阅读说明：本技术 一种变频调速电机车控制系统 (Control system of variable-frequency speed-regulating electric locomotive ) 是由 陈燕珊 于 2019-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明专利公开了一种变频调速电机车控制系统,在滤波电路前接入限流电阻14和直流接触器15组成的限流电路；由电阻13及功率开关管12组成的制动电路相结合的控制电路。本发明专利具有的优点是：1、宽幅度波动输入电压的稳压电路使该变频调速电机车可以适合当今所有的工矿企业的供电环境；2、限流电路的设计可以使电机车起动时不产生对电网的过大电流冲击,使架空电网不会因此而产生过流跳闸,从而影响整个运输系统的作业；3、由于采用再生能源制动可以比没有此项功能的变频调速电机车节电率提高10％。(The invention discloses a control system of a variable-frequency speed-regulating electric locomotive, wherein a current-limiting circuit consisting of a current-limiting resistor 14 and a direct-current contactor 15 is connected in front of a filter circuit; and a control circuit combined with a brake circuit consisting of a resistor 13 and a power switch tube 12. The invention has the advantages that: 1. the voltage stabilizing circuit of wide-amplitude fluctuation input voltage ensures that the variable-frequency speed-regulating electric locomotive can be suitable for the power supply environment of all current industrial and mining enterprises; 2. the design of the current limiting circuit can prevent the electric locomotive from generating overlarge current impact on a power grid when being started, so that the overhead power grid cannot generate overcurrent tripping, and the operation of the whole transportation system is influenced; 3. the energy saving rate of the frequency conversion speed regulation electric locomotive without the function can be improved by 10 percent by adopting the regenerative energy braking.)

一种变频调速电机车控制系统

技术领域

本发明涉及一种架线式电机车变频控制电路。

背景技术

目前现有的架线式变频调速电机车，具有如下的缺点：1、现有架线式变频调速机车，因为在起动时，变频器内由于对滤波器的大电容有个十分可观的充电电流，经常引起供电系统的跳闸；2、现有变频器对架线电压的波动范围要求限制在±30％，而目前很多工矿企业架线电压的实际波动往往超过这个幅度，所以现有变频调速机车尚不能适合在这种工矿企业顺利运行；3、现有架线式变频调速机车只有电阻能耗制动，而没有再生能源制动。

发明内容

本发明的目的是是提供一种变频调速电机车控制系统。

本发明的目的是通过如下方式实现的：一种变频调速电机车控制系统，架空线电源1正端通过自动开关11一端接入限流电路中，所述的限流电路由限流电阻14和直流接触器15并联组成，限流电阻14与直流接触器15并联后的另一端接滤波电路，滤波电路的输出端分三路：一路接到IGBT三相逆变电路中三组双管型IGBT上桥板的集电极，三组双管型IGBT下桥板的发射极接电源1的负端，三组双管型IGBT上桥板和下桥板连接点分别接交流电机三相绕组；一路接母线电压检测电路到CPU微机板的21端；一路接制动电路中功率开关管12的集电极，所述的制动电路由功率开关管12和电阻13组成，功率开关管12的发射极电阻13；稳压电源电路输入端接电源21C正端，输出端分别接CPU微机板11电源端和司控电路输入端，司控电路输出端接到CPU微机板的信号输入端，CPU微机板的IGBT驱动输出端G接到IGBT三相逆变电路的6个IGBT栅极，CPU微机板的斩波信号端24接制动电路中功率开关管12的栅极，制动电路的电阻13接电源1的负端。

本发明一是采用适合大范围电压波动(-35～45％)的稳压电源；二是在斩波电路前面接入由电阻14和开关15组成的限流电路；三是采用再生能源制动和由电阻13及功率开关管12组成的能耗制动相结合的电气线路，具有的优点是：1、宽幅度波动输入电压的稳压电路使该变频调速电机车可以适合当今所有的工矿企业的供电环境；2、限流电路的设计可以使电机车起动时不产生对电网的过大电流冲击，使架空电网不会因此而产生过流跳闸，从而影响整个运输系统的作业；3、由于采用再生能源制动可以比没有此项功能的变频调速电机车节电率提高10％。

附图说明

图1是本发明的电路方框图；

具体实施方式

如图1所示，一种变频调速电机车控制系统，架空线电源1正端通过自动开关11一端接入限流电路中，所述的限流电路由限流电阻14和直流接触器15并联组成，限流电阻14与直流接触器15并联后的另一端接滤波电路，滤波电路的输出端分三路：一路接到IGBT三相逆变电路中三组双管型IGBT上桥板的集电极，三组双管型IGBT下桥板的发射极接电源1的负端，三组双管型IGBT上桥板和下桥板连接点分别接交流电机三相绕组；一路接母线电压检测电路到CPU微机板的21端；一路接制动电路中功率开关管12的集电极，所述的制动电路由功率开关管12和电阻13组成，功率开关管12的发射极电阻13；稳压电源电路输入端接电源1正端，输出端分别接CPU微机板16电源端和司控电路输入端，司控电路输出端接到CPU微机板的信号输入端，CPU微机板的IGBT驱动输出端G接到IGBT三相逆变电路的6个IGBT栅极，CPU微机板的斩波信号端24接制动电路中功率开关管12的栅极，制动电路的电阻13接电源1的负端。

本发明的工作原理：架空线对地额定电压的电源21C，由正端通过自动开关11一端接入，由限流电阻14和直流接触器15的并联组成的限流电路中，限流电阻14与直流接触器15并联后的另一端接滤波电路中的滤波电容正端。滤波电路的输出端接到IGBT三相逆变电路中三组双管型IGBT上桥板的集电极，三组IGBT下桥板的发射极接电源1的负端，CPU微机板的IGBT驱动输出端接到IGBT三相逆变电路的6个IGBT栅极；CPU微机板和司控电路的控制电源由稳压电源电路供给。稳压电源电路主要是将不稳定的网压经DC/DC转换成控制电器需要的24V和IGBT需要的15V。司控电路是司机操作机车运行的主令线路，司机通过方向开关接到CPU微机板的信号输入23接口，CPU微机板的输出接到IGBT三相逆变电路中的6个IGBT栅极，通过改变IGBT通断次序达到控制电机的正反转，实现机车的前进还是后退；司控电路中的调速手柄是通过旋转变压器输出0～5V的模拟信号接到CPU微机板的调速输入端，通过模/数转换，最后使IGBT三相逆变电路输出相应的频率信号给交流电机，实现电机车转速的变化。

机车制动由制动电路实现，它分为能源再生制动和能耗制动，当机车减速时，电动机的旋转速度将超过同步转速而进入再生制动状态。这时母线电压升高，当线路上无其它机车消耗此能源时，母线电压会持续升高，当母线电压检测电路到达设定值时就将信号输入CPU微机板，从而驱动功率开关管12导通，这时，电机从能源再生制动进入能源消耗在电阻13上的能耗制动。