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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型礦用蓄電池電機(jī)車斬波調(diào)速司控器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本控制器以單片機(jī)為控制核心，三菱驅(qū)動(dòng)IGBT對(duì)礦用電機(jī)車進(jìn)行斬波調(diào)速，代替了原有的串電阻調(diào)速，調(diào)速平滑、節(jié)能、體積小、效率高，并加入各種保護(hù)，如過(guò)壓、過(guò)流、短路等使系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定。
- 詳細(xì)介紹：
- 針對(duì)礦井內(nèi)瓦斯環(huán)境下的蓄電池電機(jī)車，研制了一種隔爆型直流斬波調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)以ATmega16單片機(jī)為控制核心，采用在線估計(jì)算法對(duì)無(wú)速度傳感器直流電機(jī)進(jìn)行PWM轉(zhuǎn)速控制。系統(tǒng)電源模塊化、強(qiáng)弱電完全隔離、功率IGBT模塊采用專用厚膜驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)，提高系統(tǒng)可靠性，減少故障率。具備完善的過(guò)壓、欠壓、短路保護(hù)、IGBT模塊保護(hù)及能耗制動(dòng)等功能。解決了傳統(tǒng)串電阻調(diào)速方法帶來(lái)的發(fā)熱、浪費(fèi)電能等問(wèn)題。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，調(diào)速性能平穩(wěn)準(zhǔn)確，具有較好的應(yīng)用前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 礦用蓄電池式電機(jī)車一直是井下煤礦運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，但現(xiàn)有的調(diào)速方式主要為串電阻調(diào)速，其操作不便、耗能大、對(duì)觸頭沖擊大、電機(jī)車易損壞，所以用PWM斬波調(diào)速技術(shù)代替串電阻調(diào)速，節(jié)省能源、操作方便。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 此控制器由單片機(jī)為控制核心，具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流保護(hù)、平穩(wěn)起動(dòng)等功能。通過(guò)PWM波形輸出，能夠自動(dòng)控制電流與輸出力矩的關(guān)系并實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。故障時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)，維修方便。 控制器適用于直流母線電壓在60V-300V范圍內(nèi)的斬波調(diào)速電機(jī)車，起動(dòng)時(shí)間可調(diào)，并帶有IGBT保護(hù)功能。雙司機(jī)控制時(shí)，具有電氣互鎖功能。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室 階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 可簽協(xié)議轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 圖紙、圖片、樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 以IGBT為主開關(guān)管的直流斬波調(diào)速器, 用單片機(jī)統(tǒng)一控制， 操作靈活, 調(diào)速性能好, 維修方便, 成本低, 經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 會(huì)對(duì)煤礦的節(jié)能和高效率做出很大的貢獻(xiàn)，并帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益, 對(duì)于煤礦運(yùn)輸安全起到了積極作用。
同類課題研究水平概述
- 礦用電機(jī)車主要用于井下運(yùn)輸大巷和地面的長(zhǎng)距離對(duì)運(yùn)輸，運(yùn)輸對(duì)象為煤炭、矸石、材料、設(shè)備、人員，蓄電池式電機(jī)車主要用于高濃度的礦井中。 自從上世紀(jì)30年代我國(guó)從歐美國(guó)家引入了有軌運(yùn)輸方式。煤礦電機(jī)車就逐漸成為井下運(yùn)輸和長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹饕问?，電機(jī)車調(diào)速一直采用串電阻調(diào)速，這種調(diào)速方式的特點(diǎn)是操作、維修都比較簡(jiǎn)單，而且適應(yīng)性也比較強(qiáng)，但調(diào)速不平滑，對(duì)電機(jī)車的齒輪和直流電動(dòng)機(jī)有較大的沖擊，而且這種調(diào)速方式的最大弱點(diǎn)是有大量的電能消耗在電阻發(fā)熱上，能耗太大。直流斬波調(diào)速在歐洲于60年代末試制成產(chǎn)品，日本90年代初也開發(fā)出以大功率晶體管GTR為功率開關(guān)的斬波調(diào)速器。 隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展和直流調(diào)速理論的更新，將直流斬波調(diào)速推向了實(shí)用階段。我國(guó)于90年代開始引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，采用IGBT功率模塊作斬波開關(guān)，使用PWM控制方法，試制成功了電機(jī)車直流斬波調(diào)速器。直流斬波調(diào)速與串電阻調(diào)速的同類電機(jī)車相比，節(jié)能達(dá)20％以上，不僅調(diào)速平滑，而且電機(jī)車的爬坡能力也大大提高。 目前國(guó)內(nèi)斬波調(diào)速電機(jī)車以有成型產(chǎn)品，技術(shù)基本自主，但還不是很成熟和穩(wěn)定，作者根據(jù)具體實(shí)際需要，針對(duì)礦用5t-12t隔爆型蓄電池電機(jī)車，提出一種新型斬波調(diào)速控制理論。其新系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成度高，抗干擾性強(qiáng)的控制板，將現(xiàn)有防爆殼體積減小一倍；增加電制動(dòng)、制動(dòng)時(shí)回饋電能的功能，充分達(dá)到節(jié)能目的；改善電源穩(wěn)定性和IGBT驅(qū)動(dòng)可靠性，設(shè)計(jì)新型IGBT驅(qū)動(dòng)電路。
