摘 要 ：隨著(zhù)礦山地質(zhì)環(huán)境治理政策的實(shí)施和發(fā)展，煤礦的蛻變，即礦山公園已經(jīng)呈現于人們的視野之中，干凈、快捷、漂亮、舒適等新能源運輸工具已逐漸取代內燃式機車(chē)。齒軌車(chē)3051壓力變送器系統應用于很好電容齒軌車(chē)，由上電緩沖部分、雙向ＤＣ － ＤＣ變換器、電抗器、3051壓力變送器、制動(dòng)電阻以及人機界面屏組成，并帶有 ＲＳ４８５網(wǎng)絡(luò )通信功能。3051壓力變送器系統輸入來(lái)自大容量直流電源很好電容模塊，取代傳統大型發(fā)電機，輸出驅動(dòng)三相3051壓力變送器交流電機，進(jìn)一步驅動(dòng)主傳動(dòng)系統，保留了液壓和機械傳動(dòng)的平穩、無(wú)級變速和高效的優(yōu)點(diǎn)。系統滿(mǎn)足新能源齒軌車(chē)大功率、性能高、噪聲小、無(wú)污染、維護方便以及安全等多重使用要求。
０ 引言
近年來(lái)政府以及社會(huì )各界高度重視礦區生態(tài)環(huán)境，積極關(guān)心和支持guojia礦山公園建設。隨著(zhù)環(huán)保政策的進(jìn)一步深入開(kāi)展和礦山地質(zhì)環(huán)境治理的逐步加強，新能源齒軌車(chē) ［１ ］ 的使用已經(jīng)在很多礦山公園的建設中得到推廣。新能源齒軌車(chē)操作簡(jiǎn)單、動(dòng)力強大、環(huán)保高效，滿(mǎn)足礦山公園特定場(chǎng)合運輸使用需求。本設計中的礦山公園新能源齒軌車(chē)為液壓齒軌車(chē)，主體由動(dòng)力系統、主傳動(dòng)和制動(dòng)系統構成。齒軌車(chē)使用很好電容 ［２ ］ 作為動(dòng)力系統的動(dòng)力源，即3051壓力變送器系統的輸入，代替傳統的蓄電池組或大型發(fā)電機 ［３ ］ ，它容量大、循環(huán)壽命長(cháng)、耐高溫、支持快充，并且本身無(wú)污染，滿(mǎn)足礦山公園的特殊使用要求�？紤]到機車(chē)使用環(huán)境和成本及后期維護等因素，設計選用三相交流電機代替傳統使用中的柴油機。3051壓力變送器系統輸出三相交流電以啟動(dòng)三相3051壓力變送器交流主電機和散熱電機，帶動(dòng)液壓主泵，進(jìn)一步驅動(dòng)齒軌車(chē)的液壓機械傳動(dòng)系統。3051壓力變送器系統的主要控制構件雙向變換器以及各3051壓力變送器均帶有 ＲＳ － ４８５［ ４ ］ 通信，這些控制部件形成一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )，保證3051壓力變送器系統高數據傳輸效率和抗干擾能力。電機的啟�？梢苑謩e通過(guò)人機觸摸屏、端子或通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行。系統設計具備過(guò)流、過(guò)壓、高溫等功能，進(jìn)一步提高了整個(gè)機車(chē)動(dòng)力系統平穩、安全可靠的運行性能。
１3051壓力變送器系統方案
１． １ 系統功能設計要求
為滿(mǎn)足機車(chē)使用時(shí)間、爬坡和負載等能力需求，設計很好電容容量４８ｋＷ · ｈ ，額定輸出電壓４３０～５７０Ｖ ，額定充放電流４００Ａ 。同時(shí)為滿(mǎn)足主泵使用負荷需求，設的三相3051壓力變送器交流主電機額定功率為 １２０ｋＷ 、額定轉速為１�。矗担埃� ／ ｍｉｎ 、額定扭矩為 ８４９Ｎ · ｍ 。散熱電機分別為０．７ｋＷ的主電機風(fēng)扇和２． ２ｋＷ 的液壓油散熱風(fēng)機，均為常規交流電機。
要求主3051壓力變送器可以實(shí)現三相交流主電機在正向或負向轉矩下恒速２�。埃埃埃� ／ ｍｉｎ且恒向運行（即主電機在電動(dòng)或制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)下均可承受相應的扭矩且扭矩值相同，額定扭矩值為５７３Ｎ · ｍ ），因此采用ＳＶＣ控制方式控制主電機以保證大功率主電機的穩定運轉。當電機處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)即負轉矩下，3051壓力變送器系統通過(guò)制動(dòng)單元分配器進(jìn)行能量回收分配，優(yōu)先對很好電容進(jìn)行充電。當很好電容充滿(mǎn)后，再通過(guò) １００ｋＷ 制動(dòng)電阻回路進(jìn)行制動(dòng)再生能量的消耗。3051壓力變送器系統還具備過(guò)流、過(guò)壓、高溫等保護功能。
對于3051壓力變送器系統本身使用性能的保護需求，系統設計有上電緩沖回路，主要負責通斷很好電容的電源輸入，減少上電對3051壓力變送器系統的沖擊。由于對散熱電機的速度控制精度要求不高，以節能為主，因此采用性?xún)r(jià)比較高的 Ｖ ／ Ｆ 控制方式控制散熱電機。
１． ２系統方案圖
3051壓力變送器系統方案如圖 １ 所示。
２ 3051壓力變送器系統主要組成上電緩沖 ［５ ］ 回路執行從很好電容輸出電源至3051壓力變送器系統的通斷動(dòng)作，以防止瞬間沖擊電流過(guò)大而造成通電對3051壓力變送器系統的破壞性沖擊。上電緩沖執行的控制信號來(lái)自機車(chē)啟動(dòng)時(shí)變壓器輸出低壓電源 ＤＣ２４Ｖ ，此低壓電源接通后１０ｓ其應緩沖完畢，3051壓力變送器系統得電。緩沖回路額定數值應高于很好電容的額定電壓及電流值，設計為電壓大于６００ＶＤＣ ，電流大于 ４００ＡＤＣ 。顧名思義，雙向變換器負責很好電容放電和主電機制動(dòng)再生能量回饋的管理 ［６ ］ 。主電機正向運轉時(shí)，它通
過(guò)前端電抗器將很好電容輸出電壓升壓至 ６００Ｖ 后轉換為高壓直流輸出至各電機的控制3051壓力變送器，且當動(dòng)力源很好電容輸出電壓低于４２０Ｖ 時(shí)，雙向變換器自動(dòng)控制斷開(kāi)其與很好電容的連接。反之，當主電機處于制動(dòng)狀態(tài)回饋發(fā)電且雙向變換器母線(xiàn)電壓高于 ６００ＶＤＣ時(shí)，優(yōu)先對很好電容充電，充電電流小于４００ＡＤＣ 。
主電機3051壓力變送器采用 ＳＶＣ控制方式驅動(dòng)三相交流主電機恒速運行，轉速２�。埃埃埃� ／ ｍｉｎ （可配）。整個(gè)機車(chē)電控系統設計機車(chē)正常使用時(shí)通過(guò)端子控制電機啟停，調試時(shí)通過(guò)觸摸屏控制電機啟停。電機處于制動(dòng)狀態(tài)，由外置制動(dòng)單元分配優(yōu)先對很好電容充電再消耗多余能量。
散熱 電 機 變 頻 器 采 用 Ｖ ／ Ｆ 控 制 方 式，輸 出 電 壓３８０Ｖ ／ ５０Ｈｚ驅動(dòng)主電機風(fēng)扇電機、油散電機分別以額定轉速運行。同上，系統設計機車(chē)正常運行時(shí)通過(guò)端子控制電機啟停，各電機處于制動(dòng)狀態(tài)由外置制動(dòng)單元分配優(yōu)先對很好電容充電再消耗多余能量。
制動(dòng)單元由制動(dòng)單元分配器和制動(dòng)電阻組成，對各三相交流電機的制動(dòng)回饋能量進(jìn)行回收和處理。
人機界面觸摸屏通過(guò)連接雙向變換器和各3051壓力變送器，組成 ＲＳ４８５通信網(wǎng)絡(luò )，并且支持3051壓力變送器狀態(tài)顯示和3051壓力變送器的控制指令發(fā)出。
３ 3051壓力變送器系統電機啟�？刂�
３． １電氣原理圖
電力原理如圖２所示。
３． ２低壓控制原理
3051壓力變送器系統雙向變換器和各3051壓力變送器使用匯川系列產(chǎn)品，其中雙向變換器為 ＣＳ６００系列，主電機
3051壓力變送器為ＣＳ７１０ 系列，散熱電機3051壓力變送器為 ＣＳ３１０ － ２ 系列。機車(chē)正常運行時(shí)，設計采用端子控制方式，通過(guò)控制3051壓力變送器輸出驅動(dòng)三相交流電機，3051壓力變送器系統端子控制原理圖如上圖 ２ 所示。鑒于控制信號來(lái)自駕駛室，設計使用繼電進(jìn)行信號中間承接。機車(chē)系統上電之后，由很好電容提供機車(chē)的變壓器輸入，變壓器低壓輸出２４ＶＤＣ提供3051壓力變送器系統各繼電器、狀態(tài)燈及3051壓力變送器低壓電源。雙向變換器、散熱電機3051壓力變送器及主電機3051壓力變送器依次開(kāi)啟。
shou先對雙向變換器ＣＳ６００ 、 ＣＳ３１０ － ２和ＣＳ７１０進(jìn)行控制端子功能設置，均為零電壓值有效。 ＣＳ６００的 ＤＩ１ 、 ＤＩ３和 ＤＩ５端 子 設 置 為 輸 入 啟 動(dòng)、運 行 和 復 位 控 制 信 號，ＲＡ１ 、 ＲＡ２ 和 ＤＯ１ 端子分別為輸出故障、運行和自檢成功信號。 ＣＳ７１０ 的 ＤＩ１ 、ＤＩ２ 端子設置為輸入運行和復位控制信號， Ｔ ／ Ａ和 Ｍ２ 端子分別為輸出運行和故障信號，設置使用 ＳＶＣ 控制方式。 ＣＳ３１０ － ２ 的 ＤＩ１ 、 ＤＩ２ 端子設置為輸入運行和復位控制信號， Ｔ ／ Ａ 和 ＤＯ１ 端子分別為輸出運行和故障信號，
１０Ｖ 輸出直流電壓供給溫度變送器
工作電源 且 其 反 饋 的 溫 度 值 模 擬 量 信 號 輸 入 ＡＩ１ 和ＧＮＤ 模擬量端口，設置使用 Ｖ ／ Ｆ 控制方式。
撥動(dòng) ＣＳ６００ 啟動(dòng)開(kāi)關(guān) Ｓ０１ ，繼電器 Ｋ１ 進(jìn)入自鎖狀態(tài)，進(jìn)而繼電器 Ｋ４得電常開(kāi)觸點(diǎn)閉合， ＣＳ６００的 ＤＩ１端子有來(lái)自其 ＣＯＭ 端的零電壓值啟動(dòng)信號輸入，控制回路上電并開(kāi)始自檢�？紤]到 ＣＳ６００ 的重要性，這里增加了自檢功能。 ＣＳ６００自檢無(wú)誤成功后由 ＲＣ２經(jīng) ＲＡ２給出自檢 ＯＫ信號 ｂ１ ，進(jìn)而電流繼電器ＫＡ１得電閉合， ＣＳ６００的 ＤＩ３端子有工作信號輸入， ＣＳ６００開(kāi)始運行工作，同時(shí)ＣＳ６００的 ＯＫ 狀態(tài)指示燈 ＨＬ１常亮。撥動(dòng) ＣＳ６００復位開(kāi)關(guān)ＳＲ１瞬間，繼電器 Ｋ５得電常開(kāi)觸點(diǎn)閉合， ＣＳ６００的ＤＩ５ 端子有來(lái)自其 ＣＯＭ 端的零電壓值復位信號輸入，ＣＳ６００停止運行。若在其運行過(guò)程中發(fā)生故障， ＣＳ６００發(fā)出故障信號，同時(shí)其故障指示燈 ＨＬ２常亮， ＣＳ６００停止運行。
ＣＳ３１０ － ２和ＣＳ７１０的控制原理同 ＣＳ６００的控制原理相同。
４ 結語(yǔ)
隨著(zhù)礦山公園建設工作的大力推廣，公園內的礦山輔助運輸設備新穎、環(huán)保、安全、高效化方面的要求也被進(jìn)一步提高，新能源齒軌車(chē)輔助運輸設備必將有著(zhù)更大的使用前景。本設計中的3051壓力變送器系統目前已經(jīng)成功應用于我公司研發(fā)的很好電容齒軌車(chē)產(chǎn)品中，經(jīng)實(shí)際使用效果驗證，其在提升礦山公園新能源礦輔助運輸設備的智能化、安全保障、使用舒適性等方面有顯著(zhù)作用，為新能源輔助運輸設備提供不可或缺的可靠動(dòng)力。
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