矿用直流电机车调速装置性能试验负载柜的设计

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1、矿用直流电机车调速装置性能试验负载柜的设计（忪沙矿山研究院有限责任公司K:沙201509）矿用直流电机车调速装置性能试验是其所有工作特性中最重要的一项。而负载柜是性能试验中必不可少的设备之一。木文以直流斩波调速装置、矿用电机车司控器为试验对象，满足矿用直流斩波调速装置和矿用电机车司控器的试验需要，设计了一套大功率无感负载柜，能覆盖目前所有矿用直流电机车调速装置性能试验的要求。关键词：调速装置、性能试验、大功率无感负载柜Abstract：Theperformancetestisthemostimportantoneinalltheworkingperformanceofthespe

2、edregulatingdeviceforthemine.TheloadcabinetisoneoftheindispensableequipmentformineDCspeedregulatingdeviceintheperformancetest.InordertomeettheneedofthetestofthemineDCchopperspeedcontroldeviceandthecontroldeviceoftheelectricmotorvehicle,Inthispaper,thecontroldeviceoftheDCchopperspeedregulator,

3、themotorvehicledriverforthetestobject,asetofhighpowerloadcabinetisdesigned,whichcancoveralltherequirementsoftheperformancetestofthespeedregulatingdeviceofthemineDCmotor.负载柜的主要作用为模拟工况即通过改变电压得出相应电流。根据直流斩波调速装置、电机车矿用电机车司控器的标准要求，分别有导通比试验、温升试验、限流保护试验及通断等试验，其电压、电流要求如下表1、表2所示。从表1中可以看出，直流斩波调速装置性能试验要求电

4、压等级多，电流变化大。而从表2可以看出，矿用电机车司控器性能试验主要为通断试验跟温升试验，对电流、电压、时间常数都有要求。直流斩波调速装置的额定电压从42V到550V,额定电流范围在42A至270A之间，而矿用电机车司控器的额定电压从24V到550V,额定电流从1A到270A，再根据表1、表2中性能试验的要求，其所有性能试验电压等级的范围为29.4V〜660V,电流的范围为4.2A~540A。电感范围为11.6mH〜19.8H。目前市场上的负载柜一般按功率大小分档，电流可变而电压等级不多，这种负载柜不能完全满足矿用直流调速装置性能试验的要求，而采用一套负载枳满足所冇试验参数的要求

5、不仅电阻数量多、操作复杂，而i经济性也不高。因此，本文采用电压分档的方式，对不同电压等级、电流大小的情况单独考虑。1负载柜的设计原理：本文按电压等级将负载枳分成4个档位，它们分别为0V-100V档、100V〜200V档、200V~400V档、400V〜700V档。而在电流方面，需要确定一个最大电流值，然后按照“1、2、2、5”方式的规则进行分档，这样就可覆盖从0A到最大电流值之间的任意整数电流值。这样分档的好处是在电阻的额定电压下，可以通过档位开关的切换，实现电流连续地可调，电流的最小分辨率为1A。而在电阻的非额定情况下（试验电压低于额定电压），试验电流按电压的比例变化，最小分辨

6、率会更高，这样冇效地保证了矿用直流调速装置性能试验参数要求及更大的调节范围。在电阻的非额定电压情况下，任意一一对应地电压值和电流值都能通过换算变成电阻的额定电压与对应电流值，其公式如下：其中，U1为试验电压值，II为试验电流值，le为额定电压下对应电流值；Imax为电流最人值；在同一电压档位下，最大电流值（Imax）必须大于或等于对应电流值（le）。这样不仅保证了电阻的功率，避免了小电压大电流下阻值无法调出和电阻过载发热等情况，也保证了任意档位下，无论试验电压是否为额定电压，都能经过换算得出对应的电流值，再通过开关的切换实现对试验电流的连续可调。因此，在操作负载柜时，因先确定苏电

7、压档位,再把试验电流换算成额定电流值，只冇确认了额定电流值才能通过开关的切换达到试验要求。2电阻元件的选择：由于电阻的温漂、电感值会对直流斩波调速装置和矿用电机车司控器的温升试验、矿用电机车司控器的通断试验产生影响，因此，本文选择了人功率、低温漂、无感值的波纹电阻。该电阻由铁烙铝电阻丝绕成，电阻丝为立式波纹，有利于散热减低寄生电感量。其特点为功率大、温漂低、低感值、使用寿命长。根据上文可知，本文按电压等级把负载柜分成4个档位，分别为0V~100V档、100V〜200V档、200V