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直流斩波调速器介绍


1、直流斩波调速器是什么?

直流斩波调速是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为DC/DC变换。

斩波调速器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式,T(周期)不变,改变Ton(通用,Ton为开关每次导通的时间),二是频率调制方式,Ton不变,改变T。


2、斩波调速器的优点与特性

2.1  节能:调速状态下,与原电阻调速相比,节能30%以上。

2.2  起动平稳,起动力矩大:采用无级调速方式,从起动到全速均能平稳过渡,有效地保护了机车的机械系统,司机可根据实际需要任意控制机车速度;且牵引力比电阻调速机车大,工作效率高。

2.3  欠压保护:当蓄电池电压低于设定值(可根据用户而定)时,欠压保护电路动作,有效地保护了蓄电池。

2.4  电流保护:采用电流传感技术,时刻跟踪检测电机电流变化,当机车超载或机车故障引起电流增大时,电流保护电路动作,机车速度降低,有效地保护电机及机械系统。

2.5  电源防反接保护:当蓄电池极性接反时,斩波器不工作,保护功率元件不受损坏。

2.6  温度保护:当斩波器工作温度达到85℃时,斩波器暂时停止工作,防止功率元件因过温而损坏,待温度降低后,斩波器自动恢复工作。

2.7  无弧通断:正常操作下,所有司控开关均无弧通断,大大延长了司控触头的使用寿命。

2.8  给定可靠:采用光电式给定,线性好,寿命长。

2.9  积木式结构:简单、紧凑,安装维修方便。

2.10  运行可靠、使用寿命长,降低了机车的维修量和维护费用。


3、斩波调速器的基本工作原理

新昕斩波调速系统采用了IGBT高压大功率开关器件,控制方法为定频调宽(PWM方式)。当驱动脉冲为高电平( 15V)时器件导通,反之低电平(0V或-15V)时关断。

IGBT串联在“串激式” 牵引电机电路(见图1斩波器电气原理图)内,当IBGT VT1(VT2)导通时,电机电流线性上升,IGBT关断时,电机电流通过续流二极管D1(D2)形成回路,电流线性下降。由于开关频率高,实际电机的电流等效为直流电流,通过改变IGBT的导通与关断的比例(即调压比α=TON/T或U入/U出),即可改变电机两端的电压平均值,从而改变电机的转速,实现机车调速的目的。斩波器的各种保护功能(软启动、欠压、过压、过流、负载短路),亦通过IGBT导通与关断比例来实现。IGBT导通时,压降VF=2.5V,导通损耗为P损=IVF,若工作电流为100A,则导通损耗P损=100×2.5=250W。

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