具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于采煤设备技术领域，涉及一种采煤机，尤其涉及一种具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置。
【背景技术】
[0002]采煤机应用与大倾角煤层开采时，针对势能负载的特点，采煤机牵引系统主要是客服自身重力做功，势能负载达到一定程度后，采煤机会产生下滑现象，此时采煤机如下行运行牵引电机将处于电动状态，调速系统需要能将牵引电机产生的能量可靠回馈至电网，同时还需要有可靠的输出转矩保证牵引系统稳定运行。
[0003]为满足大倾角环境下的采煤机牵引系统要求，一般采用PWM整流方式的调速系统对牵引电机进行调速控制，但在大倾角环境下采煤机的制动功率一般不会超过电机额定功率的50%，而使用了 PWM整流方式的调速装置必须同时考虑电动、发电两种状态下的电机运行要求，因此硬件拓扑中的前端滤波器及IGBT等原件额定容量远远大于实际的能量回馈要求，造成极大浪费，且体积较大。
[0004]而部分其他行业中使用了的并联式能量回馈装置，直接使用直流电压控制，并未将牵引电机实际能量流向作为回馈控制的参考因素，当直流电压超过设定值时回馈装置就会动作，这可能会在某些情况下导致回馈单元误动作，致使母线电压降低，进而降低牵引系统的调速性能。由于采煤机工况的特殊性，网侧时常会出现异常掉电情况，此时如无功率控制环节，采煤机在紧急停车状态下瞬间产生的泵升高电压直接施加到直流母线上，致使主回路硬件损坏。
[0005]有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的采煤机牵引电机调速装置，以便克服现有调速装置的上述缺陷。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，可节约成本，特别适应于采煤机实际工况环境。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0008]一种具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，所述装置包括:第一变频器、第二变频器、回馈单元；
[0009]所述第一变频器包括依次连接的第一整流单元、第一逆变单元、第一逆变单元功率控制模块；
[0010]所述第二变频器包括依次连接的第二整流单元、第二逆变单元、第二逆变单元功率控制模块；
[0011]所述回馈单元与第一整流单元、第二整流单元并联，回馈单元中包括两套能量回馈模块，分别完成对两个整流单元的直流母线电压控制，并输出的电源并联回馈至电网。
[0012]作为本实用新型的一种优选方案，所述回馈单元与两个整流单元的直流母线之间分别设有功率二极管。
[0013]作为本实用新型的一种优选方案，所述回馈单元中包括两个通用能量回馈模块，分别完成对两个整流单元的直流母线电压控制，并输出的电源并联回馈至电网；两个功率二极管分别串联在直流母线至回馈单元的回路中，防止回馈单元与第一整流单元、第二整流单元右间产生的回流。
[0014]作为本实用新型的一种优选方案，所述回馈单元还分别连接直流母线电压控制模块、电网监测模块；所述直流母线电压控制模块用于实时监测直流母线电压幅值，电网监测模块用于监测网侧电源状态。
[0015]本实用新型的有益效果在于:本实用新型提出的具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，装置的能量回馈装置独立于整流及逆变单元，以并联的方式连接在采煤机调速系统主回路中，使用直流母线电压和功率控制两者相结合的方法对牵引电机发电状态下的能量流动及转矩性能进行控制，即节约了成本，又特别适应于采煤机实际工况环境。
[0016]本实用新型紧密结合采煤机工况特点，采用了并联式回馈拓扑结构，使得逆变单元可根据实际要求单独设计容量，降低成本的同时，减小了整个调速系统的体积。在控制策略上，系统将直流母线电压控制和牵引电机功率控制两者相结合，对牵引电机发电状态下的能量流动及转矩性能进行优化控制；并将网侧电源情况纳入功率控制中，可有效防止因网侧电源断路时泵升电压过高损坏硬件元件，即节能环保，又安全可靠。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例的结构框图。
[0018]图2为本实用新型实施例的控制原理图。
[0019]附图标注如下:
[0020]I 一第一整流单元2—第二整流单元3—第一逆变单元
[0021]4 一第二逆变单元5—回馈单元6—第一功率控制模块
[0022]7—第二功率控制模块 8—直流电压控制模块9 一第二功率二极管
[0023]10一第二功率二极管 11一第一回馈模块12—第二回馈模块
[0024]13—左变频器14 一右变频器15 —电网监测模块
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
[0026]实施例一
[0027]请参阅图1、图2，本实用新型本揭示了一种具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，包括控制左变频器的第一整流单元1、第一逆变单元3、第一功率控制模块6、回馈单元5、右变频器的第二整流单元2、第二逆变单元4、第二功率控制模块7。其中，第一整流单元1、第二逆变单元3构成左变频器的主回路，用于对左牵引电机进行调速控制；第二整流单元2、第二逆变单元4构成右变频器主回路，用于对右牵引电机进行调速控制；回馈单元5用于实现对左右牵引电机制动能量的回馈控制。
[0028]回馈单元5中包括两个独立的通用能量回馈模块，即第一回馈模块11和第二回馈模块12，两个模块与左变频器13、右变频器14相配合独立完成对左右牵引电机发电状态下产生的能量进行回馈空中，其中第一回馈模块11与左变频器13相配合，第二回馈模块12与右变频器14相配合工作。
[0029]每个回馈模块中都包含一个独立的直流电压控制模块8和一个电网监测模块15。其中直流电压控制模块8负责监控变频器直流母线电压，电网监测模块15负责监测网侧电源状态，当电网出现缺相、断路，接地等异常状态时，电网监测模块15将状态信息传递给变频器的第一功率控制模块6、第二功率控制模块7。
[0030]左变频器13、右变频器14内部分别包含一个功率控制模块，即第一功率控制模块6、第二功率控制模块7，当第一功率控制模块6、第二功率控制模块7监测到的牵引电机能量流向与直流母线电压控制模块8监测的直流母线电压同时满足预设的要求时，回馈单元5动作将牵引电机产生的电动能量回馈至电网。
[0031]回馈单元中的电网监测模块15实时监测输入电网情况，当网侧出现异常情况时，回馈单元将异常信号发送给左变频器13、右变频器14内部的功率控制模块，由功率控制模块控制逆变单元切断对牵引电机的供电，防止牵引电机进入发电状态，致使直流母线泵升电压过高损坏主回路硬件原件，实现电网异常时的保护功能。
[0032]综上所述，本实用新型根据采煤机调速系统特点，提供了一种采用了并联式回馈结构的采煤机牵引电机调速装置，该装置的能量回馈装置独立于整流及逆变单元，以并联的方式连接在采煤机调速系统主回路中，使用直流母线电压和功率控制两者相结合的方法对牵引电机发电状态下的能量流动及转矩性能进行控制，同时实时监测电网情况，防止异常状态下泵升电压的产生，既节约了成本，又特别适应于采煤机实际工况环境。
[0033]这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【主权项】
1.一种具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，其特征在于，所述装置包括:第一变频器、第二变频器、回馈单元； 所述第一变频器包括依次连接的第一整流单元、第一逆变单元、第一逆变单元功率控制丰旲块; 所述第二变频器包括依次连接的第二整流单元、第二逆变单元、第二逆变单元功率控制丰旲块; 所述回馈单元与第一整流单元、第二整流单元并联，回馈单元中包括两套能量回馈模块，分别完成对两个整流单元的直流母线电压控制，并输出的电源并联回馈至电网。
2.根据权利要求1所述的具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，其特征在于: 所述回馈单元与两个整流单元的直流母线之间分别设有功率二极管。
3.根据权利要求2所述的具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，其特征在于: 两个功率二极管分别串联在直流母线至回馈单元的回路中，防止回馈单元与第一整流单元、第二整流单元右间产生的回流。
4.根据权利要求1至3之一所述的具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，其特征在于: 所述回馈单元中包括两个通用能量回馈模块，分别完成对两个整流单元的直流母线电压控制，并输出的电源并联回馈至电网。
5.根据权利要求4所述的具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，其特征在于: 所述回馈模块还分别连接直流母线上的电压控制模块、电网监测模块；所述直流母线电压控制模块用于实时监测直流母线电压幅值，电网监测模块用于监测网侧电源状态。
6.根据权利要求1所述的具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，其特征在于: 所述回馈单元还分别连接直流母线电压控制模块、电网监测模块；所述直流母线电压控制模块用于实时监测直流母线电压幅值，电网监测模块用于监测网侧电源状态。
【专利摘要】本实用新型揭示了一种具有能量回馈功能的采煤机牵引电机调速装置，包括第一变频器、第二变频器、回馈单元；第一变频器包括依次连接的第一整流单元、第一逆变单元、第一逆变单元功率控制模块；第二变频器包括依次连接的第二整流单元、第二逆变单元、第二逆变单元功率控制模块；回馈单元与第一整流单元、第二整流单元并联，回馈单元中包括两套能量回馈模块，分别完成对两个整流单元的直流母线电压控制，并输出的电源并联回馈至电网。本实用新型调速装置的能量回馈装置独立于整流及逆变单元，以并联的方式连接在采煤机调速系统主回路中，可防止异常状态下泵升电压的产生，既节约了成本，又特别适应于采煤机实际工况环境。
【IPC分类】H02P5-74
【公开号】CN204578412
【申请号】CN201520263141
【发明人】庄德玉, 韩保民, 杨霄, 刘赐平, 王夺, 吴俊 , 秦亮, 许寄桥, 李继林
【申请人】天地上海采掘装备科技有限公司, 天地科技股份有限公司上海分公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月27日