专利名称：窄轨蓄电池永磁同步电机车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械和控制技术领域，具体涉及一种窄轨蓄电池永磁同步电机车。
背景技术：
目前我国各类厂矿用窄轨蓄电池电机车有2. 5吨、5吨、8吨、12吨和18吨直至更 高吨位型号，对应的蓄电池组有48V、60V、80V、90V、110V、132V、140V、192V、256V甚至更高 的直流电压等级，现有的窄轨蓄电池电机车的电气驱动大都采用直流串励电机，调速则采 用电阻调速型或斩波调速方案。少部分则采用三相异步电机，调速采用变频等技术。对于采用直流串励电机驱动系统存在很多弊端，如1)耗电量大，串励直流电机的效率低下，直流牵引电阻调速机车，在车辆制动过程 中大都没有发电反馈功能，直流牵引架线电阻调速机车的电力在启动和减速制动的过程中 还将能量白白的消耗在电阻上。2)维修量大，由于调速器的多组触头、截片易在通、断操作过程中拉弧烧损，要经 常打磨甚至更换，维修量大。3)直流电动机损坏和维修率高，由于直流电动机必须有的铜头整流子和碳刷，这 就必然造成直流电动机的损坏量和维修量较大。4)机械磨损大，在制动过程中，由于没有电制动功能，需要采用机械刹摩擦制动， 造成刹块和车轮磨损严重。相对于三相异步电动机驱动系统，永磁同步电机驱动系统具有更高的效率，调速 性能更优等特点。
发明内容本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种窄轨蓄电池永磁同 步电机车，该电机车采用交流永磁同步电动机和调速控制器组成电气系统，实现了永磁同 步电机驱动系统在电机车上的应用。本实用新型目的实现由以下技术方案完成一种窄轨蓄电池永磁同步电机车，所述电机车包括有车架及安装于所述机架上的 走行装置、蓄电池，其特征在于还包括有交流永磁同步电动机及调速控制器，所述调速控 制器具有主控制单元及受所述主控制单元控制的从控制单元，主控制单元和从控制单元分 别通过功率单元控制连接有一交流永磁同步电动机，其中主控制单元还连接有方向档、速 度给定系统、观察窗。所述交流永磁同步电动机内设有位置传感器、温度传感器，所述位置传感器、温度 传感器通过信号线与调速控制器连通。本实用新型的优点是1)牵引性能更好，在低频起动时，起动转矩大，能使交流永磁同步电机达到和超过直流电机的起动转矩和牵引特性。满足机车在低速时的最大起动牵引力，使机车带重载 起动强劲有力。2)维修量更小，永磁同步电机转子无线圈及换向铜头，司机控制器无触头，基本无 因机械磨损造成的维修工作量，行车过程机械制动很大一部分被电动机制动取代，制动过 程中的磨损大大减少。3)节约电能，效率比较直流电机和三项异步电动机明显要高很多，同时在机车制 动情况下，机车可以向电源装置充电，从而降低了电量消耗，加长了充电运行的里程，减少 了电源装置充电次数，节电省工。4)系统更为可靠，系统对电机的运行速度、温度等信号可实现实时监控，当出现故 障时控制器会实现自动保护并报相应的故障，能保证控制器和电机驱动系统稳定可靠地运 行。 5)控制系统中具有电池管理系统，通过在传动系统中增加电池管理系统，将杜绝 电池过放现象，彻底解决电池使用寿命短的问题。
附图1为本实用新型实施例电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明， 以便于同行业技术人员的理解如图1所示，标号分别表示交流永磁同步电动机M1、M2、功率单元1、功率单元2、 主控制单元3、从控制单元4、蓄电池5、方向档6、速度给定系统7、位置传感器8、温度传感 器9、输出显示装置10。窄轨蓄电池永磁同步电机车分为机械和电气二部分，机械部分包括车架装置、手 轮机械制动装置、撒砂装置、走行装置、弹簧装置、司机室顶棚、座椅、缓冲器、铃等，此为现 有技术，其结构在此不再赘述。参见图1 (以直流电压144V的8吨电机车为例)，电气部分包括交流永磁同步电 动机M1、M2、蓄电池5、方向档6、速度给定系统7、输出显示装置10和调速控制器。调速控制器具有主控制单元3和从控制单元4。其中，主控制单元3通过蓄电池5 供电，并控制连接有功率单元1，而功率单元1除接受主控制单元3所传输的控制信号外，还 接通有蓄电池5所提供的144V的直流电流，并将之转化为可调频的电压A、B、C三相送入 两个交流永磁同步电动机Ml ；同样的原理，从控制单元4通过功率单元2控制连接有交流 永磁同步电动机M2。除此之外，主控制单元3还连接有方向档6和速度给定系统7，并通过 信号线与从控制单元4连接。操作电机车时，通过此方向档6和速度给定系统7输入控制 命令，主控制单元3接受并处理上述的控制命令，并将控制信号传输给从控制单元4，以实 现两个交流永磁同步电动机(Ml、M2)的协作和同步。同时，主控制单元3将信号传输至输 出显示装置10中，以作为观察窗来显示电机车的运行状态，如供电电压、车速、运行故障 等信息。当两个交流永磁同步电动机Ml、M2受外力驱动而使转子旋转时，则成为交流发电 机，此时通过调速控制器的转换即可实现对蓄电池5的充电。[0025] 在两个交流永磁同步电动机Ml、M2上分别可以设置有位置传感器8、 温度传感器 9，用以检测温度、速度、转子位置等信号(如果永磁同步电动机没有速度、位置传感器则无 位置信号)。该位置传感器8、温度传感器9通过信号线传输至调速控制器中，调速控制器根 据检测到的信号对电机进行有效控制，当电机出现温度或其他异常情况时，系统会调整控 制或报故障。
权利要求一种窄轨蓄电池永磁同步电机车，所述电机车包括有车架及安装于所述机架上的走行装置、蓄电池，其特征在于还包括有交流永磁同步电动机及调速控制器，所述调速控制器具有主控制单元及受所述主控制单元控制的从控制单元，主控制单元和从控制单元分别通过功率单元控制连接有一交流永磁同步电动机，其中主控制单元还连接有方向档、速度给定系统、观察窗。
2.根据权利要求1所述的一种窄轨蓄电池永磁同步电机车，其特征在于所述交流永磁 同步电动机内设有位置传感器、温度传感器，所述位置传感器、温度传感器通过信号线与所 述调速控制器连通。
专利摘要本实用新型涉及机械和控制技术领域，具体涉及一种窄轨蓄电池永磁同步电机车，所述电机车包括有车架及安装于所述机架上的走行装置、蓄电池，其特征在于还包括有交流永磁同步电动机及调速控制器，所述调速控制器具有主控制单元及受所述主控制单元控制的从控制单元，主控制单元和从控制单元分别通过功率单元控制连接有一交流永磁同步电动机，其中主控制单元还连接有方向档、速度给定系统、观察窗。本实用新型采用现代控制技术，使得窄轨蓄电池电机车具有可靠性高、牵引力大、维护量小、节电效果明显等特点。
文档编号H02H7/08GK201611865SQ20102011310
公开日2010年10月20日 申请日期2010年2月12日 优先权日2010年2月12日
发明者郑昌陆, 郑益飞 申请人:上海申传电气有限公司