专利名称：串激式直流电机的力矩制动的制作方法
技术领域：
本实用新型属于有轨电机车制动技术领域，是串激式直流电机的力矩制动。
背景技术：
矿山机车使用的电机大多数为直流电机(少量变频电机)，且均为串激式接入(串激式接法可杜绝飞车)，要提高机车的安全性就必需提高机车的制动效果。对于制动有叁个关注点其一制动时间。机车应该在极短的时间内完成制动。其二 制动力矩。制动力矩要合适，太大容易造成机械损伤，太小达不到制动效果。其三不造成安全事故，不损害其他控制电器。以前的电机车的制动方式通常采用以下3种1、机械制动旋转轴承推动压杆压迫主动轮，用磨擦的方式阻止主动轮旋转迫使机车停止。这一方式的优点是 制动效果好，缺点是不能及时制动，制动需要时间过长，另外制动片因磨损和过热容易损坏。2、液压制动利用液压传给主动轮压片，用磨擦的方式阻止主动轮旋转迫使机车停止。这一方式的优点是制动效果较好，制动时间短，缺点是结构太复杂、能耗大，需要一套压缩机系统并且要保持有足够大的压力，另外制动片因磨损和过热容易损坏。3、反向电制动对于串激式直流电机的电制动只有反向制动，即用电机转子所储存能量反向走车。反向制动的优点是不耗能；缺点高速时制动太猛，容易造成机车和电机机械损伤，同时产生极高的反向电动势破坏电机的绝缘，损害电气零件。低速时不能制动。而且操作也较为复杂。另外反向制动不是可靠的制动，储能在瞬间耗尽后就转为了自由停车。所以不能用于机车的主制动。现阶段所有的制动方式都需要人工操作，不能作为特定环境下的自动刹车，所以不能提供足够的安全保证。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种串激式直流电机的力矩制动，使电动车在必须刹车的安全点能够实现自动完成制动操作。本实用新型的技术方案是串激式直流电机的力矩制动，它至少由蓄电池组、直流电机、接触器和IGBT斩波调速器构成，其特征是直流电机电机转子的输入和输出两端与接触器的两对主触点导通，直流电机电机定子的输出端与IGBT斩波调速器的输入端导通，直流电机的电机转子输入端还与机械接触组和人工复位信号分别导通；蓄电池组对所有设备供电，电流从蓄电池正极，经电机转子、电机定子和IGBT斩波调速器回到蓄电池负极。所述的接触器的两对主触点在制动时闭合。所述的IGBT斩波调速器的控制方式为定频调宽，即PWM方式；通过改变IGBT的导通、关断时间的比值，即改变调压比a=!* /T，改变通过串激式直流电机的电流平均值。所述的人工复位信号定在电机机械断电时，断电后制动取消。[0013]本实用新型的特点是1、制动时电机转子被接触器短接，转子能量自动释放。2、用斩波方式调节定子电流。3、制动力矩可以连续调节。4、制动操作未改变前制动力矩保持不变。5、制动方式的取消为人工复位。
下面将结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。图1是串激式直流电机的力矩制动的连接关系图。图2是IGBT斩波调速器的控制示意图。图中1、蓄电池组；2、电机转子；3、电机定子；4、IGBT斩波调速器；5、接触器的两对主接触点；6、人工复位信号；7、机械接触组。
具体实施方式
为了解决制动的缺点，特别是在某个必须刹车的安全点能够自动完成制动操作，必须做到如下的4个方面1、采用电制动，要做好电制动必须做到两点。其一关断电机转子的供电系统并释放其所储电能。转子失电后没有了动力制动准备得以完成。其二维持定子的供电系统，保证定能产生一定的磁场。定子磁场能使转子旋转也可制动转子。2、制动力矩连续可调，制动力矩的大小由定子磁场的强弱决定。做到定子电流连续可调也就做到了制动力矩连续可调，要注意定子电流不能超过其额定值。3、制动未解除前制动力矩不变，制动未解除前保持以上状态不变。转子供电的断开和定子电流的供给是由操作完成的，所以在没得到下一步操作前这一状态不会改变。4、能自动完成，用电气触点完成这一动作。电气触点是自动控制的关键，通过小信号的传输就可以电气触点的工作方式，只要得到一个预设的制动信号就可自动完成电制动。具体设计如下如图1和2所示，蓄电池组对所有设备供电，电流从蓄电池正极，经电机转子、电机定子和IGBT斩波调速器回到蓄电池负极。直流电机电机转子的输入和输出两端与接触器的两对主触点导通,直流电机电机定子的输出端与IGBT斩波调速器的输入端导通，直流电机的电机转子输入端还与机械接触组和人工复位信号分别导通。制动时的具体过程如下1、加装大电流电气触点制动时，接触器的两对主触点闭合，电制动第一步完成，电机转子储能释放且两端电位相等供电系统被短接，定子仍维持供电，电流从蓄电池的正极经定了、斩波调速器到蓄电池负极。2、引入电流调节装置串接IGBT斩波调速装置，控制方式为定频调宽(PWM方式)。通过改变IGBT的导通、关断时间的比值(即调压比a =Ton /T)，即可改变通过串激式直流电机的电流平均值。连续调节导通比，即连续调节流过定子的电流，制动力矩也就连续可调了。另外在制动时限制导通比的最大值定子电流就不会超过其额定值。3、信号自锁与人工复位对于操作系统因为没有下一步操作，设备将滞留在制动状态并保持原有的制动力矩不变。对于信号系统加设自锁装置，一经制动信号触发设备将锁定这一操作不变。对于操作系统和信号系统的制动，要解除这一动作只有通过人工复位，我们把人工复位定在电机机械断电时，断电后制动取消，完成走车准备。串激直流电机的电制动是为矿山机车的安全运行特别研制的，有了这一措施我们对机车的控制就变得相当方便了。在机车的前方加装红外测距装置杜绝了行走机车撞人、撞物和追尾事故的发生。在机车必需停止的地方(如斜井口、铁轨终端等)加装制动信号发生器杜绝机车出轨、滑入斜井等安全事故的发生。在司机控制器上加装一键制动可以很方便地第一时间刹车，并且制动力矩与制动角度成正比，制动简捷、效果及佳。相对于机械制动和液压制动节省了机车空间，机车安装更简捷、工艺更简单。同时节约了材料成本和加工成本。为矿山运输提供了更为安全、可靠的保障。
权利要求1.串激式直流电机的力矩制动，它至少由蓄电池组、直流电机、接触器和IGBT斩波调速器构成，其特征是直流电机电机转子的输入和输出两端与接触器的两对主触点导通，直流电机电机定子的输出端与IGBT斩波调速器的输入端导通，直流电机的电机转子输入端还与机械接触组和人工复位信号分别导通；蓄电池组对所有设备供电，电流从蓄电池正极， 经电机转子、电机定子和IGBT斩波调速器回到蓄电池负极。
2.根据权利要求1中所述的串激式直流电机的力矩制动，其特征是所述的接触器的两对主触点在制动时闭合。
3.根据权利要求1中所述的串激式直流电机的力矩制动，其特征是所述的IGBT斩波调速器的控制方式为定频调宽，即PWM方式；通过改变IGBT的导通、关断时间的比值，即改变调压比α= /Τ，改变通过串激式直流电机的电流平均值。
4.根据权利要求1中所述的串激式直流电机的力矩制动，其特征是所述的人工复位信号定在电机机械断电时，断电后制动取消。
专利摘要本实用新型属于有轨电机车制动技术领域，是串激式直流电机的力矩制动。它至少由蓄电池组、直流电机、接触器和IGBT斩波调速器构成，其特征是直流电机电机转子的输入和输出两端与接触器的两对主触点导通，直流电机电机定子的输出端与IGBT斩波调速器的输入端导通，直流电机的电机转子输入端还与机械接触组和人工复位信号分别导通；蓄电池组对所有设备供电，电流从蓄电池正极，经电机转子、电机定子和IGBT斩波调速器回到蓄电池负极。该实用新型具有制动时电机转子被接触器短接，转子能量自动释放，用斩波方式调节定子电流，制动力矩可以连续调节，制动操作未改变前制动力矩保持不变，制动方式的取消为人工复位等特点。
文档编号H02P3/12GK202872704SQ201220467429
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者杜磊, 姚国荣 申请人:陕西航泰电气有限公司