CN103856144A - 架线式电机车用变频器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种架线式电机车用变频器，它包括整流电路、驱动电路、IGBT逆变电路、电压检测电路、电流检测电路、转速检测电路、通信电路、控制器、显示屏；所述三相交流电送到整流电路的输入端，整流电路的输出分别接IGBT逆变电路、电压检测电路的输入端，IGBT逆变电路的输出端接电机，驱动电路的输入端接控制器，驱动电路的输出端接IGBT逆变电路，驱动电源模块的输出接PWM隔离及驱动电路，电流检测电路的输入端接IGBT逆变电路的输出，转速检测电路的输入端接电机，电压检测电路、电流检测电路、转速检测电路分别接控制器，通信电路、显示屏与控制器相连。本发明采用控制器控制变频器工作，改善了电机转矩控制性能，实现了架线式电机车的宽范围调速。
Description
技术领域
本发明涉及一种变频器，特别涉及一种架线式电机车用变频器。
背景技术
在矿山电机车驱动调速领域，由于其生产要求所需要的大电流、高功率，所以传统的架线式电机车驱动方式主要以硅整流和晶闸管整流式为主，整流式电源比较可靠，技术上比较成熟，但设备体积庞大，笨重、能耗高、效率低，且由于其结构原因，动特性方面也不够理想变频调速装置具有体积小、效率高，技术含量较高、附加值高的优点，但矿山提升机电机车变频器工作环境比较恶劣，现有变频的调速装置存在开关损耗大，高次谐波会造成电网污染的问题。
发明内容
为了解决现有电机控制存在的上述技术问题，本发明提供一种可靠性高、稳定性好、效率高的架线式电机车变频器。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种架线式电机车用变频器，包括整流电路、驱动电路、IGBT逆变电路、电压检测电路、电流检测电路、转速检测电路、通信电路、控制器、显示屏；所述三相交流电送到整流电路的输入端，整流电路的输出分别接IGBT逆变电路、电压检测电路的输入端，IGBT逆变电路的输出端接电机，驱动电路的输入端接控制器，驱动电路的输出端接IGBT逆变电路，驱动电源模块的输出接PWM隔离及驱动电路，电流检测电路的输入端接IGBT逆变电路的输出，转速检测电路的输入端接电机，电压检测电路、电流检测电路、转速检测电路分别接控制器，通信电路、显示屏与控制器相连。
上架线式电机车用变频器中，所述控制器采用TMS320F2812A控制器。
上架线式电机车用变频器中，所述电流检测电路采用霍尔传感器。
本发明的技术效果在于：１）环境适应性强、可靠性高，防盐、防潮、防尘、防爆，适用于矿山等环境恶劣场合；2）采用全数字交流感应电机控制技术。电流环、速度环全数字化控制，调速精度高、范围宽，比传统直流电阻式调速方式节电50％以上，运行稳定可靠。
附图说明
图１为本发明的结构框图。
图２为本发明中的IGBT逆变电路的电原理图。
参见图１，本发明包括包括整流电路、驱动电路、IGBT逆变电路、电压检测电路、电流检测电路、转速检测电路、通信电路、控制器、显示屏；所述三相交流电送到整流电路的输入端，整流电路的输出分别接IGBT逆变电路、电压检测电路的输入端，IGBT逆变电路的输出端接电机，驱动电路的输入端接控制器，驱动电路的输出端接IGBT逆变电路，驱动电源模块的输出接PWM隔离及驱动电路，电流检测电路的输入端接IGBT逆变电路的输出，转速检测电路的输入端接电机，电压检测电路、电流检测电路、转速检测电路分别接控制器，通信电路、显示屏与控制器相连。
本发明中的控制器选用美国TI公司的TMS320F2812微控制器，该芯片功能齐全，运算速度快，是一种高性能的３２位数字信号处理器，它功能强大，功耗小，除正常工作外还可以工作于待机方式等节电方式。本发明中的逆变器模块选用德国西门康公司的IGBT模块，该模块饱和压将低，母线电感小，开关频率高，结构简单，安装方便。
本发明为无触点控制，通过控制器实现机车向前、向后、起动、牵引、电制动等工况。微机控制器TMS320F2812A通过控制产生三相PWM信号，经IGBT驱动板驱动IGBT，产生三相交流电压驱动交流电机，TMS320F2812A通过霍尔传感器，检测电机电流。通过电流矢量变换，进行动态磁通控制和力矩电流闭环调节，产生电压空间矢量PWM信号，实现电机牵引，制动，从而实现电机无触点控制。
本发明的工作原理是：三相交流电经过整流滤波模块后成为平滑直流电，进入逆变模块，微控制器对变频输出电流、直流母线电压与电机转速进行检测，经过微控制器处理后，输出可调的PWM信号到驱动电路进行功率放大后去控制IGBT逆变模块，实现IGBT功率管的开通和关断，向交流电动机提供可变频电源，实现交流电动机的变频调速。电流、电压和电机转速检测电路检测直流母线电压、变频器三相输出电流和电机转速，把检测得到的信号送给控制器，用于变频器矢量控制及相应保护，如出现过压、欠压和过流等现象，控制器将关闭PWM模块输出，从而保证变频器的安全。
Claims (3)
1.一种架线式电机车用变频器，其特征在于：包括整流电路、驱动电路、IGBT逆变电路、电压检测电路、电流检测电路、转速检测电路、通信电路、控制器、显示屏；所述三相交流电送到整流电路的输入端，整流电路的输出分别接IGBT逆变电路、电压检测电路的输入端，IGBT逆变电路的输出端接电机，驱动电路的输入端接控制器，驱动电路的输出端接IGBT逆变电路，驱动电源模块的输出接PWM隔离及驱动电路，电流检测电路的输入端接IGBT逆变电路的输出，转速检测电路的输入端接电机，电压检测电路、电流检测电路、转速检测电路分别接控制器，通信电路、显示屏与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的架线式电机车用变频器，其特征在于：所述控制器采用TMS320F2812A控制器。
3.根据权利要求1 所述的架线式电机车用变频器，其特征在于：所述电流检测电路采用霍尔传感器。
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