IGBT模块在煤矿电机车调速装置中的应用.pdfVIP

244 东瞧晨斜技 2013年第1期 IGBT模块在煤矿 电机车调速装置中的应用 夏文芳 (大统矿业有限公司，山东兖州 272106) 摘 要 由于煤矿井下供电距离随着开拓巷道的延伸逐渐增大，供电电压逐渐降低，这就要求电机车有较好的电压波动适应能力。IGBT功率 模块不仅适应井下电网的波动，而且由于集成化设置，与电阻调速、脉冲调速装置相比，大大减少了的维修工作任务。 关键词 煤矿电机车 调速 IGBT模块 应用 中图分类号TD63 4．9 文献标识码 B doi：10．3969／j．issn．1005—2801．2013．O1．145 因此可靠性很高；由于 IGBT是给信号就通，停信号就 1 煤矿电机车 IGBT模块调速优点 断，因此不需要用电抗电容器组成的充放电关断电路， 目前，我国煤矿井下直流架线 电机车调速器采用 所以其工作频率很高 (可达数万 Hz)并且效率也很高 两种结构，即：电阻调速和可控硅脉冲调速 ：电阻调速 (可达 98％)。 的缺点是机车运行时其电机串联电阻消耗电能，并且 由于调速器采用了IGBT进行高频斩波，大大减小 触头式控制器的维修量大。可控硅脉冲调速器的缺点 了滤波电容器的体积 ，并免去了换流电容、换流电抗， 是可控硅的工作频率低 (300Hz)因而电路中的滤波电 实现了整机调速一体化 ，方便了安装和维修。该调速 抗 、滤波电容 、换向电抗、换向电容的电感量很大，因而 器具有短路保护 、过流保护、过热保护 、欠压保护等保 体积太大，(一般分为三个部分：即电容箱、主电路箱 、 护功能 ，工作可靠。 控制器)由于可控硅需要耗能，因而其效率也较低。 采用 IGBT大功率 自关断元件组装的电机车斩波 IGBT直流电机调速在国外早已应用 ，现正向普及 调速装置 ，具有无级调速、闭环电制动功能，体积小，安 化发展，因IGBT具有正的温度系数 ，无二次电压击穿， 装简便 ，制动效果好，可显著减少刹车系统 的磨损，延 长制动系统各部件的使用寿命和保养周期。同时，其 收稿 日期 ：2012—05～2l 控制电路采用单片计算机 ，计算精确，可靠性高，使车 作者简介：夏文芳，男，汉族人，毕业与山东科技大学，现任兖州市 辆起动、加速平稳，消除了换流噪音 ，提高了车辆的运 大统矿业有限公司运输工区技术主管，主要从事机电运输等安全管 理工作。 行质量。 (4)电机发热大幅减轻 ，人员和设备工作条件得 一 条断开时，另两条也同时断开。安全电路断开后，系 到根本改善。与转子串电阻调速相比电机定子温度平 统会立即解除运行控制指令，闭锁变频器，分断制动油 均下降了1O℃，转子温度平均下降了20℃，电机发热 泵 ，断开安全阀和 KT线圈，进行紧急制动。 大幅减轻。同时由于取消了调速电阻，彻底解决了工 (8)由于运行时盘形 闸全部打开，只是在电机停 作现场环境温度过高的问题，人员和设备工作条件得 稳后或急停时快速抱闸用 ，因此减轻了闸瓦的磨损 ，节 到根本改善。 约了成本。节约电能20～30％，节约维修成本3～5 (5)实现了软起动与软停止，使设备运行更加平 万元 ／a，该系统基于数字化、自动化、网络化和信息化 稳，机械冲击更小，避免了因此而出现的掉道现象 ，延