礦用直流斬波調(diào)速器介紹

1、礦用直流斬波調(diào)速器介紹由于焦煤集團(tuán)現(xiàn)階段多采用斬波調(diào)速電機(jī)車，故下面針對(duì)這種調(diào)速方式再作一個(gè)專門(mén)介紹。一、 簡(jiǎn)介礦用直流斬波調(diào)速器適用于窄軌工礦電機(jī)車的直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、調(diào)速的配套產(chǎn)品。本產(chǎn)品在過(guò)去可控硅脈沖調(diào)速基礎(chǔ)上改進(jìn)、發(fā)展而來(lái)，斬波器功率管采用比可控硅元件性能更好的進(jìn)口igbt絕緣柵雙極型大功率晶體管元件，它是世界上最優(yōu)秀的電力電子功率開(kāi)關(guān)元器件，具有性能佳、開(kāi)關(guān)頻率高、驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)斷可靠、容量大、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因此，采用igbt斬波調(diào)速方案的機(jī)車具有無(wú)級(jí)調(diào)速、啟動(dòng)平穩(wěn)、啟動(dòng)力矩大、保護(hù)功能全等特點(diǎn)。新型的igbt模塊內(nèi)部都設(shè)有過(guò)電流限制電路，能很好的保護(hù)機(jī)車電機(jī)和相關(guān)電器。斬波調(diào)速

2、機(jī)車能在波動(dòng)大的直流電網(wǎng)正常運(yùn)行，輸入電壓允許在+20%至-30%的范圍內(nèi)波動(dòng)；礦用架線式機(jī)車調(diào)速器還具有電制動(dòng)的擋位?？梢栽诤艽蟪潭壬蠝p少使用機(jī)車手制動(dòng)的次數(shù)，使閘瓦片的磨損降低，減少維修量。傳統(tǒng)的電阻調(diào)速是通過(guò)改變啟動(dòng)電阻的阻值來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)電壓，調(diào)速過(guò)程中啟動(dòng)電阻會(huì)大量發(fā)熱損耗大量電能；而igbt斬波調(diào)速是通過(guò)改變igbt導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間的比值調(diào)節(jié)電機(jī)平均電壓，調(diào)速過(guò)程中能量損耗極小。所以在同等工況下斬波調(diào)速機(jī)車比電阻調(diào)速機(jī)車節(jié)能30%以上。二、 斬波調(diào)速器的組成：該調(diào)速器分蓄電池機(jī)車用調(diào)速器和架線式機(jī)車用調(diào)速器。蓄電池機(jī)車用調(diào)速器由外殼、司機(jī)控制器、斬波主機(jī)組成，斬波主機(jī)包括控制驅(qū)動(dòng)盒、光電

3、給定器、igbt模塊（采用進(jìn)口元器件）、dc/dc輔助開(kāi)關(guān)電源模塊、濾波電容共五部分。架線式機(jī)車用調(diào)速器由司機(jī)控制器、斬波主機(jī)箱、平波電抗器及制動(dòng)電阻器四大部分組成。每臺(tái)我公司出產(chǎn)的斬波調(diào)速器都印有“韶力牌”標(biāo)志，謹(jǐn)防假冒產(chǎn)品。igbt是由場(chǎng)效應(yīng)晶體管與大功率晶體管相結(jié)合的全控功率開(kāi)關(guān)元件，其開(kāi)關(guān)頻率高，驅(qū)動(dòng)功率小，當(dāng)柵極施加+15v時(shí)，器件即導(dǎo)通，施加0或-15v時(shí)，器件即關(guān)斷?？刂乞?qū)動(dòng)盒為斬波調(diào)速器的核心部分，由波形發(fā)生器、脈寬調(diào)制器、給定跟隨器、過(guò)流放大器、脈沖漸寬電路組成，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)及igbt的驅(qū)動(dòng)等功能。 光電給定器通過(guò)調(diào)速手柄主軸凸輪聯(lián)動(dòng)，當(dāng)調(diào)速手柄進(jìn)入牽引位時(shí)，接通控

4、制驅(qū)動(dòng)盒24v工作電源，通過(guò)調(diào)節(jié)光電給定器操縱件角度變化，輸出04v給定電壓，實(shí)現(xiàn)機(jī)車無(wú)級(jí)調(diào)速功能。輔助開(kāi)關(guān)電源模塊將輸入電壓轉(zhuǎn)換成24v直流電，為控制驅(qū)動(dòng)盒等提供24v穩(wěn)定工作電源。三、 工作原理：在電源與電機(jī)之間接入一個(gè)igbt斬波調(diào)速器，它像通斷極快的高速開(kāi)關(guān)，通過(guò)改變導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間的長(zhǎng)短的比值即占空比，來(lái)改變電機(jī)端平均電壓值，以達(dá)到調(diào)速的目的。四、 操作規(guī)程：觀察機(jī)車周圍，無(wú)障礙及軌道信號(hào)燈允許通行的情況下，發(fā)出行車指令。 確定行車方向，移動(dòng)司機(jī)控制箱反向手柄，反向手柄共有三個(gè)工作位，即“0”位、“向前”位、“向后”位，由于主回路未接通，操作反向手柄時(shí)觸點(diǎn)是不帶電轉(zhuǎn)換的，為了做到無(wú)弧轉(zhuǎn)

5、換，主手柄與反向手柄之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖。將反向手柄置于“向前”位或者“向后”位，同時(shí)松開(kāi)閘瓦，準(zhǔn)備啟動(dòng)機(jī)車。司機(jī)操作主手柄由“0”位移至“合閘”位（約轉(zhuǎn)動(dòng)到30）。繼續(xù)操作主手柄由“合閘”位移至“調(diào)節(jié)”位（約40），待三秒后繼續(xù)操作。操作主手柄由“調(diào)節(jié)”位繼續(xù)向前移動(dòng)時(shí)（40至于120之間）機(jī)車處于調(diào)壓位運(yùn)行，主手柄驅(qū)動(dòng)光電給定器光盤(pán)移動(dòng)，即可改變vt1、vt2的導(dǎo)通脈寬，司機(jī)控制箱輸出電壓（即加在電動(dòng)機(jī)上的端電壓）也隨著主手柄的前移不斷提高到最大調(diào)節(jié)電壓（其調(diào)壓范圍為098%輸入電壓），機(jī)車速度也不斷提高。主手柄從130移至終點(diǎn)位置（約150）時(shí)，機(jī)車全電壓運(yùn)行。主手柄由全壓位退回“0”位時(shí)的

6、工作過(guò)程與上過(guò)程相反。司機(jī)可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)解調(diào)速手柄在40至150之間來(lái)控制機(jī)車速度。當(dāng)需要減速時(shí)，可將調(diào)速手柄在全壓位逆時(shí)針?lè)较蛞频胶线m位置，直至退回到“合閘”位或“0”位，司控器停止工作，機(jī)車靠慣性運(yùn)行。主手柄由“全壓”位返回“0”位，機(jī)車速度減小直至停止。當(dāng)機(jī)車要換向運(yùn)行時(shí)，必須將主手柄回“0”位后，待機(jī)車停穩(wěn)之后，方可操作方向手柄實(shí)施換向操作。若機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)輪子打滑時(shí)，可適當(dāng)降低機(jī)車速度，并按運(yùn)行方向扳動(dòng)撒沙筒開(kāi)關(guān)撒沙。 當(dāng)機(jī)車在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)處理。嚴(yán)禁在無(wú)調(diào)速情況下，將調(diào)速手柄扳至機(jī)械全速位運(yùn)行。司控器不使用時(shí)，方向手柄應(yīng)置于“0“位。司機(jī)離開(kāi)機(jī)車時(shí)應(yīng)取出方向手柄。五

7、、 用戶保養(yǎng)及注意事項(xiàng)：1、定期檢查各部件緊固螺絲是否松動(dòng)，尤其是濾波電容、igbt、續(xù)流二極管、防反二極管緊固螺絲。若松動(dòng)，應(yīng)及時(shí)擰緊。2、定期檢查電機(jī)線圈的絕緣強(qiáng)度，應(yīng)在2m以上，若達(dá)不到，則應(yīng)及時(shí)處理。測(cè)量電機(jī)絕緣強(qiáng)度時(shí)，電機(jī)線圈與斬波器主機(jī)回路必需斷開(kāi)。3、定期檢查給定器內(nèi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)工作是否正常，給定器輸出電壓是否在04v之間線性變化。4、定期用500型萬(wàn)用表歐姆檔檢測(cè)電容的充放電情況（最好用電容表測(cè)量其容量值），當(dāng)電容容量不足時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，否則將危及igbt工作安全。5、定期檢查各接插件是否插接牢靠，若松動(dòng)，應(yīng)及時(shí)處理。司機(jī)在操作機(jī)車時(shí)，請(qǐng)盡量使機(jī)車工作在全速位，不宜長(zhǎng)時(shí)間在調(diào)速位工

8、作。司控器散熱板設(shè)有85的溫度開(kāi)關(guān)，如果機(jī)車出現(xiàn)頻繁停機(jī)的現(xiàn)象，則司機(jī)及維修人員需對(duì)機(jī)車進(jìn)行檢查，檢查機(jī)車是否長(zhǎng)期處于調(diào)速位拖重載的工況，檢查司控器的散熱情況及全速位旁路開(kāi)關(guān)接觸狀況。在進(jìn)行機(jī)車維護(hù)時(shí)，請(qǐng)注意檢查igbt模塊是否緊貼散熱底板，司控器散熱鋁板是否緊貼司控器外殼，緊貼是指兩個(gè)面緊貼接觸，而非點(diǎn)接觸。機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中，如溫度過(guò)高（司控器外殼背面有燙手的感覺(jué)）而停機(jī)，則稍等一段時(shí)間，待溫度下降后，將主手柄歸零復(fù)位，機(jī)車即能恢復(fù)工作，不需做任何處理，不屬于故障現(xiàn)象。若操作手柄扳倒調(diào)速位，機(jī)車不動(dòng)時(shí)，嚴(yán)禁繼續(xù)扳到全速位使用，否則將引起全速開(kāi)關(guān)燒壞，同時(shí)對(duì)電機(jī)以及齒輪均會(huì)有沖擊，甚至損壞。停

9、車時(shí)一般將主手柄歸零，再用制動(dòng)手輪剎車，禁止采用打反方向的方法停車。主手柄未歸零時(shí)嚴(yán)禁使用制動(dòng)手輪強(qiáng)制剎車。貯存期超過(guò)一年使用時(shí)，應(yīng)先做輕載試車。在更換電機(jī)或者大修后，請(qǐng)注意在試車時(shí)，要確保兩臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向一致，否則一開(kāi)車電機(jī)就會(huì)嚴(yán)重過(guò)載。六、 常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法（1） 控制電路部分：觀察控制盒15v綠色指示燈和紅色故障指示燈?？刂坪兄甘揪G燈亮：說(shuō)明控制盒供電電路（輔助電源、給定器內(nèi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)）正常?？刂坪兄甘揪G燈不亮：檢查給定器內(nèi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)及給定器輸出插座是否接觸良好，相關(guān)連線是否斷開(kāi)，給定器有無(wú)04v電壓輸出。檢查給定器及給定器插座、線路、傳動(dòng)裝置是否松動(dòng)或斷開(kāi)，將其修復(fù)或更換。若控制盒驅(qū)動(dòng)指

10、示紅燈亮或閃爍，則可能是控制驅(qū)動(dòng)盒壞，也可能是igbt損壞；igbt損壞則更換，控制驅(qū)動(dòng)盒壞則更換控制驅(qū)動(dòng)盒，若確實(shí)判斷控制盒損壞，更換之前先檢查igbt是否損壞，只有確保igbt正常后，才能通電試車。檢查輔助電源輸入（紅色）和輸出（綠色）的指示燈是否都亮，若都不亮，則更換輔助電源。若給定器和輔助電源都正常，則控制盒壞，需更換。（2） 主電路部分：主電路未接通。 igbt開(kāi)路（此時(shí)控制盒驅(qū)動(dòng)指示紅燈會(huì)閃爍），更換igbt。（3） 電機(jī)電路部分：反向鼓接觸不良，電機(jī)線圈開(kāi)路或相應(yīng)線路斷開(kāi)，碳刷磨損過(guò)多。將其修復(fù)或更換。（4） 車能調(diào)速但速度不夠1、機(jī)車超載，減輕負(fù)載。2、機(jī)械故障，制動(dòng)閘瓦未完全

11、松開(kāi)。檢查機(jī)械部分，將其修復(fù)。3、更換控制盒或電流傳感器。4、給定電壓（adj）不夠，低于3.5v，檢查給定器，將其修復(fù)或更換。5、單電機(jī)工作，檢查電機(jī)及換向鼓。（5） 機(jī)車失控司控器調(diào)速手柄剛進(jìn)入合閘位，機(jī)車突然進(jìn)入全速，即為失控。1、電容松動(dòng)或電容無(wú)容量，引起igbt擊穿。緊固或更換電容，更換igbt。2、給定器損壞，給定電壓在3.5v以上，或?yàn)槟骋还潭ㄖ?。更換給定器。3、電機(jī)線圈s1-2或c2-2接地。將其修復(fù)或緊固。4、全速開(kāi)關(guān)粘結(jié)。將其修復(fù)或更換接觸頭。（6） 主手柄剛吸合，便燒主電源保險(xiǎn)1、電機(jī)線圈絕緣強(qiáng)度不夠、短路或搭鐵。將其修復(fù)或更換。2、電容擊穿或電源正負(fù)極短路。更換電容或檢

12、查電源電路。3、igbt和續(xù)流二極管擊穿。更換igbt和續(xù)流二極管。維修注意事項(xiàng)：1、檢修前務(wù)必先斷開(kāi)電源，同時(shí)將儲(chǔ)能電容放電完后，方可操作。即在電源斷開(kāi)情況下將電機(jī)車調(diào)速手柄推到“全速”位，使電容上儲(chǔ)存的電量放完后，才能開(kāi)箱維修。2、維修時(shí)，切忌盲目更換元件，應(yīng)根據(jù)電氣原理分析，找出故障部位，分析損壞原因。在確認(rèn)需更換元件時(shí)，請(qǐng)選用同規(guī)格、型號(hào)的配件，最好選用制造廠家配件，以確保機(jī)器正常運(yùn)行。3、控制盒是整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的核心部位，其要求較嚴(yán)格，請(qǐng)不要隨便亂動(dòng)其元件，控制盒原則上不要求用戶維修，能判斷其好壞即可。4、更換igbt和防反二極管時(shí)，務(wù)必使其散熱面平整、光滑，并均勻涂上導(dǎo)熱硅脂。緊固時(shí)

13、應(yīng)對(duì)角擰緊螺絲，確保其工作溫度能有效地傳到散熱板上。5、電容屬易損件，更換時(shí)應(yīng)注意其極性，其正負(fù)極螺絲要上緊，不能松動(dòng)，且定期檢查。若不能緊固，則應(yīng)更換，否則將危及igbt工作安全。6、應(yīng)判斷igbt正常后，才能更換控制盒。否則，igbt（g、c）擊穿后，高壓將從igbt的g串入控制盒，繼續(xù)損壞新的控制盒。7、維修主機(jī)時(shí)，應(yīng)注意鋁板底部平整，無(wú)劃痕、灰塵及其它物質(zhì)；更換主機(jī)時(shí)，應(yīng)注意鋁散熱板與司控器外殼接觸面完全接觸（無(wú)縫隙），使鋁板溫度能有效地通過(guò)司控器外殼散熱。8、維修結(jié)束后，將維修情況記錄清楚。（7） igbt好壞的判斷：1、首先將控制端g、e用銅線短接，用500型萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量，黑表

14、筆（實(shí)際電表內(nèi)接電池正極）接c極，紅表筆接e級(jí)，表針不動(dòng)。然后，黑、紅表筆對(duì)調(diào)測(cè)量，表針偏轉(zhuǎn)較大（用x1檔時(shí)，1020），最后拆掉銅線，測(cè)量控制端，若正反向都不通，則初步判斷igbt正常。2、用表x10k檔（內(nèi)接有9v電池）黑表筆接g，紅表筆接e，即在控制端加正向電壓，再將黑表筆移接c，此時(shí)萬(wàn)用表讀數(shù)很小。然后將紅表筆接g，黑表筆接e，即在控制端加反向電壓，再將黑表筆接c，紅表筆接e，此時(shí)萬(wàn)用表讀數(shù)為無(wú)窮大，則證明該igbt控制特性正常。否則，則不正常。3、萬(wàn)用表x10k檔測(cè)試c、e、g對(duì)底板絕緣電阻時(shí)，萬(wàn)用表指針應(yīng)不動(dòng)。為無(wú)窮大時(shí)為正常，否則為不正常。（8） 控制驅(qū)動(dòng)盒好壞判斷控制驅(qū)動(dòng)盒正常

15、與否，可以通過(guò)觀察+/-15v綠色指示燈和驅(qū)動(dòng)指示紅燈t1、t2來(lái)判斷。當(dāng)cn1的2（紅色）、3（黑色）腳有24v電壓輸入時(shí)，綠燈全亮，而紅燈不亮?xí)r，則一般為正常；紅、綠燈全不亮?xí)r，則控制驅(qū)動(dòng)盒壞了；綠燈亮，紅燈也亮?xí)r，應(yīng)檢查igbt或igbt驅(qū)動(dòng)線中隔離二極管是否開(kāi)路，若igbt或igbt驅(qū)動(dòng)線中隔離二極管均正常，則控制驅(qū)動(dòng)盒壞。由于控制驅(qū)動(dòng)盒參數(shù)要求比較嚴(yán)格，需特殊儀器設(shè)備才能檢測(cè)，若控制驅(qū)動(dòng)盒出現(xiàn)問(wèn)題，可寄回我公司進(jìn)行檢修。我公司配有控制驅(qū)動(dòng)盒測(cè)試儀，可直接測(cè)試控制驅(qū)動(dòng)盒的好壞（測(cè)試儀也能用于檢測(cè)光電給定器檢測(cè)）。（9） 光電給定器好壞判斷用500型萬(wàn)用表x1檔或x10檔測(cè)量微動(dòng)開(kāi)關(guān)通斷，若萬(wàn)用表讀數(shù)趨近于零，則為正常。反之，電阻很大或開(kāi)路為不正常，需更換。當(dāng)光給定器接入電路中，插座5（橙色）、6（黑色）腳之間有15v工作電壓時(shí)，調(diào)節(jié)光電給定器操縱件時(shí)，4腳（白色）應(yīng)隨操縱件轉(zhuǎn)動(dòng)角度變化輸出04v電壓，則為正常。若全速開(kāi)關(guān)剛吸合時(shí)，輸出電壓仍低于3.5v，則為不正常，需修理或更換。（10） 輔助電源好壞判斷觀察輔助電源輸入指示紅燈和24v輸出綠燈，當(dāng)紅燈和綠燈均亮?xí)r，一般為正常。當(dāng)綠燈亮、紅燈不亮