2)，PLC 可编程控制器(2)通过RS485通讯总线(3)连接单片机(4)，单片机(4)通过光纤(5)、光纤 转换模块(6)连接IGCT集成门极换流晶闸管(7)，单片机(4)通过并行通讯线(11)连接液 晶显示器(12)，IGCT集成门极换流晶闸管(7)与平波电抗器(9)的一端及续流二极管(8) 的一端连接，平波电抗器(9)的另一端与直流电机(10)的一端连接，直流电机(10)的另一 端与续流二极管(8)的另一端连接，IGCT集成门极换流晶闸管(7)与续流二极管(8)并排 设置在热管散热器(13)上，在热管散热器(13)的下方设置风扇(14)，热管散热器(13)和风 扇(14)安装固定在箱体(15)内。
专利摘要本实用新型涉及一种直流电力机车斩波器，其特征在于司控器连接PLC可编程控制器，通过RS485通讯总线连接单片机，单片机通过光纤、光纤转换模块连接IGCT集成门极换流晶闸管,单片机连接液晶显示器，IGCT集成门极换流晶闸管与平波电抗器的一端及续流二极管的一端连接，平波电抗器的另一端与直流电机的一端连接，直流电机的另一端与续流二极管的另一端连接，IGCT集成门极换流晶闸管与续流二极管并排设置在热管散热器上，在热管散热器的下方设置风扇，热管散热器和风扇安装固定在箱体内。本实用新型具有结构简洁、设计合理、实用性强、智能化程度高、节约能源的特点，实现直流电力机车无极调速，利于在需要调速直流电力机车的领域大面积推广应用。
文档编号H02P7/285GK201918951SQ20112001425
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者刘红 申请人:鞍山市新维自动化设备有限公司