[发明专利]安全可靠的直流电机电枢绕组拖动制动转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的电车用直流电机斩波调速装置，特别是一种安全可靠的直流电机电枢绕组拖动与制动的转换装置。

背景技术

直流电机广泛应用于工矿企业和运输部门，如牵引城市轻轨、无轨、有轨电车和牵引矿山、工厂电力机车的直流电机等。当电机需要减速时，通常采用制动接触器进行能耗制动或再生制动。由于工作时制动接触器触头带电流通断，使触头很快烧蚀，所以必须经常更换，这不仅增加了修理的工作量，而且降低了设备的可靠性。

本发明人曾根据电车用传统直流电机调速存在的成本高、故障多、维护难，且制动效果差，易造成行车安全隐患等问题，相继设计出电车用直流电机斩波调速装置。其中公告号为2285031Y的“直流电机斩波调速装置”，虽然同时具有回馈制动和能耗制动两种功能，但电源E0通过电感L直接与电容C、二极管D3和接触器JC1等连接后，再与JC2和电机电枢绕组M连接，当JC1断开时，电容C和二极管D3带电，维修作业很不安全。当JC2吸合或断开时，都有电流通过，影响其触头的使用寿命。

公告号为2560161Y的“节能型直流电机斩波调速器”，采用IGBT(市售绝缘栅式双极晶体管模块)简化了调速器的结构，尽管其调速性能好，制动接触器为双触点结构，但电流分断由制动接触器的两触点完成，并没有彻底解决触头的使用寿命问题。在电源后设置了K1取代了公告号为2285031Y的“直流电机斩波调速装置”中JC1，解决了当JC1断开时，电容C和二极管D3带电，维修作业很不安全的问题.，公告号为2607696Y的“安全可靠的直流电机斩波调速器”和公告号为2730026Y的“再生制动的直流电机斩波调速器”，，由于接触器Z1断开时，仍然有电流通过产生电弧，因此影响其触头的使用寿命。

另外，专利文献中还公开有在本发明人的专利技术基础上改进的相关专利，如公告号为CN201118496Y的“直流电机回馈制动装置”和公告号为CN201142673Y的“用于电车直流电路的固态开关”。前者专利电路的结构与本发明人的“直流电机斩波调速装置”是完全一样的，只不过是把电阻R1阻值变成了0，电阻R2阻值变成了无穷大、输入电感量变成0，供电电源E₀画成电源的一种蓄电池E而已。因此其也存在上述的电源E₀直接与电容C、二极管D3和接触器JC1等直接连接带电的缺陷。而后者专利根本无法实施，其直流电机(或充电机)的两端连接控制电流正反方向的开关RC1和RC2、FC1和FC2，工作时RC1、RC2和FC1、FC2必有一组闭合，电子开关Z的连接点设计不合理，直接通过换向开关并在电动机(或充电机)两端，在有电的情况下，电子开关Z闭合时将电机(或充电机)直接短路，必然引起电动机(或充电机)烧毁、电子开关Z烧毁等严重后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种可靠的直流串励电机电枢绕组拖动制动转换装置，从根本上解决了现有制动接触器存在的触点烧蚀的问题，其电路连接设计合理，采用IGBT1与二极管D1及电容C0的合理搭配，来取代现有制动接触器，既能彻底消除其制动时触头间产生的电弧烧蚀，减少了维护工作量，同时又能有效地防止制动时造成电枢绕组短路，提高使用的可靠性。

本发明所采用的技术方案是：该可靠的直流串励电机电枢绕组拖动制动转换装置包括牵引电路和制动电路，其技术要点是：所述牵引电路中的直流电机电枢绕组M的两端分别设置换向开关KA1、KA2、KB1和KB2，并使所述滤波电容C0的+极、带有所述换向开关KA1或KB1的直流电机电枢绕组M的一端、二极管D3的阴极和IGBT1的C极连接到一公共点，所述IGBT1的E极和二极管D1的阴极与定子绕组F连接到一公共点。

本发明具有的优点及积极效果是：本发明只控制牵引电路中的带有换向开关的直流电机电枢绕组M，而不是控制整个直流电机。电枢绕组M和二极管D1串联后与控制开关IGBT1并联，防止制动时造成电枢M短路。在制动电路中采用市售绝缘栅式双极晶体管模块IGBT1取代现有制动接触器，确保不再发生制动接触器在开、闭时产生的电弧的问题，从而减少了维护工作量。将二极管D3的阴极和IGBT1的C极连接到一公共点，滤波电容C0的+极直接接到带有所述换向开关KA1或KB1的直流电机电枢绕组M的一端，滤波电容C0的-极与二极管D2的阳极、IGBT2的E极连接，采用上述IGBT1与二极管D1及电容C0的合理搭配的电路连接设计，不仅对IGBT1、IGBT2起到了保护作用，而且提高了拖动、制动转换的可靠性。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。