蓄电池机车调速系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气设备技术领域，具体涉及一种蓄电池机车调速系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着新型自动化开采设备的大量使用，煤矿企业的原煤产量逐年提升，经济效益十分可观。但产量的提升也对煤矿的各类后勤保障工作提出了更高的要求，这就必须保证井下的人员和物资能够按时、按量的到达指定位置。其中，除了开采的煤矿石可以通过皮带机进行运输，各种开采作业所需要使用的支架、管材、施工原料以及工程技术人员都需要通过矿用蓄电池机车机车进行运输。蓄电池机车作为井下的主要运输工具之一，为其设计一套高性能的调速系统是保证其长期可靠、稳定的运行的前提，也关系着煤矿的安全高产。煤矿日常生产中的各个环节联系十分紧密，一旦某个环节出现问题就会导致整个生产的延期甚至停滞。井下的工作环境却是十分恶劣，主要体现在空气潮湿、粉尘大。所以煤矿企业对电气设备的首要要求就是稳定、可靠。在对矿用蓄电池机车设计调速系统的过程中，必须考虑这一要求。
[0003]长期以来，国内外学者都不断提出各种方案，国内外一些科研院所和公司也对此进行大量研宄和实验，取得了一些成果。目前，矿用蓄电池机车普遍采用串激直流电机牵引，该串激直流电机采用串电阻的方法进行启动和调速。
[0004]但是串激直流电机牵引属于有级调速，存在着无法平稳启动和平滑调速的缺点，而且由于电能损耗大会导致电池寿命短、维修量大，从而使使用成本升高。
【实用新型内容】
[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种蓄电池机车调速系统，能够解决现有技术无法平滑调速的问题。
[0007]( 二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现:
[0009]一种蓄电池机车调速系统，包括控制模块A、驱动模块B和检测模块C，控制模块A采集电压、电流和故障信号并进行处理，进而控制驱动模块B ;检测模块C进行电压、电流信号的变换并反馈给控制模块A，完成整个系统的反馈与调整。
[0010]控制模块A包括外部中断模块A4、串口模块A3、AD模块A2、ARM处理器A1、PWM模块A5和AD模块A6，AD模块A2接收电压和电流信号并传输给ARM处理器Al ;串口模块A3接收通讯指令并传输给ARM处理器Al ;外部中断模块A4采集故障信号并传输给ARM处理器Al ;PWM模块A5接收指令信号并处理，对驱动模块B进行控制；AD模块A6接收反馈信号并传输给ARM处理器Al。
[0011]驱动模块B包括驱动电路B1、功率变换电路B2和永磁同步电机B3，驱动电路BI接收控制信号并输送给功率变换电路B2 ;功率变换电路B2分析处理接收的控制信号，对永磁同步电机B3进行控制。
[0012]检测模块C包括采样电路Cl和调理电路C2，采样电路Cl采集系统的电压和电流信号，并传输给调理电路C2 ;调理电路C2接收电压和电流信号，处理分析后传输给控制模块A0
[0013]采样电路Cl还包括相电流检测电路、硬件过流保护电路和直流母线电压检测电路。
[0014](三)有益效果
[0015]本实用新型提供了一种一种蓄电池机车调速系统，通过采样电路反馈与控制电路控制能够解决现有技术无法平滑调速的问题，降低机车损耗，延长机车寿命并降低成本。
[0016]通过模块化电路设计降低调速系统的复杂度，提高机车的可靠性，延长机车寿命并降低成本。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1本实用新型的流程图；
[0019]图2本实用新型的相电流检测电路原理图；
[0020]图3本实用新型的硬件过流保护电路原理图；
[0021]图4本实用新型的直流母线电压检测电路原理图。
[0022]图中Al、ARM处理器，A2、AD模块，A3、串口模块，A4、外部中断模块，A5、PWM模块，A6、AD模块，B1、驱动电路，B2、功率变换电路，B3、永磁同步电机，Cl、采样电路，C2、调理电路。
【具体实施方式】
[0023]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0024]本实用新型实施例所述的一种蓄电池机车调速系统，包括控制模块A、驱动模块B和检测模块C。控制模块A采集电压、电流和故障信号并进行处理，进而控制驱动模块B ;检测模块C进行电压、电流信号的变换并反馈给控制模块A，完成整个系统的反馈与调整。
[0025]控制模块A控制驱动模块B对机车速度进行控制，在获取检测模块C的反馈信息后可及时对外部改变做出反应，并通过驱动模块B执行速度的平滑调节。
[0026]其中，控制模块A包括外部中断模块A4、串口模块A3、AD模块A2、ARM处理器Al、PWM模块A5和AD模块A6。AD模块A2接收电压和电流信号并传输给ARM处理器Al ;串口模块A3接收通讯指令并传输给ARM处理器Al ;外部中断模块A4采集故障信号并传输给ARM处理器Al ；PWM模块A5接收指令信号并处理，对驱动模块B进行控制；AD模块A6接收反馈信号并传输给ARM处理器Al。驱动模块B包括驱动电路B1、功率变换电路B2和永磁同步电机B3，驱动电路BI接收控制信号并输送给功率变换电路B2 ;功率变换电路B2分析处理接收的控制信号，对永磁同步电机B3进行控制。检测模块C包括采样电路Cl和调理电路C2，采样电路Cl采集系统的电压和电流信号，并传输给调理电路C2 ;调理电路C2接收电压和电流信号，处理分析后传输给控制模块A。
[0027]其中，采样电路Cl还包括相电流检测电路、硬件过流保护电路和直流母线电压检测电路。
[0028]如图2所示，W端和GNDW端分别接在电流检测电阻的两侧，R32、R24和C13构成RC滤波电路，对输入信号进行滤波，由运算放大器UPC4574及其外围电阻和参考电压源构成电压抬升放大电路。通过两个快速恢复二极管D8、D9分别连接电源和地，用于限幅。在信号回路上串联一个电阻R27，用于过压的时候限制电流大小。将电流采样电阻串入此导通回路，再用运放对电阻上的电压信号进行处理，得到AD模块可以进行采样的信号。
[0029]如图3所示，输入信号首先通过电阻R40、R42、R43和电容C22、C23、C24构成的RC滤波电路，滤除信号中的干扰。D11、D12、D13为反并联的稳压二极管，用于限幅。通过改变R44、R47、R48三个电阻的阻值，就可以设置过流保护的阈值大小。最后信号通过R49、R50上拉和R51、C21的滤波，输出到CIN端，即过流信号端。电机的三相电流只要有一相超过设定值时，就输出报警和动作信号，进行相关处理。
[0030]如图4所示，用电阻分压，再通过运放LM324做电压跟随，输入到AD模块，完成直流侧电压的检测。
[0031]需要说明的是，本领域技术人员在看到本申请的权利要求中所包含的各个模块及连接关系后，仅需要对现有技术中的模块进行简单的配置，并按照本申请的权利要求提供的连接关系进行连接，而无需对模块的软件工作流程进行任何创造性的改进即可实现本申的权利要求所提供的技术方案，并解决相应的技术问题。因此本申请权利要求中并不涉及到方法上的改进，符合专利法第二条第三款的保护客体。
[0032]在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0033]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种蓄电池机车调速系统，包括控制模块(A)、驱动模块(B)和检测模块(C)，其特征在于: 所述的控制模块(A)采集电压、电流和故障信号并进行处理，进而控制驱动模块(B); 检测模块(C)进行电压、电流信号的变换并反馈给控制模块(A)，完成整个系统的反馈与调整。2.如权利要求1所述的一种蓄电池机车调速系统，其特征在于: 所述的控制模块㈧包括外部中断模块(A4)、串口模块(A3)、AD模块(A2)、ARM处理器(Al)、PWM 模块(A5)和 AD 模块(A6)， AD模块(A2)接收电压和电流信号并传输给ARM处理器(Al)； 串口模块(A3)接收通讯指令并传输给ARM处理器(Al)； 外部中断模块(A4)采集故障信号并传输给ARM处理器(Al); PWM模块(A5)接收指令信号并处理，对驱动模块(B)进行控制； AD模块(A6)接收反馈信号并传输给ARM处理器(Al)。3.如权利要求1所述的一种蓄电池机车调速系统，其特征在于: 所述的驱动模块(B)包括驱动电路(BI)、功率变换电路(B2)和永磁同步电机(B3)， 驱动电路(BI)接收控制信号并输送给功率变换电路(B2)； 功率变换电路(B2)分析处理接收的控制信号，对永磁同步电机(B3)进行控制。4.如权利要求1所述的一种蓄电池机车调速系统，其特征在于: 所述的检测模块(C)包括采样电路(Cl)和调理电路(C2)， 采样电路(Cl)采集系统的电压和电流信号，并传输给调理电路(C2); 调理电路(C2)接收电压和电流信号，处理分析后传输给控制模块(A)。5.如权利要求4所述的一种蓄电池机车调速系统，其特征在于:所述的采样电路(Cl)还包括相电流检测电路、硬件过流保护电路和直流母线电压检测电路。
【专利摘要】本实用新型提供一种蓄电池机车调速系统，涉及电气设备技术领域。包括控制模块、驱动模块和检测模块。控制模块采集电压、电流和故障信号并进行处理，进而控制驱动模块；检测模块进行电压、电流信号的变换并反馈给控制模块完成整个系统的反馈与调整。本实用新型能够解决现有技术无法平滑调速的问题，降低调速系统的复杂度，提高机车的可靠性，延长机车寿命并降低成本。
【IPC分类】H02P6/06
【公开号】CN204669255
【申请号】CN201520305675
【发明人】顾慧
【申请人】江苏省扬州技师学院
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月12日