专利名称：一种蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于电机车调速装置。特别是涉及一种用于蓄电池电机车的隔爆型变频调速控制器。
背景技术：
目前，因变频器具有的独特功能，在电机车上使用变频调速已比较普遍，如湖南省湘潭市岳塘区书院路梅园村26栋3号的王湘发明的由湖南牵引电气有限公司于2007年7月25日申请实用新型专利的“一种隔爆型变频调速控制器”(专利号CN200720169902. 3，名称公开/公告号CN201113909)，它公开了该控制器包括功率元件，隔爆外壳，还包括散热金属板，功率元件安装到所述散热金属板上，散热金属板从内部与隔爆外壳紧密接触。所述 散热金属板可以为散热铝板，它主要是解决隔爆型变频调速控制器的散热问题，但仍可能存在机车运行不平稳电、上下坡道时难以实现匀速运行，且在下坡道时可能产生速度失控现象。
发明内容本实用新型的目的是提供一种性能可靠、结构简洁、维修方便的蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是它包括电容滤波单元、三相逆变单元、DTC控制单元及手动控制单元，直流电压经过电容滤波后，进入三相逆变单元及DTC控制单元，由DTC控制单元对三相逆变单元进行控制实现变频调速。所述三相逆变单元采用由IGBT组成的三相逆变桥路。所述DTC控制单元采用直接转矩控制技术制作而成的DTC控制板。所述DTC控制单元上设置有手动控制单元。本实用新型所述直接转矩控制DTC技术在基于电机启动期间建立精确的电机模型，即在首次启动电机时自动进行电机辨识励磁；在电机辨识励磁期间，电机在零速时励磁数秒钟以建立电机模型。DTC控制单元内的传动单元在弱磁范围以内按六角形模式控制，即电机磁通矢量采用六角形的磁通进行控制。采用直流励磁，即在电机启动前由传动单元自动给其励磁，该功能保证电机能具有高达300%电机额定转矩的最大启动转矩。采用直流抱闸实现制动功能，即可将电机定子锁定在零速，当速度给定和电机速度均降到预设和直流保持速度以下时，传动单元使电机停止并将直流注入电机；当速度给定再次超过直流保持速度时，传动单元重新开始正常工作。本实用新型所述蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器采用国际上最先进的直接转矩控制技术(DTC)，使交流电流达到和超过直流电机的启动转矩(最大转矩达300%)，满足电机车在低速时的最大启动牵引力。电机车运行强劲，平稳；具有坡道停车功能(不断电)；电机车不论轻载或重载、上下坡道时都能匀速运行，不会产生下坡道时速度失控(飞车)现象；变频器本身具有电机缺相、短路、过压、欠压、过热保护功能，并具有故障提示和显示功能；它性能可靠，结构简洁，维修方便。
图I是本实用新型的电气控制框图；图2是本实用新型的电气原理图；图3是图2中的RMIO板外部控制连接端子图；图4是九芯陶瓷接线端子接线图；·[0011]图5是接电源、电机端接线图；图6是本实用新型的主视图；图7是本实用新型的左视图；图8是本实用新型的俯视图；图9是接线端子外形结构示意图。
具体实施方式
本实用新型主要包括电容滤波单元、三相逆变单元、DTC控制单元及手动控制单元等四个单元组成，直流电压经过电容滤波后，直流电压经过电容滤波后，进入三相逆变单元及DTC控制单元，由DTC控制单元对三相逆变单元进行控制实现变频调速。所述三相逆变单元采用由IGBT组成的三相逆变桥路。所述DTC控制单元采用直接转矩控制技术制作而成的DTC控制板。所述DTC控制单元上设置有手动控制单元进入由IGBT组成的三相逆变单元及DTC控制单元，由DTC控制单元对IGBT三相逆变单元进行控制实现变频调速。参阅图I所示电气控制框图、图2所示电气原理图和图3所示RMIO板外部控制连接端子图。所述直接转矩控制(DTC)是基于在电机启动期间所建立的精确的电机模型。在首次启动电机时会自动进行电机辨识励磁；在电机辨识励磁期间，电机在零速时励磁数秒钟以建立电机模型。它通过采用直流励磁，即在电机启动前由传动单元自动给其励磁，该功能保证电机能具有高达300%电机额定转矩的最大启动转矩。它通过采用直流抱闸实现制动功能，即可将电机定子锁定在零速，当速度给定和电机速度均降到预设和直流保持速度以下时，传动单元使电机停止并将直流注入电机。当速度给定再次超过直流保持速度时，传动单元重新开始正常工作。它通过励磁优化后，当传动单元在额定负载以下运行时，磁通优化设计能降低总能耗和电机的噪声水平。依负载转矩和速度的不同，电机和传动单元的总效率可以提高1%到 10% O它输出恒定转矩以达到运行平稳的目的，典型的传动单元是以使电机磁通矢量按圆型旋转的模式来控制电机磁通的。但当在弱磁点之上操作时(弱磁点频率典型为50或60Hz)，不可能达到100%的输出电压，传动单元的峰值负载能力要低于全电压时的负载能力。如果选择六角形的磁通控制则在弱磁点以下，选择圆型磁通旋转模式；而在弱磁范围以内按六角形模式控制。当频率从弱磁点的100%增加到120%时，应用模式也逐渐改变，使用六角形磁通模式，能够达到最高电压输出，并且尖峰负载能力要比圆型旋转磁通模式时闻。[0023]它通过采用变频司控，在操作性能、安全性能、牵引性能及节能效果上均明显优于传统的司控。并具有如下保护功能I)可监控保护堵转保护负载保护电机缺相电机热保护2)预设故障保护过电流(I. 65 2. 17) Imax 过电压1.3Ulmax欠电压0. 65Ulmax短路它适用于2. 5T至18T全系列防爆特殊型蓄电池变频调速电机车，控制电机车启动、调速、前进、后退、制动等。且适用环境广，a.海拔不超过1200m，1200m以上降容使用，每升高IOOm额定输出减少1% ；b.周围空气温度_20°C +40°C ；c.最湿月的月平均最大相对湿度不大于95%，同月月平均最低温度不大于+25°C;d.相对于正常位置的倾斜度不大于10° ;e.相对于机车的垂直、横向和纵向具有频率f为f 50Hz的正弦振动，其振幅不大于A, A为A=25/f当 f■为 I IOHz 时；A=250/f2 当 f■为 10 50Hz 时。f.相对于电机车的纵向，具有加速度不大于30m/S2的冲击；g.在具有甲烷和煤尘爆炸性气体混合物的煤矿井下；k.无足以破坏绝缘和腐蚀金属的有害气体的环境中。本实用新型的变频器原理具有如下特性
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权利要求1.一种蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器，其特征在于它包括电容滤波单元、三相逆变单元、DTC控制单元及手动控制单元，直流电压经过电容滤波后，进入三相逆变单元及DTC控制单元，由DTC控制单元对三相逆变单元进行控制实现变频调速。
2.根据权利要求I所述蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器，其特征在于所述三相逆变单元采用由IGBT组成的三相逆变桥路。
3.根据权利要求I所述蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器，其特征在于所述DTC控制单元采用直接转矩控制技术制作而成的DTC控制板。
4.根据权利要求I所述蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器，其特征在于所述DTC控制单元上设置有手动控制单元。
5.根据权利要求I所述蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器，其特征在于DTC控制单元内的传动单元在弱磁范围以内按六角形模式控制，即电机磁通矢量采用六角形的磁通进行控制。
6.根据权利要求I或6所述蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器，其特征在于采用直流励磁，即在电机启动前由传动单元自动给其励磁，该功能保证电机能具有高达300%电机额定转矩的最大启动转矩。
7.根据权利要求I或6所述蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器，其特征在于采用直流抱闸实现制动功能，即可将电机定子锁定在零速，当速度给定和电机速度均降到预设和直流保持速度以下时，传动单元使电机停止并将直流注入电机；当速度给定再次超过直流保持速度时，传动单元重新开始正常工作。
专利摘要一种蓄电池电机车用隔爆型变频调速控制器，它属于一种变频器。它主要是解决现有电机车运行不平稳电、上下坡道时难以实现匀速运行，且在下坡道时可能产生速度失控现象等技术间题。其技术方案要点是它包括电容滤波单元、三相逆变单元、DTC控制单元及手动控制单元，直流电压经过电容滤波后，进入三相逆变单元及DTC控制单元，由DTC单元对三相逆变单元进行控制实现变频调速，所述三相逆变单元采用由IGBT组成的三相逆变桥路。它性能可靠，结构简洁，维修方便。
文档编号H02P23/03GK202798571SQ20122014897
公开日2013年3月13日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者周建华 申请人:湘潭创星电气有限公司