混合式直流接觸器控制電路研究工作報告目錄1概述21.1研究目的及意義21.2研究現(xiàn)狀22主要內(nèi)容33控制電路設(shè)計33.1總體設(shè)計圖33.2電源模塊43.3控制電路模塊43.4驅(qū)動保護模塊44控制電路模塊分析64.1混合式直流接觸器控制電路總體電路圖64.2混合式直流接觸器控制電路分段電路圖65心得體會91一、概述1、研究目的及意義鐵路是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施、國民經(jīng)濟大動脈和大眾化交通工具。加快鐵路發(fā)展，對促進經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)小康社會的目標(biāo)具有重要意義和作用。經(jīng)過不斷的努力，我國鐵路事業(yè)取得了重大的進步，但是目前鐵路運輸能力與運輸需求的矛盾依舊十分突出，運輸能力不足成為經(jīng)濟社會進一步發(fā)展的重大制約因素。鐵路不斷提速，對于擴大鐵路運輸能力，緩解鐵路運輸瓶頸制約具有重要意義。提速需要安全可靠、高質(zhì)量的機車車輛，這些都依靠其組成零部件的質(zhì)量保證來實現(xiàn)。直流電磁式接觸器是鐵路機車與車輛供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的電器元件，其可靠性及壽命直接影響整個車輛系統(tǒng)的可靠性和安全性。直流接觸器在接通或分?jǐn)啻蠊β守?fù)載時，會出現(xiàn)觸點的抖動、振動、電弧、燒蝕等現(xiàn)象，造成觸點接觸電阻異常、觸點粘接等故障，導(dǎo)致開關(guān)動態(tài)特性差、電壽命短等缺陷。機械觸點在開斷過程中電弧磨損不可避免，且功率越大電磨損越嚴(yán)重，是造成直流電磁式接觸器可靠性差、壽命短的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)在，機車電力系統(tǒng)在功率等級和轉(zhuǎn)換效率上大幅度的提高，傳統(tǒng)電磁開關(guān)電器可靠性是最薄弱的環(huán)節(jié)，越來越不適應(yīng)系統(tǒng)整體發(fā)展。直流混合式接觸器集電磁電器和電子開關(guān)兩者的優(yōu)點，在機械觸頭通斷瞬間，由數(shù)字/模擬控制電路觸發(fā)電子開關(guān)器件（三極管、晶閘管、MOSFET及IGBT等）承擔(dān)負(fù)荷，穩(wěn)態(tài)時由機械觸頭承載工作電流。其解決了電弧燒蝕等問題，延長了接觸器電壽命，因此直流混合式接觸器可大幅度提高機車電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。其主要優(yōu)點是：(1)無弧長壽命；(2)高可靠性；(3)綠色環(huán)保；(4)防爆。2、研究現(xiàn)狀國內(nèi)外已有交流混合開關(guān)電器產(chǎn)品問世，混合式開關(guān)電器研究大多集中在混合斷路器、混合限流器等電器行業(yè)，但鐵路機車用混合式直流接觸器的研究工作甚少，而且沒有成型產(chǎn)品問世，其控制技術(shù)尚處于起步階段，因此鐵路機車用無弧直流接觸器的研究為新型長壽命電器的產(chǎn)品化奠定了基礎(chǔ)，能更好的推進鐵路行業(yè)快速發(fā)展?；旌鲜浇佑|器具有無弧等優(yōu)點，可以應(yīng)用在電力系統(tǒng)、煤礦等一些特殊的場合，提高其安全性能。2二、主要內(nèi)容（1）了解電子電路機器可靠性設(shè)計課程基本內(nèi)容；（2）了解混合式直流接觸器控制電路的工作原理、電路結(jié)構(gòu)；（3）對混合式直流接觸器控制電路進行仿真；（4）對照控制電路電路圖進行電路板焊接；（5）對電路板進行調(diào)試三、控制電路設(shè)計3.1、總體設(shè)計圖圖1：控制電路總體設(shè)計圖33.2、電源模塊圖2：控制電路電源模塊電路圖J1：電源輸入端D2、D5：普通二極管，4007R1：功率電阻，680C1：大功率電容，160V100FD3、D4：穩(wěn)壓二極管，D3是24V，D4是15VJP1、JP3：電源模塊，JP1是24VDC-DC模塊，JP3是15VDC-DC模塊3.3、控制電路模塊詳見控制電路模塊分析3.4、驅(qū)動保護模塊4圖3：驅(qū)動電路模塊電路圖U4：光藕隔離模塊，TLP521520250J3：200V180A的MOSFET器件，IXFN180N20(或3個IXFH80N20并聯(lián))。其中，1引腳接MOS管柵極，2引腳接MOS管源極；或者是600V600A的IGBT器件，2個CM600HU-12H并聯(lián)。其中，1引腳接TGBT柵極，2引腳接IGBT集電極電阻均為普通電阻：R2=56K，R3=2.2K，R4=220，R5=220，R6=2.2K，R7=2.2K，R8=5.1K，R9=10，R17=100，R18=220電容均為普通電容：C12=100P，C14=22n，C15=100n三極管：Q1、Q2、Q7、Q8是NPN型三極管2383，Q3是PNP型三極管1013D6，D11：普通二極管，4007D21：穩(wěn)壓管，15V保護時間調(diào)節(jié)參數(shù)：MOSFET：C13-200P普通電容，D18-15V穩(wěn)壓管，D19-10V穩(wěn)壓管，D1-快恢復(fù)穩(wěn)壓管（順便穩(wěn)壓管FR157）6個IGBT：C13-4.7nF普通電容，D18-13V穩(wěn)壓管，D19-8.2V穩(wěn)壓管，D1-快恢復(fù)穩(wěn)壓管（順便穩(wěn)壓管FR157）2個5四、控制電路模塊分析4.1、混合式直流接觸器控制電路總體電路圖圖4：控制電路總體電路圖4.2、混合式直流接觸器控制電路分段分析接觸器脈沖輸入部分電路圖如下：圖5：接觸器脈沖輸入部分6V1接觸器通斷部分輸入。接觸器導(dǎo)通時輸入100V直流電壓；接觸器斷開時電壓為零。所以用100V脈沖電壓源代替。輸出電壓高電平為100V，低電壓為0V，高電壓時間為500ms，周期為1s。1.接觸器導(dǎo)通時，V1輸出100V直流電壓，上升沿。支路1：電流通過D7，R8，D10，D11，R17接地，D12將INPUT電壓鉗位在15V；支路2：剛導(dǎo)通時，Q4導(dǎo)通，電流經(jīng)過D7，R6，Q4，D11，R17接地，當(dāng)C6充電結(jié)束時