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1、产品介绍变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

用于牵引动力的的变频器又可称作牵引变频器，主要用于矿山电机车的牵引动力与控制设备。

2、产品型号、名称和标志及主要技术参数2.1、矿用一般型电机车变频器的型号型号的组成及其代表意义BP K -2×30 /250额定功率矿用一般型变频器2.2、主要参数3、执行标准执行标准：QB/SL.KTK 001-2010 《BPK系列矿用一般型电机车变频器》GB/T 12173-2008 《矿用一般型电气设备》4、主要用途和适用范围4.1 主要用途本产品主要用于直流架线式工矿电机车，与矿用一般型电机车用变频器司控器配套使用，共同构成变频调速电控系统，完成机车起动、加速、制动等调速控制功能。

4.2 适用范围4.2.1、环境温度：周围环境温度为-40~ +50℃。

4.2.2、工作场所：在无破坏绝缘的气体或蒸汽环境中。

4.2.3、适用于无甲烷煤尘爆炸性气体的煤矿井下。

4.2.4、相对湿度：周围空气月平均相对湿度不大于95%（25℃）4.2.5、输入电压波动范围：180~320V4.2.6、相对于机车的垂向、横向和纵向具有频率f为（2-50）Hz的正弦振动，其振幅不大于A，A为：A=25/f mm, 当2Hz≤f≤10Hz时A=250/f mm ，当10Hz≤f≤50HZ产品可承受2min频率为50Hz，相对于机车的纵向，最大冲击加速度为30m/s2的冲击。

外壳防护等级：IP215、变频器结构及工作原理微机控制器TMS320LF2407A，当接到司控器指令时，就通过软件控制产生三相PWM信号，经IGBT驱动板驱动IGBT，产生三相PWM电压驱动交流电机，TMS320LF2407A通过霍尔电流传感器，检测电机电流，通过电流矢量变换，进行动态磁通控制和力矩电流闭环调节，产生电压空间矢量PWM信号，实现电机牵引，回馈制动，同时通过软件方式实现电机反向运行，从而实现电机无触点控制。

当保护电路检测到电机过流时，立刻硬件封锁PWM控制信号，实现系统保护，只须几个微秒就可关闭所有IGBT。

主要技术参数详见下表：6、程序操作6.1 准备首先升起受电弓，合上自动开关HB，打开照明灯，将钥匙插入司机控制器方向手柄内，合上工作电源开关，当电源指示灯亮后，打开1号机开关（1号机是驾驶室内变频器，2号机为车尾变频器。

）再打开2号机开关，将换向手柄推到“向前”或“向后”位。

变频器接到“向前”或“向后”的指令后，通过微机控制电机转向，使其与运行方向一致。

此时机车工作方式为双机同步运行模式，如只开其中一台机则将另外一台机通讯开关（1号机、2号机开关为其相对应的通讯开关）关闭即可。

6.2、起动、牵引逆时针方向转动机械制动手轮，使机车刹车闸缓解，然后顺时针推动主手柄，司机控制器发出的档位指令，通过1222、123、124号线送至变频器，微机根据档位调节输出频率，随着档位的提高，机车逐渐加速。

开车时，手柄在第1档要稍等片刻，待机车起动正常后，再继续加速。

若在加速过程中发现异常主手柄应立即退回零位。

6.3、反向机车在行进中如需要反向,请将主手轮打回零位,再扳动方向手柄到所需要的先进方向,再打牵引档。

请注意:机车要在完全停稳后才可操作成反向行驶！6.4、电气制动当电机车需要减速或下坡恒速运行时，可使用回馈电制动。

即将司机控制器主手柄，由牵引位逐渐逆时针退回零位，然后继续逆时针转动至制动位，此时司机控制器发出的牵引/制动转换指令送至变频器，微机接到指令，改变状态进入电制动，转动主手柄随着制动档位的提高，制动力逐渐增大，机车减速直至电机车制停。

7、注意事项7.1、用户使用前，请仔细阅读本说明书，以确保用电安全和使用安全。

7.2、开车前应检查司机控制器主手柄及反向手柄转动是否灵活，电机车工况与手柄位置是否相符。

7.3、检查变频器风扇工作是否正常。

7.4、司机离开司机室，应将钥匙取下带走，防止发生意外。

7.5、在运行中，如果发现故障指示灯亮，表明变频器对故障进行了保护，如果故障灯常亮不熄请将主手轮打回零位，待故障灯熄灭后再返回到原来的档位，或重新启动变频器。

如重新启动后开车立即报警应即时退回零位，同时关闭变频器，检查各线路、元器件是否正常。

7.6、当机车运行过分段时，特别是同时处在弯道时应将速度保持在中低档位，如果此时低速运行因弯道阻力影响可能导致变频机车无法溜车致使机车在无电区被迫停车。

7.7、当机车进行电制动操作时，如能辅以机械制动操作，则制动效果更佳。

机械制动操作是指司机顺时针转动机械制动手轮，使刹车闸瓦抱紧轮对。

但在机械制动之前，应将主手轮返回零位或打至制动档位，绝对不允许为预防滑转、主手轮未归零位或在制动档时就刹住车轮，否则会使电动机严重过载。

7.8、若车轮滑转应撒砂，同时将司机控制器的主手轮拨至低速档位。

7.9、机车由牵引状态转至制动状态，“主手轮”应逆时针旋转，而且逆时针旋转速度应缓慢。

如果“主手轮”逆时针旋转速度太快，线路可能进入保护状态，反而无法制动。

7.10、线路进入保护状态，机车不受控时，迅速将“主手轮”扳回零位，再缓慢扳回原来位置即可。

7.11、“严禁带电开盖”。

8、变频器原理、维护与修理8.1、变频器硬件部分见附图一，附图只对重要器件进行标识。

8.2、电气原理图见附图二。

对于变频器的维修，可以将整个变频器看成一个个的模块组成，只需了解各个模块的性能、特点以及各个模块在整个系统中起到的作用就可以了。

8.3.1、变频器主电路：它由IGBT、吸收电容、电解电容、正负母排组成。

IGBT是整个电路最基础的部分，从附图二上可以看出一个IGBT有上下两桥构成，分别用来产生交流电压的正半周和负半周。

控制信号从“PWM 信号隔离及驱动电路”输入。

将从架线进来的网压，逆变为变频变压的三相交流电，输出给三相交流电机。

如果IGBT损坏，会造成电机缺相，从而导致变频器保护，当变频器保护后变频器瞬间停止工作，可以在显示屏上看到故障代码显示。

其故障代码详见7.1.3。

8.3.2、直变器：变频器所有控制电路及电路板所需电源均由直变器提供。

所以当直变器损坏时所有控制电路或电路板是无电的。

可以这样说：当直变器损坏的前提下所有电路板无电，而所有电路板无电时不一定是直变器损坏。

此时应检查高压是否进入直变器。

8.3.3、PWM信号隔离剂驱动电路：由驱动模块构成。

见附图二，驱动模块上端为信号输出端,到IGBT模块，下端为信号输入端。

以A相驱动为例从输入端起，将各接入端口功能作介绍：8.3.3.1、+15V、CND：驱动模块工作电源。

8.3.3.2、V11、V12：PWM信号的输入端，其中V11是IGBT上桥臂信号输入端，V12为下桥臂信号输入端。

在变频器运行正常的情况下可用示波器在这两个引脚上测得矩形波。

8.3.3.3、GND：此GND为V11、V12的公共信号电源回路。

8.3.3.4、A-4、A-5：信号输出回路。

8.3.3.5、A-3：保护输入，如在IGBT短路的情况，在“3”处电压将上升，驱动模块检测到上升电压，驱动模块关断输出。

8.3.3.6、A-6、A-7、A-1:是IGBT的下桥信号供给端，下桥功能与上桥相同。

8.3.4、从附图一上可知，信号从主板输出到驱动模块，经驱动模块将信号隔离、放大，驱动IGBT工作。

8.1.2.4、电源模块：附图二中的电源板。

在司控台打开电源开关时，直变器输出+24V 通过二次线输入至电源板。

电源模块可输出+15V、 +5V、—15V、GND四种电位，其中±15V 、+5V为主板提供电源，+15V、GND为驱动模块提供电源，±15V电流传感器、电压传感器提供电源。

8.1.2.5.1、电流传感器：检测IGBT逆变输出的三相电流并反馈到主板。

它反应的是输出电流实时数据，它关系到系统设定的各种电流保护参数；硬件保护值；软件保护值。

如果电流传感器损坏将导致系统无法正常工作，损坏的现象有：操作人员开机后，一旦扳动方向手柄，故障指示灯常亮不熄、机车不能行驶。

8.1.2.5.2、速度传感器：监控机车行驶速度，并将机车行驶速度反馈给主板。

在内部程序将速度信号作为很重要的计算数据，所以如果速度传感器损坏，机车将不能加速或是一加速就出现过流保护的现象。

在行驶时用万用表可在GND与SP1+或SP2+上测得有12V左右电压，在检测时电压会有跳动。

用示波器可在以上两点测得12V的矩形波。

8.1.2.5.3、电压传感器：监控输入到变频器内部的电压，将电压信号传输给主板。

为机车提供过压欠压保护参数电压和斩波制动参数电压。

如果损坏会导致主接触器将不能吸合。

因为当充电电路向变频器充电时，必须依靠电压传感器输出的电压才能判断是否已到达主接触器吸合的电压。

此时变频器不可运行，若强行运行可能会导致充电电阻烧坏。

8.1.2.6、主板：主板是整个系统的核心。

所有信号在此集中。

在主板上可以看见有电源输入、三相PWM及斩波信号输出、速度信号输入、通讯板信号的输入、电流传感器信号输入、电压传感器信号输入、旋转变压器信号输入。

8.1.2.7、下将主板各I/O端口一一介绍：8.1.2.7.1 、OUT1、OUT2：输出给继电器板，由微机板发出控制信号输出给继电器板上的场效应管，控制小继电器吸合。

如果对应的发光二极管点亮，那么说明已有输出。

8.1.2.7.2、PS1+、PS1-、PS2+、PS2-：速度传感器信号输入。

速度传感器工作电压是+12V，输出的0~+12V的矩形波电压，那么在速度传感器工作时相当于对原+12V斩波。

在正常工作时，用万用表直流测量；黑表笔搭SP1-或SP2-，红表笔搭SP1+或SP2+是可以测量出6V 左右的直流电压。

8.1.2.7.3、J9~J12：至驱动模块。

在正常时，用示波器可各I/O口已在驱动模块有介绍。

8.1.2.7.4、Ia、Ib、Ic：三相电流传感器信号输入。

如果遇到故障，怀疑电流传感器，那么可以检测TL084的14脚，其电压值应为1.65±0.02V左右。

8.1.2.7.5、Ud：电压传感器信号输入。

8.1.2.8、通讯板：通讯板是司控所有信号的集中模块，通过通讯板对司控信号的处理传输给主板。

通讯板接受信号主要由角度传感器（旋转变压器）旋转信号、接近开关前进、后退、复位、牵引/制动信号、以及CPU数据显示及控制信号组成。

8.1.2.8.1、角度传感器：角度传感器是司机通过调速手柄的旋转角度来控制机车速度的信号元器件。

其工作电压为5V，一般取通讯板上的+5与GND之间电压做角度传感器电源电压。

角度传感器经过旋转后可由信号线与GND输出0-5V均匀变化的电压，其分辨率可达0.001V，达到机车无极调速的目的。