[实用新型]防爆特殊型蓄电池变频调速电机车

说明书

技术领域

本实用新型属于电机车技术领域，具体涉及一种防爆特殊型蓄电池变频调速电机车。

背景技术

电机车是煤矿生产和隧道施工的主要运输设备。其驱动系统为直流牵引电动机，通过二级或一级齿轮减速装置将转矩传递给车轮。直流牵引电动机以串励的形式工作，通过电阻调速凸轮控制器或直流斩波控制器来控制电动机，从而实现电机车的启动、运行等控制，制动采用的是机械制动的方式。

电阻调速凸轮控制调速方式系带电阻起动、运行，耗电量大；有级调速，齿轮冲击大；触头磨损大、易烧蚀，故障率高，可靠性能安全性能低下，危及安全生产；维修频繁，维修费用高，停产误工时间长。鉴于此，国家矿用产品安全标志中心2010年6月发布公告，规定8t以上的防爆电机车不得使用电阻调速方式。2012年1月，又发布【2012】2号文件，注销8t及以下电阻调速防爆特殊型蓄电池电机车的煤矿矿用产品安全标志，生产企业必须立即停止生产和销售。

直流斩波控制调速方式比之电阻调速凸轮控制调速方式，技术上有了很大的进步，起动相对平稳，无级调速，牵引力有提高，故障率低，但驱动电动机采用的仍是直流牵引电动机。直流牵引电动机虽然有很好的牵引特性，但其换向器、电枢结构复杂、制造工艺复杂、成本高；需经常更换电刷，故障率高，维修成本高、使用寿命短；其体积大，不利于整机部置。

这两种调速方式均采用机械制动，即通过手轮转动丝杠或气制动方式带动连杆机构，通过增加制动块和车轮之间的接触压力而产生摩擦力来阻止机车运行。直流斩波控制调速方式虽有电气能耗制动，但制动力很弱，使用高耗能电阻，且不能实现能耗再生。这种机械制动方式安全系数低，反应迟缓，操作笨拙，制动效果差；机械磨损大，闸瓦使用寿命很短，更换频繁；在长距离下坡运行过程中，为了满足制动距离的要求，常需往轨道上撒砂来增大摩擦力，使用很不方便；易产生高温，不适合在爆炸性环境中使用；在紧急制动时会使车轮抱死造成脱轨事故。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种起动力矩大、无级调速、电气制动效果好、反映迅速、可靠性好、安全系数高、节约能源、维修成本非常低的防爆特殊型蓄电池变频调速电机车。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种防爆特殊型蓄电池变频调速电机车，其特征在于：包括防爆型电源装置、隔爆插销、交流牵引电动机、隔爆型变频器和用于控制交流牵引电动机工作的转差频率矢量控制牵引变频调速系统；所述防爆型电源装置通过隔爆插销为隔爆型变频器提供直流电，隔爆型变频器把直流电转换成电压和频率可调的三相交流电供给交流牵引电动机。

上述方案中，所述变频调速系统包括正反牵引控制模块、无极调速模块、恒速控制模块和制动控制模块。

上述方案中，所述制动控制模块包括电气再生制动控制模块。电气再生制动的原理是：当电机车需要减速时，使用回馈再生制动，停止供电，变频电动机即在惯性的作用下进入发电状态，产生相反于电动机转动方向的转矩，实现电气制动，制动效果极佳；同时发出的三相交流电经过电气系统整流后对电源装置进行充电，能延长电源装置蓄电池放电时间。机械制动仅用于驻车，在正常运行时采用回馈电气再生制动即可完全满足制动要求，机械制动几乎不用，闸瓦几无磨损，免于维护。这种制动方式从根本上解决了现有的电阻调速凸轮调速和直流斩波调速在驱动和制动方面存在的问题，提高制动性能和安全性能，同时还起到节约能源、降低电能消耗的作用。