专利名称：窄轨电机车多功能保护控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种电机车控制器。
目前，在矿山中，窄轨电机车是一种主要运输设备之一。窄轨电机车采用直流串极电动机驱动。串极直流电动机空栽时将是转速很高，使电机损坏。现在实用的窄轨机车控制器对两台电动机由于电气性能上的差异造成的负荷分配不平衡无法调整，对电动机过栽、超速无法自动保护，控制器内各种电气元件寿命较短、维修大，控制器可靠性差，机车能耗大。
本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单、灵敏度高，可靠性高、保护功能全、节约电能、维修方便的窄轨电机多功能保护控制器。
本实用新型的技术方案为它由主电路和控制电路组成。主电路由快速熔断器(FU)、可逆控制开关(K)、绝缘栅型双极晶体管(IGBT1，IGBT2)及其保护元件组成。控制电路由电源电路、霍尔线性集成电路(UGN-3501M)为核心组成电机电流取样电路，霍尔集成电路(UGN-3000)为核心组成电机转速取样电路，带A/D转换器的单片机(PIC16C73B)，电机转速整定拨码盘，电机电流整定拨码盘，速度给定电路，单片机控制输出电路，绝缘栅型双极晶体管由厚膜驱动电路(EXB841)为核心组成的驱动电路，工作指示电路组成。其联接主电路中，快速熔断器(FU)与串极直流电机励磁绕组相联，再与可逆开关(K)相联，再与电机(1M，2M)相联；可逆开关(K)与霍尔电流取样一次电路相联，再与绝缘型晶体管(IGBT1)或(IGBT2)相联。控制电路的电源由快速熔断器(FU1)与主电路相联，电源电路为电流取样电路，转速取样电路，单片机(PIC16C73B)，拨码盘，绝缘栅型双极晶体管厚膜驱动电路(EXB841)为核心组成驱动电路提供电源。电流取样电路接单片机A/D端口(2、3)，速度给定电路接单片机A/D端口(4)，转速整定拨码盘与单片机的端口(11--14)相联，电流整定拨码盘与单片机的端口(21--28)相联，转速取样电路接入单片机的端口(15、16)，电机车应急运行控制电路接单片机A/D端口(5)，由单片机的端口(17、18)输出信号接驱动电路，驱动电路输出联接绝缘栅型双极晶体管的相关管脚。
本实用新型的主要优点电路结构简单、保护功能全、灵敏度高、可靠性高、维修方便、节约电能。
附图
为本实用新型窄轨电机车多功能保护控制器电路结构原理图。
该电路由主电路和控制电路组成，主电路由快速熔断器(FU)，可逆开关(K)，二极管(1D、2D)作续流保护，绝缘栅型双极晶体管(IGBT1、IGBT2)组成调压电路组成。控制电路由电源电路，电源取样电路，速度给定电路，转速取样电路，电机车应急运行控制电路，电机转速整定拨码盘，电机电流整定拨码盘，带A/D转换器的单片机(PIC16C73B)，绝缘栅型双极晶体管(IGBT1、IGBT2)驱动电路组成控制电路。图中(n1、n2)为由霍尔集成电路(UGN-3000)为核心组成电机转速取样电路的代号，(HL1或HL2)由霍尔线性集成电路(UGN-3501M)为核心组成电机(1M、2M)电流取样电路的代号。其联接是快速熔断器(FU)与后述电路串联，励磁绕阻与可逆开关(K)触点串联，可逆开关(k)与电机电枢(1M或2M)相联，再接可逆开关。(K)，再与续流二极管(1D或2D)保护电路并联，再串接霍尔取样一次绕组，再接绝缘栅型晶体管(IBGT1或IBGT2)组成的调压电路。控制电路的组成是电源电路为由线性霍尔集成电路(UGN-3501M)为核心组成电机电流取样电路，单片机(PIC16C73B)，由霍尔集成电路(UGN-3000)为核心组成电机转速取样电路，拨码盘，驱动电路，速度给定电路及电机车应急运行控制电路提供电源，线性霍尔集成电路(UGN-3501M)为核心组成电流取样电路联接单片机(PIC16C73B)的A/D端口(2、3)，速度给定电路接单片机端口(4)，电机车应急运行控制电路接单片机端口(5)，电机转速取样电路接单片机的接口(15、16)，电机转速整定拨码盘与单片机端口(11-14)相联，电机电流整定拨码盘与单片机端口(21-28)相联，单片机控制输出信号由(17、18)端口输出分别接厚膜驱动电路(EXB841)的端子(15)，驱动电路输出端(D1、G1、S)(D2、G2、S)与绝缘栅晶体管(IGBT1)的管脚(D1、G1、S)相联，与绝缘栅型双极晶体管(IGBT2)的管脚(D2、G2、S)相联。
该窄轨电机车多功能保护控制器的工作原理是电源电路由可变电阻Rp改变时基集成电路(NE555)脉冲发生器的频率，改变屏蔽变压(B)的工作频率而输出控制器的电源电压，熔断器(FU2)作为机车照明电源的保护器件，快速熔断器(FU3、FU4、FU5)分别作为单片机电源，霍尔电路电源，驱动电路电源的保护器件。电机额定转速由转速整定拨码盘转换成数字信号送入单片机端口(11-14)，电机允许工作额定电流由电流整定拨码盘转换成数字信号送入单片机端口(21-28)，可逆开关(K)的触头使端子(1-2、3-4、5-6、7-8或1-3、2-4、5-7、6-8)相联接；速度给定由可变电位器(RV)改变输入单片机电压，对应控制机车运行速度。输入单片机A/D端口(4)，单片机(PIC16C73B)根据给定速度从端口(17、18)输出信号。分别接入厚膜驱动电路输入端(15)，驱动电路驱动绝缘栅型双极晶体管(IGBT1或IGBT2)，改变电机电压而改变电机转速达到控制机车速度的目的。线性霍尔集成电路(UGN-3501M)为核心组成的电流取样电路将电机运行电流取样输到单片机的A/D端口(2、3)，霍尔集成电路(UGN-3000)，光耦(TPL521-2)为核心组成电机转速取样电路将电机转速取样输到单片机端口(15、16)。两台电机电流不一致时，单片机调整输出脉宽信号，经驱动电路由绝缘栅型双极晶体管改变电机电压达到电机电流一致。使两台电机出力平衡。在机车运行中，单片机对电机运行电流，电机运行转速与电机整定电流，整定转速，给定速度进行分析，确定是否调整电机电压，而进行保护调整。当电机电路发生故障时，单片机实施停机保护，使绝缘栅型双极晶体管停止工作。使电机车保护停机。按下电机车应急运行控制开关(K1)，电机车应急运行信号输入单片机A/D端口(5)，未发生电路故障的电机可以工作，使机车能方便地开到检修场地进行修理。
权利要求一种窄轨电机车控制器，其特征在于主电路由熔断器，可逆开关，续流二极管，绝缘双极晶体管及保护电路组成，控制电路由线性霍尔集成电路(UGN-3501M)为核心组成电机电流取样电路，由霍尔集成电路(UGN-3000)、光耦(TPL521-2)为核心组成电机转速取样电路，拨码盘，电源指示及单片机运行指示，驱动指示电路，以时基集成电路(NE555)、屏蔽变压器为核心的电源电路，单片机(PIC16C73B)及输出控制电路，厚膜驱动电路(EXB841)为核心组成驱动电路，其联接是可逆开关(K)与电机励磁绕组及电机电枢(1M或2M)串联，再与续流二极管(1D或2D)并联后，再与霍尔电流取样电路一次绕组串联，再与绝缘栅双极晶体管(IGBT1或IGBT2)串联后，再与另一条电机控制电路并联，再与主电路保护熔断器串联。线性集成电路(UGN-3501M)为核心组成电机电流取样电路、速度给定电路、电机控制运行控制电路接单片机的A/D端口(2、3、4、5)，霍尔集成电路(UGN-3000)，光耦(TPL521-2)为核心组成的转速取样电路接单片机(15、16)端口，转速整定拨码盘输出接单片机(11-14)端口，电流整定拨码盘输出接单片机(21-28)端口，单片机控制输出信号由端口(17、18)输出，分别与厚膜驱动电路(EXB841)的脚(15)联接，驱动电路输出(D1、G1、S；D2、G2、S)分别与两只绝缘栅型双极晶体管(IGBT1、IGBT2)相应管脚联接。
专利摘要本实用新型涉及窄轨电机车控制器,由主电路和控制电路组成,主电路中可逆开关与电机串联后与续流二极管并联,再与电流取样一次绕组串联,再与(IGBT)管串联后与另一条电路并联后再与保护熔断器串联。控制电路由电源电路供电源,电流取样,转速取样,速度给定,电机电流、转速整定拨码盘分别接单片机相应端口。单片机输出分别接驱动电路,驱动输出与(IGBT)管相应管脚相联。本实用新型电路简单、保护功能全、节约电能、维修方便。
文档编号B60L11/00GK2410169SQ0022238
公开日2000年12月13日 申请日期2000年2月24日 优先权日2000年2月24日
发明者罗治云 申请人:罗治云