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現(xiàn)階段多采用斬波調(diào)速電機車，故下面針對這種調(diào)速方式再作一個專門介紹。一、 簡介礦用直流斬波調(diào)速器適用于窄軌工礦電機車的直流電機實現(xiàn)啟動、調(diào)速的配套產(chǎn)品。本產(chǎn)品在過去可控硅脈沖調(diào)速基礎(chǔ)上改進、發(fā)展而來，斬波器功率管采用比可控硅元件性能更好的進口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關(guān)元器件，具有性能佳、開關(guān)頻率高、驅(qū)動功率小、開斷可靠、容量大、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。因此，采用igbt斬波調(diào)速方案的機車具有無級調(diào)速、啟動平穩(wěn)、啟動力矩大、保護功能全等特點。新型的igbt模塊內(nèi)部都設(shè)有過電流限制電路，能很好的保護機車電機和相關(guān)電器。斬波調(diào)速

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

3、給定器、igbt模塊（采用進口元器件）、dc/dc輔助開關(guān)電源模塊、濾波電容共五部分。架線式機車用調(diào)速器由司機控制器、斬波主機箱、平波電抗器及制動電阻器四大部分組成。每臺我公司出產(chǎn)的斬波調(diào)速器都印有“韶力牌”標志，謹防假冒產(chǎn)品。igbt是由場效應(yīng)晶體管與大功率晶體管相結(jié)合的全控功率開關(guān)元件，其開關(guān)頻率高，驅(qū)動功率小，當(dāng)柵極施加+15v時，器件即導(dǎo)通，施加0或-15v時，器件即關(guān)斷?？刂乞?qū)動盒為斬波調(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、過流放大器、脈沖漸寬電路組成，實現(xiàn)欠壓保護、過壓保護及igbt的驅(qū)動等功能。 光電給定器通過調(diào)速手柄主軸凸輪聯(lián)動，當(dāng)調(diào)速手柄進入牽引位時，接通控

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

5、換，主手柄與反向手柄之間設(shè)有機械聯(lián)鎖。將反向手柄置于“向前”位或者“向后”位，同時松開閘瓦，準備啟動機車。司機操作主手柄由“0”位移至“合閘”位（約轉(zhuǎn)動到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)向前移動時（40至于120之間）機車處于調(diào)壓位運行，主手柄驅(qū)動光電給定器光盤移動，即可改變vt1、vt2的導(dǎo)通脈寬，司機控制箱輸出電壓（即加在電動機上的端電壓）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），機車速度也不斷提高。主手柄從130移至終點位置（約150）時，機車全電壓運行。主手柄由全壓位退回“0”位時的

6、工作過程與上過程相反。司機可根據(jù)實際需要調(diào)解調(diào)速手柄在40至150之間來控制機車速度。當(dāng)需要減速時，可將調(diào)速手柄在全壓位逆時針方向移到合適位置，直至退回到“合閘”位或“0”位，司控器停止工作，機車靠慣性運行。主手柄由“全壓”位返回“0”位，機車速度減小直至停止。當(dāng)機車要換向運行時，必須將主手柄回“0”位后，待機車停穩(wěn)之后，方可操作方向手柄實施換向操作。若機車在運行過程中出現(xiàn)輪子打滑時，可適當(dāng)降低機車速度，并按運行方向扳動撒沙筒開關(guān)撒沙。 當(dāng)機車在運行中出現(xiàn)故障，應(yīng)及時處理。嚴禁在無調(diào)速情況下，將調(diào)速手柄扳至機械全速位運行。司控器不使用時，方向手柄應(yīng)置于“0“位。司機離開機車時應(yīng)取出方向手柄。五

7、、 用戶保養(yǎng)及注意事項：1、定期檢查各部件緊固螺絲是否松動，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，應(yīng)及時擰緊。2、定期檢查電機線圈的絕緣強度，應(yīng)在2m以上，若達不到，則應(yīng)及時處理。測量電機絕緣強度時，電機線圈與斬波器主機回路必需斷開。3、定期檢查給定器內(nèi)微動開關(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型萬用表歐姆檔檢測電容的充放電情況（最好用電容表測量其容量值），當(dāng)電容容量不足時，應(yīng)及時更換，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，應(yīng)及時處理。司機在操作機車時，請盡量使機車工作在全速位，不宜長時間在調(diào)速位工

8、作。司控器散熱板設(shè)有85的溫度開關(guān)，如果機車出現(xiàn)頻繁停機的現(xiàn)象，則司機及維修人員需對機車進行檢查，檢查機車是否長期處于調(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關(guān)接觸狀況。在進行機車維護時，請注意檢查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，緊貼是指兩個面緊貼接觸，而非點接觸。機車在運行過程中，如溫度過高（司控器外殼背面有燙手的感覺）而停機，則稍等一段時間，待溫度下降后，將主手柄歸零復(fù)位，機車即能恢復(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，機車不動時，嚴禁繼續(xù)扳到全速位使用，否則將引起全速開關(guān)燒壞，同時對電機以及齒輪均會有沖擊，甚至損壞。停

9、車時一般將主手柄歸零，再用制動手輪剎車，禁止采用打反方向的方法停車。主手柄未歸零時嚴禁使用制動手輪強制剎車。貯存期超過一年使用時，應(yīng)先做輕載試車。在更換電機或者大修后，請注意在試車時，要確保兩臺電機旋轉(zhuǎn)方向一致，否則一開車電機就會嚴重過載。六、 常見問題及解決方法（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：說明控制盒供電電路（輔助電源、給定器內(nèi)微動開關(guān)）正常?？刂坪兄甘揪G燈不亮：檢查給定器內(nèi)微動開關(guān)及給定器輸出插座是否接觸良好，相關(guān)連線是否斷開，給定器有無04v電壓輸出。檢查給定器及給定器插座、線路、傳動裝置是否松動或斷開，將其修復(fù)或更換。若控制盒驅(qū)動指

10、示紅燈亮或閃爍，則可能是控制驅(qū)動盒壞，也可能是igbt損壞；igbt損壞則更換，控制驅(qū)動盒壞則更換控制驅(qū)動盒，若確實判斷控制盒損壞，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開路（此時控制盒驅(qū)動指示紅燈會閃爍），更換igbt。（3） 電機電路部分：反向鼓接觸不良，電機線圈開路或相應(yīng)線路斷開，碳刷磨損過多。將其修復(fù)或更換。（4） 車能調(diào)速但速度不夠1、機車超載，減輕負載。2、機械故障，制動閘瓦未完全

11、松開。檢查機械部分，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、單電機工作，檢查電機及換向鼓。（5） 機車失控司控器調(diào)速手柄剛進入合閘位，機車突然進入全速，即為失控。1、電容松動或電容無容量，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，或為某一固定值。更換給定器。3、電機線圈s1-2或c2-2接地。將其修復(fù)或緊固。4、全速開關(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1、電機線圈絕緣強度不夠、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：1、檢修前務(wù)必先斷開電源，同時將儲能電容放電完后，方可操作。即在電源斷開情況下將電機車調(diào)速手柄推到“全速”位，使電容上儲存的電量放完后，才能開箱維修。2、維修時，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。在確認需更換元件時，請選用同規(guī)格、型號的配件，最好選用制造廠家配件，以確保機器正常運行。3、控制盒是整個調(diào)速系統(tǒng)的核心部位，其要求較嚴格，請不要隨便亂動其元件，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，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

13、應(yīng)對角擰緊螺絲，確保其工作溫度能有效地傳到散熱板上。5、電容屬易損件，更換時應(yīng)注意其極性，其正負極螺絲要上緊，不能松動，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、維修主機時，應(yīng)注意鋁板底部平整，無劃痕、灰塵及其它物質(zhì)；更換主機時，應(yīng)注意鋁散熱板與司控器外殼接觸面完全接觸（無縫隙），使鋁板溫度能有效地通過司控器外殼散熱。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型萬用表歐姆檔測量，黑表

14、筆（實際電表內(nèi)接電池正極）接c極，紅表筆接e級，表針不動。然后，黑、紅表筆對調(diào)測量，表針偏轉(zhuǎn)較大（用x1檔時，1020），最后拆掉銅線，測量控制端，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，此時萬用表讀數(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，此時萬用表讀數(shù)為無窮大，則證明該igbt控制特性正常。否則，則不正常。3、萬用表x10k檔測試c、e、g對底板絕緣電阻時，萬用表指針應(yīng)不動。為無窮大時為正常，否則為不正常。（8） 控制驅(qū)動盒好壞判斷控制驅(qū)動盒正常

15、與否，可以通過觀察+/-15v綠色指示燈和驅(qū)動指示紅燈t1、t2來判斷。當(dāng)cn1的2（紅色）、3（黑色）腳有24v電壓輸入時，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)動盒壞了；綠燈亮，紅燈也亮?xí)r，應(yīng)檢查igbt或igbt驅(qū)動線中隔離二極管是否開路，若igbt或igbt驅(qū)動線中隔離二極管均正常，則控制驅(qū)動盒壞。由于控制驅(qū)動盒參數(shù)要求比較嚴格，需特殊儀器設(shè)備才能檢測，若控制驅(qū)動盒出現(xiàn)問題，可寄回我公司進行檢修。我公司配有控制驅(qū)動盒測試儀，可直接測試控制驅(qū)動盒的好壞（測試儀也能用于檢測光電給定器檢測）。（9） 光電給定器好壞判斷用500型萬用表x1檔或x10檔測量微動開關(guān)通斷，若萬用表讀數(shù)趨近于零，則為正常。反之，電阻很大或開路為不正常，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，調(diào)節(jié)光電給定器操縱件時，4腳（白色）應(yīng)隨操縱件轉(zhuǎn)動角度變化輸出04v電壓，則為正常。若全速開關(guān)剛吸合時，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