[实用新型]工矿用机车牵引变频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及机车变频调速控制领域，特别是一种工矿用机车牵引变频器。

背景技术

目前，直流传动仍是我国工矿用机车牵引采用主要方式之一。但这种控制方式一直存在以下弊端：

1、维护成本高，直流电机上因为有易磨损的换向铜头、碳刷等，故障率高、维修费用高，其调速器由于是凸轮控制触头的通与断，在断开时产生的电弧，经常烧蚀触头，维修工作量大。

2、能耗大，直流电机启动、调速、制动采用电阻直接控制，能耗大。同时由于电阻发热导致电阻瓷架和电阻片烧坏。

3、操控性能差，调速是有级的，不能均匀调速，启动不平稳，牵引性能差，同等功率条件下牵引力小，爬坡能力差。无能量回馈制动功能，制动动能造成机车更大磨损。

随着电力电子技术和计算机技术的发展，矢量控制理论和直接转矩控制理论的应用，工矿用电机车的应用技术也在不断更新，国外以日本为例，1975年在调速领域，直流占89％，交流占20％；1985年交流占80％，直流占20％。到目前为止，日本除了个别的地方还继续采用直流电机驱动外，几乎所有的调速系统都采用交流变频装置。在国内，矿用电动车依然以使用直流调速机车为主。目前很多厂家都在加紧研制工矿用机车的交流变频调速系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对工矿用机车现有调速方式相对落后的状况，提供一种可靠的工矿用机车牵引变频器，采用SVPWM控制技术，替代工矿用直流调速机车，达到提高效率、环保节能、方便操控、降低维护成本的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括机箱，机箱内部电气回路包括三相电压型逆变电路、DC/DC控制电源、SVPWM信号隔离及驱动电路、再生制动电路、三相电流及温度检测电路、电机转速检测电路、直流母线电压检测电路、DSP控制系统、机车状态显示和故障诊断电路、机车驾驶给定信号输入电路、通信电路，所述三相电压型逆变电路输入端接外接电源，输出端接两台交流异步电机；DC/DC控制电源、直流母线电压检测电路、三相电流及温度检测电路、电机转速检测电路接入DSP控制系统；DSP控制系统与制动电路、SVPWM信号隔离及驱动电路、机车状态显示和故障诊断电路连接，再生制动电路、SVPWM信号隔离及驱动电路接入三相电压型逆变电路；机车状态显示和故障诊断电路与DSP控制系统连接，通信电路与DSP控制系统双向连接。

所述DSP控制系统为TMS320F2812芯片。

通信电路采用CAN与SCI总线。

所述机箱为四腔体结构，控制腔位于机箱正面，散热腔位于控制腔背面，接线腔位于散热腔上部，电容腔位于控制腔下部。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：在工矿机车恶劣的工矿条件下，本实用新型的牵引变频器驱动感应电机在电动/再生制动回馈等不同工况和大转速范围内高效率区运行，功率因数高，损耗小。额定工况下电机效率达到83％，逆变器效率大于96％，系统效率80％。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构图；

图2为本实用新型机箱内部电路结构框图。

具体实施方式

本实用新型机箱区隔为控制腔、散热腔、电容腔和接线腔，既保证防护要求也满足散热要求，方便实施与维护。

参见图1，逆变器结构分为四个腔体，控制腔位于机箱正面，散热腔位于控制腔背面，接线腔位于散热腔上部，电容腔位于控制腔下部。

控制腔装有功率模块3、控制回路4、固定支架6、母排8，控制回路4采用固定支架6固定，功率模块3由母排8相连；散热腔由散热风扇5、散热器2组成；控制腔与散热腔由散热器2的中间铝板1隔开，中间铝板既作为主散热片又是功率模块3安装低板，风扇5用于加强散热效果。接线腔装于散热腔的上部，方便主回路的进出线通过电缆引入加紧装置7与输出母排相连。主电容9安装在箱体底部的电容腔里，有利于箱体稳定性。控制腔与散热腔、接线腔、电容腔相接处均密封处理，控制腔达到IP54的防护等级，避免湿气和盐雾等不利因素对电子元器件的影响。