载人型高速矿用车牵弓i逆变器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及牵引逆变器，具体是一种载人型高速矿用车牵引逆变器。本实用新型解决了目前尚无一种专用于载人型矿用车的牵引逆变器的问题。载人型高速矿用车牵弓I逆变器，包括晶闸管模块、制动管IGBT模块、第一开关管IGBT模块、第二开关管IGBT模块、第三开关管IGBT模块、预充电二极管、预充电电阻、滤波电抗器、支撑电容、制动电阻、直流正输入端子、直流负输入端子、第一连接端子、第二连接端子、第三连接端子、第一相交流输出端子、第二相交流输出端子、第三相交流输出端子。本实用新型适用于载人型矿用车的牵引。
【专利说明】载人型高速矿用车牵引逆变器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及牵引逆变器，具体是一种载人型高速矿用车牵引逆变器。
【背景技术】
[0002]载人型矿用车广泛应用于矿山资源开采中井下人员的运输。在实际应用中，载人型矿用车自身并不具备动力装置，因此载人型矿用车需要通过直流电机车或交流电机车来进行牵引。实践表明，当通过直流电机车来牵引载人型矿用车时，由于受到直流电动机的转速和功率的限制，直流电机车普遍存在车速低(最高不超过20公里/小时)、牵引动力小、制动距离长的问题，由此导致载人型矿用车在运行过程中存在运输效率低、载重小、制动不安全的问题。而当通过交流电机车来牵引载人型矿用车时，由于目前尚无一种专用于载人型矿用车的牵引逆变器，交流电机车往往难以满足载人型矿用车的特殊要求(车速高、加速平缓、零档滑行、轻微制动时制动力柔和、紧急制动时制动力迅猛)，由此导致载人型矿用车在运行过程中存在运输效率低、乘坐舒适性差、制动性能差的问题。基于此，有必要发明一种全新的牵引逆变器，以解决目前尚无一种专用于载人型矿用车的牵引逆变器的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型为了解决目前尚无一种专用于载人型矿用车的牵引逆变器的问题，提供了一种载人型高速矿用车牵弓I逆变器。
[0004]本实用新型是采用如下技术方案实现的:载人型高速矿用车牵引逆变器，包括晶闸管模块、制动管IGBT模块、第一开关管IGBT模块、第二开关管IGBT模块、第三开关管IGBT模块、预充电二极管、预充电电阻、滤波电抗器、支撑电容、制动电阻、直流正输入端子、直流负输入端子、第一连接端子、第二连接端子、第三连接端子、第一相交流输出端子、第二相交流输出端子、第三相交流输出端子；其中，所述晶闸管模块由一个晶闸管和一个二极管组成；晶闸管的阳极分别与二极管的阴极和直流正输入端子连接；晶闸管的阴极与第一连接端子连接；二极管的阳极与直流负输入端子连接；预充电二极管的阳极与直流正输入端子连接；预充电二极管的阴极通过预充电电阻与第一连接端子连接；滤波电抗器的两端分别可拆卸地与第一连接端子和第二连接端子连接；支撑电容的两端分别与第二连接端子和直流负输入端子连接；所述制动管IGBT模块由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子连接；第一个IGBT的栅极和发射极均与第三连接端子连接；第二个IGBT的集电极与第三连接端子连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子连接；制动电阻的两端分别与第二连接端子和第三连接端子连接；所述第一开关管IGBT模块由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子连接；第一个IGBT的发射极与第一相交流输出端子连接；第二个IGBT的集电极与第一相交流输出端子连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子连接；所述第二开关管IGBT模块由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子连接；第一个IGBT的发射极与第二相交流输出端子连接；第二个IGBT的集电极与第二相交流输出端子连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子连接；所述第三开关管IGBT模块由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子连接；第一个IGBT的发射极与第三相交流输出端子连接；第二个IGBT的集电极与第三相交流输出端子连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子连接。
[0005]工作时，将直流正输入端子、直流负输入端子均与外部直流550V电源连接。将晶闸管模块中的晶闸管的门极、第三连接端子、制动管IGBT模块中的第二个IGBT的栅极、第一开关管IGBT模块中的两个IGBT的栅极、第二开关管IGBT模块中的两个IGBT的栅极、第三开关管IGBT模块中的两个IGBT的栅极均与外部DSP芯片连接。将第一相交流输出端子、第二相交流输出端子、第三相交流输出端子分别与交流电机车的交流电动机的三相供电输入端连接。倘若外部直流550V电源为直流架线，则将滤波电抗器的两端分别与第一连接端子和第二连接端子连接(这是由于直流架线存在较大的纹波电流且电压波动较大，滤波电抗器能够消除纹波电流和滤波)。倘若外部直流550V电源为蓄电池，则将滤波电抗器的两端分别与第一连接端子和第二连接端子断开，并将第一连接端子与第二连接端子短接(这是由于蓄电池不存在纹波电流且电压波动较小，无需滤波电抗器)。具体工作过程如下:首先，来自外部直流550V电源的直流电通过预充电二极管、预充电电阻对支撑电容进行充电。当支撑电容两端的电压达到预置电压值时，外部DSP芯片控制晶闸管模块进行导通。晶闸管模块导通后，预充电二极管和预充电电阻均被短路，直流电通过支撑电容进行滤波。滤波后的直流电通过第一开关管IGBT模块、第二开关管IGBT模块、第三开关管IGBT模块进行逆变。逆变产生的三相交流电提供给交流电动机，交流电动机由此驱动交流电机车运行，从而实现了通过交流电机车来牵引载人型矿用车。在此过程中，外部DSP芯片通过控制第一开关管IGBT模块、第二开关管IGBT模块、第三开关管IGBT模块进行导通或关断，可以使得逆变产生的三相交流电的波形发生变化，由此使得交流电动机的转速发生变化，从而实现调节交流电机车的车速。当交流电机车进行制动减速或停车时，交流电动机会产生很大的惯性力矩，使得交流电动机变成发电机运行，由此导致支撑电容两端的电压升高。当支撑电容两端的电压升高至设定电压值时，外部DSP芯片控制制动管IGBT模块进行导通。制动管IGBT模块导通后，制动电阻上有电流通过，支撑电容两端的电压由此降低。当支撑电容两端的电压降低至设定电压值时，外部DSP芯片控制制动管IGBT模块进行关断。制动管IGBT模块关断后，制动电阻上不再有电流通过，支撑电容两端的电压由此保持恒定。基于上述过程，本实用新型所述的载人型高速矿用车牵引逆变器通过采用全新结构，实现了通过交流电机车来牵引载人型矿用车，由此使得交流电机车完全满足了载人型矿用车的特殊要求(高车速、加速平缓、零档滑行、轻微制动时制动力柔和、紧急制动时制动力迅猛)，从而使得载人型矿用车在运行过程中运输效率更高、乘坐舒适性更好、制动性能更强(试验表明，采用本实用新型所述的载人型高速矿用车牵引逆变器后，载人型矿用车的车速最高可达30公里/小时)。
[0006]本实用新型有效解决了目前尚无一种专用于载人型矿用车的牵引逆变器的问题，适用于载人型矿用车的牵引。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0008]载人型高速矿用车牵引逆变器，包括晶闸管模块V1、制动管IGBT模块V2、第一开关管IGBT模块V3、第二开关管IGBT模块V4、第三开关管IGBT模块V5、预充电二极管Dc、预充电电阻Re、滤波电抗器L、支撑电容C、制动电阻Rg、直流正输入端子P1、直流负输入端子N、第一连接端子P2、第二连接端子B1、第三连接端子B2、第一相交流输出端子U、第二相交流输出端子V、第三相交流输出端子W ；
[0009]其中，所述晶闸管模块Vl由一个晶闸管和一个二极管组成；晶闸管的阳极分别与二极管的阴极和直流正输入端子Pl连接；晶闸管的阴极与第一连接端子P2连接；二极管的阳极与直流负输入端子N连接；预充电二极管Dc的阳极与直流正输入端子Pl连接；预充电二极管Dc的阴极通过预充电电阻Re与第一连接端子P2连接；滤波电抗器L的两端分别可拆卸地与第一连接端子P2和第二连接端子BI连接；支撑电容C的两端分别与第二连接端子BI和直流负输入端子N连接；
[0010]所述制动管IGBT模块V2由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子BI连接；第一个IGBT的栅极和发射极均与第三连接端子B2连接；第二个IGBT的集电极与第三连接端子B2连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子N连接；制动电阻Rg的两端分别与第二连接端子BI和第三连接端子B2连接；
[0011]所述第一开关管IGBT模块V3由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子BI连接；第一个IGBT的发射极与第一相交流输出端子U连接；第二个IGBT的集电极与第一相交流输出端子U连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子N连接；
[0012]所述第二开关管IGBT模块V4由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子BI连接；第一个IGBT的发射极与第二相交流输出端子V连接；第二个IGBT的集电极与第二相交流输出端子V连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子N连接；
[0013]所述第三开关管IGBT模块V5由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子BI连接；第一个IGBT的发射极与第三相交流输出端子W连接；第二个IGBT的集电极与第三相交流输出端子W连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子N连接。
【权利要求】
1.一种载人型高速矿用车牵引逆变器，其特征在于:包括晶闸管模块(VI)、制动管IGBT模块(V2)、第一开关管IGBT模块(V3)、第二开关管IGBT模块(V4)、第三开关管IGBT模块(V5)、预充电二极管(Dc)、预充电电阻(Re)、滤波电抗器(L)、支撑电容(C)、制动电阻(Rg)、直流正输入端子(P1)、直流负输入端子(N)、第一连接端子(P2)、第二连接端子(BI)、第三连接端子(B2)、第一相交流输出端子(U)、第二相交流输出端子(V)、第三相交流输出端子(W)； 其中，所述晶闸管模块(Vl)由一个晶闸管和一个二极管组成；晶闸管的阳极分别与二极管的阴极和直流正输入端子(Pl)连接；晶闸管的阴极与第一连接端子(P2)连接；二极管的阳极与直流负输入端子(N)连接；预充电二极管(Dc)的阳极与直流正输入端子(Pl)连接；预充电二极管(Dc)的阴极通过预充电电阻(Re)与第一连接端子(P2)连接；滤波电抗器(L)的两端分别可拆卸地与第一连接端子(P2)和第二连接端子(BI)连接；支撑电容(C)的两端分别与第二连接端子(BI)和直流负输入端子(N)连接； 所述制动管IGBT模块(V2)由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子(BI)连接；第一个IGBT的栅极和发射极均与第三连接端子(B2)连接；第二个IGBT的集电极与第三连接端子(B2)连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子(N)连接；制动电阻(Rg)的两端分别与第二连接端子(BI)和第三连接端子(B2)连接； 所述第一开关管IGBT模块(V3)由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子(BI)连接；第一个IGBT的发射极与第一相交流输出端子(U)连接；第二个IGBT的集电极与第一相交流输出端子(U)连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子(N)连接；所述第二开关管IGBT模块(V4)由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子(BI)连接；第一个IGBT的发射极与第二相交流输出端子(V)连接；第二个IGBT的集电极与第二相交流输出端子(V)连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子(N)连接；所述第三开关管IGBT模块(V5)由两个IGBT组成；第一个IGBT的集电极与第二连接端子(BI)连接；第一个IGBT的发射极与第三相交流输出端子(W)连接；第二个IGBT的集电极与第三相交流输出端子(W)连接；第二个IGBT的发射极与直流负输入端子(N)连接。
【文档编号】H02P27/06GK204031037SQ201420494517
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月30日 优先权日:2014年8月30日
【发明者】李竹可, 赵芳, 杨东朝 申请人:永济新时速电机电器有限责任公司