一种直流中压架线式交流变频牵引电机车的制作方法

1.本实用新型涉及矿山专用轨道牵引运输设备技术领域，具体为一种直流中压架线式交流变频牵引电机车。


背景技术：

2.电机车是轨道车辆运输的一种牵引设备，动力是利用牵引电机驱动车轮转动，借助车轮与轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。这种运行方式，它的牵引力不仅受牵引电机(或内燃机)功率的限制，还受车轮与轨面间的摩擦制约。机车运输能行驶的坡度有限制，运输轨道坡度一般为3
‰
，局部坡度不能超过30
‰
。其按结构分类有架线式电机车和蓄电池电机车。
3.现有技术的不足：
4.原矿山中压架线式直流电阻调速电机车，牵引电机为直流串激式电机，启动力矩小，能耗大，效率最高为65％。近一百年来一直采用结构复杂、造价昂贵、耐潮性差、故障率高、维修费用大的直流传动电动机。目前全国大部分的电机车调速系统使用的仍然是原始的电阻降压调速方式，这种触头式电阻调速机车不仅维修量大，而且因带电阻运行电能浪费高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种直流中压架线式交流变频牵引电机车，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种直流中压架线式交流变频牵引电机车，包括机车配电室，所述机车配电室内部设置有柜体，所述柜体内部设置有若干变频器，所述机车配电室内部一侧设置有控制系统，所述控制系统分别与若干变频器连接，所述机车配电室外部一侧均匀设置有若干电机，所述机车配电室内部一侧设置有直流电抗器，所述直流电抗器分别与若干变频器连接，所述机车配电室内部在直流电抗器一侧设置有直流滤波装置，所述直流滤波装置与直流电抗器连接，所述机车配电室外部设置有架线弓，所述架线弓一侧设置有电网，所述直流滤波装置通过架线弓与电网连接。
7.优选的，若干所述变频器的数量为三台。
8.优选的，若干所述电机的数量为六台。
9.优选的，若干所述变频器分别与两台电机连接。
10.优选的，若干所述电机为异步交流电机，若干所述电机通过减速机与机车行走轴连接。
11.优选的，若干所述变频器前端进线采用可控硅控制。
12.优选的，若干所述变频器采用热管强制风冷散热方式进行散热。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.1.本实用新型取消调速电阻，可达无极调速，在启动调速时段，节约功率能耗％，
通过采用基于位高性能dsp芯片高精度转矩dtc控制方案牵引变频器使机车在相同的粘着条件下具有较强的牵引力，在恶劣环境下适应性强，且通过各个电控结构的使用使得该控制系统具有各种保护功能，如接地保护、过载保护、短路保护、堵转保护、缺相保护等，能有效的保护电机；具有过压、欠压保护功能，具有失压保护功能，该控制系统能在运转中检测到主母线电压降低时会使运转中的发电机变为发电状态，即使在失电的状态下也能维持正常运行，并且为无极调速，调速均匀，最低可以给定1hz频率下的速度，牵引电机按调速手柄给定频率大小来增减速度，同时可以设定最高车速。即使机车在下坡或轻载情况下也不会造成飞车失控现象。此控制系统能避免误操作，如司机在零速启动后突然加大到最高速时，变频调速器频率上升的时间被设定为45秒，机车仍然在秒钟后才能达到最高速度。这样能有效的避免突然加速对齿轮的冲击，最大的延长了齿轮的使用寿命。
15.2.本实用新型基于六机一驱动控制模式，实现六电机转速同步。该控制系统实现了电机的全程转速控制，即使机车在下坡运行状态下，牵引电机转速仍受变频调速器控制，同时可以设定最高车速限制，机车电气能耗制动能连续抵消因重力产生的加速度，避免了超速飞车与溜车等事故的发生，减少了气制动使用次数和变频电机的启动次数，因此降低了闸瓦与轮对的磨损及变频电机故障。
附图说明
16.图1为本实用新型的原理框图；
17.图2为本实用新型的电路图。
18.图中：1、机车配电室；2、柜体；3、变频器；4、控制系统；5、电机；6、直流电抗器；7、直流滤波装置；8、架线弓；9、电网。
具体实施方式
19.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，所描述的实施例仅仅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做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。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
22.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“若干”的含义是两个或两个
以上，除非另有明确具体的限定。
23.请参阅图1
‑
图2所示，本实用新型提供的一种技术方案：一种直流中压架线式交流变频牵引电机车，包括机车配电室1，机车配电室1内部设置有柜体2，柜体2内部设置有若干变频器3，机车配电室1内部一侧设置有控制系统4，控制系统4分别与若干变频器3连接，机车配电室1外部一侧均匀设置有若干电机5，机车配电室1内部一侧设置有直流电抗器6，直流电抗器6分别与若干变频器3连接，机车配电室1内部在直流电抗器6一侧设置有直流滤波装置7，直流滤波装置7与直流电抗器6连接，机车配电室1外部设置有架线弓8，架线弓8一侧设置有电网9，直流滤波装置7通过架线弓8与电网9连接。
24.通过上述方案，由上述结构构成本电机车的驱动和供电结构。
25.本实施例中，优选的，若干变频器3的数量为三台。
26.通过上述方案，通过数量为三台的变频器3来分别控制六台独立的电机5。
27.本实施例中，优选的，若干电机5的数量为六台。
28.通过上述方案，数量为六台的电机5分别独立，与多个变频器3进行配合使用。
29.本实施例中，优选的，若干变频器3分别与两台电机5连接。
30.通过上述方案，通过变频器3的使用来调节电机5的使用。
31.本实施例中，优选的，若干电机5为异步交流电机5，若干电机5通过减速机与机车行走轴连接。
32.通过上述方案，通过电机5与机车行走轴的连接来驱动电机车。
33.本实施例中，优选的，若干变频器3前端进线采用可控硅控制。
34.通过上述方案，机车换线路及与电源刚接通时电网9电压与变频器3之间会有一定的电压差，变频器3前端进线采用可控硅控制能够减小此时的充电电流，减小对电网9的冲击。
35.本实施例中，优选的，若干变频器3采用热管强制风冷散热方式进行散热。
36.本实用新型的工作原理如下：
37.本中压架线式交流变频牵引电机车主要通过六台电机5进行驱动，每台电机5相互独立，由通过架线弓8进行连接的电网9提供交流电经过整流后进行供电，设置有直流滤波装置7来使得输出波形更加平稳，架线弓8与若干变频器3之间连接有进线直流电抗器6，变频器3安装在柜体2内，采用热管强制风冷散热方式进行散热，柜体2安装在机车配电室1内，电机5为异步交流电机5，额定电压为1140v，功率330kw，与机车行走轴通过减速机连接，六台电机5行走时要求速度同步，输出转矩相差较小，减小电机5不同步造成故障停车或设备损坏，在机车换线路及与电源刚接通时电网9电压与变频器3之间会有一定的电压差，为了减小此时的充电电流，减小对电网9的冲击，变频器3前端进线采用可控硅控制，为了减少六台电机5之间的速度和转矩差，使用一个控制系统4，控制六台电机5，变频器3分为三台功率单元，由一个控制系统4控制，每台功率单元分别接两台电机5，每台功率单元功率为两台电机5和的1.5倍，变频器3设备总功率为2700kw，散热采用热管强制风冷散热方式。
38.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用
新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。