[发明专利]蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车

说明书

一种蓄电式开关磁阻电机调速电力机车，组成部分包括电源、开关磁阻电机控制系统、机车行走部；电源采用蓄电池，实现电能驱动和控制系统的电源供给；开关磁阻电机控制系统包括开关磁阻电机、检测信号反馈模块、转速控制系统模块、转矩分配模块、PWM脉宽调制模块、IGBT驱动模块、功率转换模块、过载保护模块；开关磁阻电机控制系统设置于所述机车行走部的电机上，且与其连接控制。本发明定位及检测转速精度更高；调节速度快、精度高；避免开关磁阻电机与电源间的无功能量交换，提高功率变换器容量的利用率、减少斩波次数、降低转矩脉冲；成本低、可靠性强、降低启动电流、增加启动转矩，实现连续化运转，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及场内轨道交通运输用车，具体地说是一种蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车。

背景技术

蓄电式电力机车一般适用于钢铁厂、矿山等企业内部用于铁水、煤炭等货物场内转运。

现有蓄电式电力机车多采用变频调速，即通过变频器驱动电机的同时进行调速控制，这种调控方式存在的主要问题包括电机成本高，给企业带来经济负担；不适合电机频繁启动停止的操控、容易出现高温退磁等现象；对于变频调速电机，大负载高速启动的电机启动电流大，冲击电流容易损坏控制电路，严重影响转运工作的进度，影响生产。另外，在实际生产使用过程中，现有开关磁阻电机电力机车技术存在以下缺陷：

1、现有电力机车的电机，没有精准控制启动速度，启动速度过快导致电流过载；或者启动速度过慢，影响机车使用效率，对电机自身的长期使用造成影响，严重的影响电机的使用寿命；

2、现有开关磁阻电机调速系统没有开关角控制的智能算法，导致出现转矩脉冲，使电机出现很大的噪声；

3、位置检测精度低，导致电机转速检测精度低；

4、现有电力机车的电机控制线路中缺少过载保护，导致电流过载后烧坏部分电路。

发明内容

本发明是针对背景技术中涉及的技术缺陷，提供一种成本低、检测精度高、转换率高、可控性强、有效保护控制电路的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车。

本发明所采用的技术方案是：一种蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，组成部分包括电源、开关磁阻电机控制系统、机车行走部；

所述电源采用蓄电池，实现电能驱动和控制系统的电源供给；

所述开关磁阻电机控制系统包括开关磁阻电机、检测信号反馈模块、转速控制系统模块、转矩分配模块、PWM脉宽调制模块、IGBT驱动模块、功率转换模块、过载保护模块；

所述开关磁阻电机控制系统设置于所述机车行走部的电机上，且与其连接控制。

作为优选的技术方案：所述机车行走部包括一台双轴的开关磁阻电机、一套开关磁阻电机控制系统、四个轮轴；每个所述轮轴配设一个减速机；

所述开关磁阻电机通过万向转接节与轮轴减速机连接，两个所述轮轴之间通过万向转接节连接；双轴电机两侧的部件组合对称设置。

作为优选的技术方案：所述检测信号反馈模块包括电机电流检测、位置检测和速度检测。

作为优选的技术方案：所述位置检测采用编码器，实现转子位置的检测。

作为优选的技术方案：所述速度检测采用编码器；开关磁阻电机的转子位置检测信号的频率与转速成正比，编码器信号设置标志位，电机每转一圈，控制程序中标志位计数加一，以标志位累加周期计算得到电机转速。

作为优选的技术方案：转速控制系统模块的控制结构采用电流调节器和转速调节器双闭环控制，控制规律选用分段比例积分(PI)。

作为优选的技术方案：所述的分段比例积分控制具体过程为：

第一段：缓冲期