具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器的製作方法

2023-09-16 02:16:35

專利名稱：具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器的製作方法
技術領域：
本發明具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器，屬於煤礦風機用雙電源電磁起動器技術領域。
背景技術：
由於煤礦井下生產的特殊性，井下工作對安全的要求很高，尤其是在高溫溼熱的工作面，局部通風對安全生產的作用是至關重要的；局部通風機作為工作面通風的主要設施，承擔著為礦工提供新鮮的呼吸空氣、工作面降溫、防滅火等重要作用，其可靠性直接影響到礦井的安全生產。煤礦安全生產規程規定工作面局部通風機必須採用雙風機雙電源開關，且能夠實現自動切換，從而能夠有效的避免工作面停風事故的發生，避免因停風導致的瓦斯積聚超限乃至瓦斯、煤塵爆炸等重大事故的發生；但是由於自然雷電等諸多原因，井下供電系統經常會出現短時間掉電即「晃電」情況發生，「晃電」發生後雙電源雙風機將無故障停止運轉，要重新起動必須由人工手動操作，若此時工作人員沒有發現風機故障，工作面通風停止將直接威脅到礦井安全。

發明內容
本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題是提供一種在風機在由於「晃電」停止運轉後能自起動的具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器。為解決上述問題，本發明所採用的技術方案是具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器，包括兩組電路結構相同的電磁起動器電路第一電磁起動器電路和第二電磁起動器電路，所述第一電磁起動器電路和第二電磁起動器電路分別與第一供電電源和第二供電電源相連，第一供電電源和第二供電電源為煤礦井下兩路不同的供電電源，所述第一電磁起動器電路中的第一光電隔離通訊板與第二電磁起動器電路中的第二光電隔離通訊板相連；
所述第一電磁起動器電路中包括真空接觸器KM1、KM2和中間繼電器ΚΑΙ、KA2，真空接觸器KMl的線圈為KM1-1，常閉觸點為KM1-2，常開觸點為KM1-3 ;真空接觸器KM2的線圈為KM2-1，常閉觸點為KM2-2，常開觸點為KM2-3 ;中間繼電器KAl的線圈為KA1-1，常閉觸點為KA1-2，常開觸點為KA1-3 ;中間繼電器KA2的線圈為KA2-1，常閉觸點為KA2-2，常開觸點為KA2-3 ；
所述第一電磁起動器電路的電路結構為隔離換向開關QSl的進線端與第一供電電源相連，真空接觸器KM1、KM2的常開觸點KM1-3、KM2-3的進線端並接後與隔離換向開關QSl的出線端相連，所述真空接觸器KMl的常開觸點KM1-3的出線端串接電流互感器TAl後與一級風機的電源輸入端相連，所述真空接觸器KM2的常開觸點KM2-3的出線端串接電流互感器TA2後與二級風機的電源輸入端相連；
變壓器Tl的輸入端與隔離換向開關QSl的出線端W1、V1相連，真空接觸器KMl的線圈KMl-I串接中間繼電器KAl的常開觸點KA1-3後並接在變壓器Tl的36V電壓輸出端的兩端，真空接觸器KM2的線圈KM2-1串接中間繼電器KA2的常開觸點KA2-3後並接在變壓器Tl的36V電壓輸出端的兩端，綜合保護器ZB1、ZB2的電源輸入端與變壓器Tl的220V電壓輸出端相連，第一 PLC的電源輸入端與變壓器Tl的220V電壓輸出端相連；
所述電流互感器TAl的信號輸出端與綜合保護器ZBl的信號輸入端相連,一級風機的三相電源輸入端W2相端子與綜合保護器ZBl的漏電檢測信號輸入端之間串接有真空接觸器KMl的常閉觸點KM1-2和中間繼電器KAl的常閉觸點KA1-2，所述電流互感器TA2的信號輸出端與綜合保護器ZB2的信號輸入端相連，二級風機的三相電源輸入端W3相端子與綜合保護器ZB2的漏電檢測信號輸入端之間串接有真空接觸器KM2的常閉觸點KM2-2和中間繼電器KA2的常閉觸點KA2-2，所述綜合保護器ZB1、ZB2的信號輸出端與第一 PLC的信號輸入端相連；
所述第一 PLC的信號輸出端與第一光電隔離通訊板相連。所述變壓器Tl的輸入端與隔離換向開關QSl的輸出端Wl之間串接有單刀雙擲開關SI，變壓器Tl的220V電壓輸出端與第一 PLC的電源輸入端之間串接有閉鎖按鈕開關S2。所述第一 PLC對一級風機掉電後的自恢復控制方法如下
第一步，一級風機掉電後第一 PLC置掉電標誌位，記錄掉電時間，進入第二步；
第二步，第一 PLC檢測一級風機在掉電前是否有運行，是則進入第三步，否則進入第六
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少；
第三步，在第一 PLC掉電保存區置一級風機的掉電運行存儲位，並記錄到掉電保存區，進入第四步；
第四步，再次給一級風機上電後，讀取一次上電時間，並將讀取到的上電時間與掉電時間進行比較，設上電時間與掉電時間的差值為T，當T小於3秒時，進入第五步；當T大於3秒小於10秒時，二級風機開始計掉電切換延時，如果切換延時時間到則第一 PLC控制二級風機起動運行，若未到則進入第五步大於10秒時，進入第六步，同時二級風機進行切換延時，延時時間至切換到二級風機運行時；
第五步，將一級風機置起動位運行，並接受第一 PLC發出的停止信號，進入第六步； 第六步，第一 PLC控制一級風機停機。本發明與現有技術相比具有的有益效果是本發明利用PLC的停電延時功能對掉電時鐘進行分析判斷，實現開關「晃電」後的自起動，解決了礦井下雙電源雙風機因「晃電」自停止的問題；整個裝置結構簡單，便於安裝，能實時監控風機運行狀態，切換風機動作及時準確。


下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的說明
圖I為本發明的電路結構不意 圖2為本發明中第一電磁起動器電路的電路結構示意 圖3為本發明中PLC控制風機切換的程序流程 圖中1為第一電磁起動器電路、2為第二電磁起動器電路、3為第一供電電源、4為第二供電電源、5為第一光電隔離通訊板、6為第二光電隔離通訊板、7為第一 PLC、8為第二 PLC、9為一級風機、10為二級風機、11為三級風機、12為四級風機
具體實施例方式如圖I至圖3所示，本發明具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器，包括兩組電路結構相同的電磁起動器電路第一電磁起動器電路I和第二電磁起動器電路2，所述第一電磁起動器電路I和第二電磁起動器電路2分別與第一供電電源3和第二供電電源4相連，第一供電電源3和第二供電電源4為煤礦井下兩路不同的供電電源，所述第一電磁起動器電路I中的第一光電隔離通訊板5與第二電磁起動器電路2中的第二光電隔離通訊板6相連；
本發明在使用之前需合上隔離換向開關QS1，使電磁起動器供電支路上的變壓器Tl得電，變壓器Tl對綜合保護器ZB1、ZB2和第一 PLC 7開始供電，漏電檢測迴路接通，此時電磁起動器為漏電檢測狀態，當對地絕緣值符合要求時，綜合保護器ZB1、ZB2與第一PLC 7之間的常開觸點閉合，為起動做好準備；所述第一供電電源3和第二供電電源4採用1140V/660V，50Hz規格的三相交流電壓輸入；所述PLC 7與中間繼電器ΚΑΙ、KA2的線圈KAl-U KA2-1 相連。所述第一電磁起動器電路I中包括真空接觸器KM1、KM2和中間繼電器ΚΑΙ、KA2，真空接觸器KMl的線圈為KM1-1，常閉觸點為KM1-2，常開觸點為KM1-3 ;真空接觸器KM2的線圈為KM2-1，常閉觸點為KM2-2，常開觸點為KM2-3 ;中間繼電器KAI的線圈為KAI -1，常閉觸點為KAI-2，常開觸點為KAI-3 ;中間繼電器KA2的線圈為KA2-1，常閉觸點為KA2-2，常開觸點為KA2-3 ；
所述第一電磁起動器電路I的電路結構為隔離換向開關QSl的進線端與第一供電電源3相連，真空接觸器KM1、KM2的常開觸點ΚΜ1-3、ΚΜ2-3的進線端並接後與隔離換向開關QSl的出線端相連，所述真空接觸器KMl的常開觸點KM1-3的出線端串接電流互感器TAl後與一級風機9的電源輸入端相連，所述真空接觸器KM2的常開觸點KM2-3的出線端串接電流互感器TA2後與二級風機10的電源輸入端相連；
變壓器Tl的輸入端與隔離換向開關QSl的出線端W1、V1相連，真空接觸器KMl的線圈KMl-I串接中間繼電器KAl的常開觸點KA1-3後並接在變壓器Tl的36V電壓輸出端的兩端，真空接觸器KM2的線圈KM2-1串接中間繼電器KA2的常開觸點KA2-3後並接在變壓器Tl的36V電壓輸出端的兩端，綜合保護器ZB1、ZB2的電源輸入端與變壓器Tl的220V電壓輸出端相連，第一 PLC7的電源輸入端與變壓器Tl的220V電壓輸出端相連；
所述電流互感器TAl的信號輸出端與綜合保護器ZBl的信號輸入端相連,一級風機9的三相電源輸入端W2相端子與綜合保護器ZBl的漏電檢測信號輸入端之間串接有真空接觸器KMl的常閉觸點KM1-2和中間繼電器KAl的常閉觸點KA1-2，所述電流互感器TA2的信號輸出端與綜合保護器ZB2的信號輸入端相連,二級風機10的三相電源輸入端W3相端子與綜合保護器ZB2的漏電檢測信號輸入端之間串接有真空接觸器KM2的常閉觸點KM2-2和中間繼電器KA2的常閉觸點KA2-2，所述綜合保護器ZB1、ZB2的信號輸出端與第一 PLC7的信號輸入端相連；
按下設置於PLC上的起動按鈕，使中間繼電器KAl的線圈KAl-I得電，常閉觸點KA1-2斷開，切斷漏電檢測迴路，常開觸點KA1-3閉合，使真空接觸器KMl的線圈KMl-I接通36V電源，真空接觸器KMl的常開觸點KM1-3吸合，實現一級風機9自保，此時一級風機9正常運轉，第一 PLC 7上「一級運行」指示燈亮； 一級風機9正常運轉後第一 PLC 7開始控制二級風機10起動延時，延時的預定時間到後，第一 PLC 7使中間繼電器KA2的線圈KA2-1得電，常閉觸點KA2-2斷開，切斷漏電檢測迴路，常開觸點KA2-3閉合，使真空接觸器KM2的線圈KM2-1接通36V電源，真空接觸器KM2的常開觸點KM2-3吸合，實現二級風機10自保，此時二級風機10正常運轉，第一 PLC 7上「二級運行」指示燈亮；此時第一電磁起動器電路I起動完成。如果二級風機10在起動過程中出現故障無法起動，則在延時預定的時間到後，第一 PLC 7控制中間繼電器KAl的線圈KAl-I掉電，常開觸點KA1-3打開，從而使接觸器KMl的線圈KMl-I掉電，電源迴路上的常開觸點KM1-3打開，使一級風機9也停止工作，等故障排除後才可重新起動操作。按下設置於PLC上的停止按鈕，使中間繼電器KAl、KA2線圈失電，常開觸點KA1-3、KA2-3打開，從而使KM1、KM2的線圈KM1-1、KM2-1掉電，電源迴路上的常開觸點KM1-3、KM2-3打開，實現一級風機9和二級風機10停機，常閉觸點KM1-2、KA1-2、KM2-2、KA2-2同時閉合，漏電檢測迴路重新接通，此時第一電磁起動器電路I再次進入漏電檢測狀態。當第一電磁起動器電路I起動後，綜合保護器ZBl、ZB2將通過電流互感器TAl、TA2所測量風機電源線路上的電流值與整定電流值進行比較，同時進行過載、過流、斷相及短路檢測判斷，當出現故障時，綜合保護器ZB1、ZB2按第一 PLC 7設置的保護時間動作，將保護信號傳輸至第一 PLC 7，第一 PLC 7控制中間繼電器KA1、KA2失電，繼而使真空接觸器KM1，KM2失電斷開電源迴路，第一電磁起動器停止工作，這時工作人員應查明故障原因，排除故障後才能重新起動。所述第一 PLC7的信號輸出端與第一光電隔離通訊板5相連。一級風機9和二級風機10在運行過程中因故障或停電而停機時，電流互感器TAl、TA2會將檢測到的停機信號傳輸至綜合保護器ZB1、ZB2，綜合保護器ZB1、ZB2將收到信號分析處理後傳輸至第一 PLC 7，第一 PLC 7再將停機信號通過第一光電隔離通訊板5傳輸至第二光電隔離通訊板6，最後由第二光電隔離通訊板6將停機信號傳輸至第二 PLC 8，第二PLC 8將控制三級風機11和四級風機12自動起動，避免停風；第一電磁起動器和第二電磁起動器的切換時間可在PLC控制程序中設置為4-60秒。所述變壓器Tl的輸入端與隔離換向開關QSl的輸出端Wl之間串接有單刀雙擲開關SI，變壓器Tl的220V電壓輸出端與第一 PLC7的電源輸入端之間串接有閉鎖按鈕開關S2。所述第一 PLC7對一級風機9掉電後的自恢復控制方法如下
第一步，一級風機9掉電後第一 PLC7置掉電標誌位，記錄掉電時間，進入第二步； 第二步，第一 PLC7檢測一級風機9在掉電前是否有運行，是則進入第三步，否則進入第
丄止
/、少；
第三步，在第一 PLC7掉電保存區置一級風機9的掉電運行存儲位，並記錄到掉電保存區，進入第四步；
第四步，再次給一級風機9上電後，讀取一次上電時間，並將讀取到的上電時間與掉電時間進行比較，設上電時間與掉電時間的差值為T，當T小於3秒時，進入第五步；當T大於3秒小於10秒時，二 級風機10開始計掉電切換延時，如果切換延時時間到則第一 PLC7控制二級風機10起動運行，若未到則進入第五步；當T大於10秒時，進入第六步，同時二級風機10進行切換延時，延時時間至切換到二級風機10運行時；
第五步，將一級風機9置起動位運行，並接受第一 PLC7發出的停止信號，進入第六步； 第六步，第一 PLC7控制一級風機9停機。本發明使用的元器件中隔離換向開關QSl的型號為GHK-250A，真空接觸器KM1、KM2的型號為CKJ2-125A，中間繼電器ΚΑΙ、KA2的型號為MY2NJ，風機綜合保護器ZB1、ZB2的型號為ABD8-120，第一 PLC、第二 PLC的型號為EM223。
權利要求
1.具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器，其特徵在於包括兩組電路結構相同的電磁起動器電路第一電磁起動器電路(I)和第二電磁起動器電路(2)，所述第一電磁起動器電路(I)和第二電磁起動器電路(2)分別與第一供電電源(3)和第二供電電源(4)相連，第一供電電源(3)和第二供電電源(4)為煤礦井下兩路不同的供電電源，所述第ー電磁起動器電路(I)中的第一光電隔離通訊板(5)與第二電磁起動器電路(2)中的第二光電隔離通訊板(6)相連； 所述第一電磁起動器電路(I)中包括真空接觸器KM1、KM2和中間繼電器ΚΑΙ、KA2，真空接觸器KMl的線圈為KM1-1，常閉觸點為KM1-2，常開觸點為KM1-3 ;真空接觸器KM2的線圈為KM2-1，常閉觸點為KM2-2，常開觸點為KM2-3 ;中間繼電器KAI的線圈為KAI -1，常閉觸點為KAI-2，常開觸點為KAI-3 ;中間繼電器KA2的線圈為KA2-1，常閉觸點為KA2-2，常開觸點為KA2-3 ； 所述第一電磁起動器電路(I)的電路結構為隔離換向開關QSl的進線端與第一供電電源(3)相連，真空接觸器KM1、KM2的常開觸點KM1-3、KM2-3的進線端並接後與隔離換向開關QSl的出線端相連，所述真空接觸器KMl的常開觸點KM1-3的出線端串接電流互感器TAl後與一級風機(9)的電源輸入端相連，所述真空接觸器KM2的常開觸點KM2-3的出線端串接電流互感器TA2後與ニ級風機(10)的電源輸入端相連； 變壓器Tl的輸入端與隔離換向開關QSl的出線端W1、V1相連，真空接觸器KMl的線圈KMl-I串接中間繼電器KAl的常開觸點KA1-3後並接在變壓器Tl的36V電壓輸出端的兩端，真空接觸器KM2的線圈KM2-1串接中間繼電器KA2的常開觸點KA2-3後並接在變壓器Tl的36V電壓輸出端的兩端，綜合保護器ZB1、ZB2的電源輸入端與變壓器Tl的220V電壓輸出端相連，第一 PLC (7)的電源輸入端與變壓器Tl的220V電壓輸出端相連； 所述電流互感器TAl的信號輸出端與綜合保護器ZBl的信號輸入端相連，一級風機(9)的三相電源輸入端W2相端子與綜合保護器ZBl的漏電檢測信號輸入端之間串接有真空接觸器KMl的常閉觸點KM1-2和中間繼電器KAl的常閉觸點KA1-2，所述電流互感器TA2的信號輸出端與綜合保護器ZB2的信號輸入端相連，ニ級風機(10)的三相電源輸入端W3相端子與綜合保護器ZB2的漏電檢測信號輸入端之間串接有真空接觸器KM2的常閉觸點KM2-2和中間繼電器KA2的常閉觸點KA2-2，所述綜合保護器ZB1、ZB2的信號輸出端與第一 PLC (7)的信號輸入端相連； 所述第一 PLC (7)的信號輸出端與第一光電隔離通訊板(5)相連。
2.根據權利要求I所述的具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器，其特徵在於所述變壓器Tl的輸入端與隔離換向開關QSl的輸出端Wl之間串接有單刀雙擲開關SI，變壓器Tl的220V電壓輸出端與第一 PLC (7)的電源輸入端之間串接有閉鎖按鈕開關S2。
3.根據權利要求I或2所述的具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器，其特徵在於所述第一 PLC (7)對ー級風機(9)掉電後的自恢復控制方法如下 第一歩，一級風機(9)掉電後第一 PLC (7)置掉電標誌位，記錄掉電時間，進入第二步； 第二步，第一 PLC (7)檢測ー級風機(9)在掉電前是否有運行，是則進入第三步，否則進入第六步； 第三步，在第一 PLC (7)掉電保存區置一級風機(9)的掉電運行存儲位，並記錄到掉電保存區，進入第四歩； 第四步，再次給ー級風機(9)上電後，讀取一次上電時間，並將讀取到的上電時間與掉電時間進行比較，設上電時間與掉電時間的差值為T，當T小於3秒時，進入第五步；當T大於3秒小於10秒時，ニ級風機(10)開始計掉電切換延時，如果切換延時時間到則第一 PLC(7)控制ニ級風機(10)起動運行，若未到則進入第五步；當T大於10秒時，進入第六歩，同時ニ級風機(10)進行切換延時，延時時間至切換到ニ級風機(10)運行時；第五步，將ー級風機(9)置起動位運行，並接受第一 PLC (7)發出的停止信號，進入第六步； 第六步，第一 PLC (7)控制ー級風機(9)停機。
全文摘要
本發明具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器，屬於煤礦風機用雙電源電磁起動器技術領域；所要解決的技術問題是提供一種在風機在由於「晃電」停止運轉後能自起動的具有瞬間掉電自恢復功能的風機雙電源電磁起動器；採用的技術方案是包括兩組電路結構相同的電磁起動器電路第一電磁起動器電路和第二電磁起動器電路，所述第一電磁起動器電路和第二電磁起動器電路分別與第一供電電源和第二供電電源相連，第一供電電源和第二供電電源為煤礦井下兩路不同的供電電源，所述第一電磁起動器電路中的第一光電隔離通訊板與第二電磁起動器電路中的第二光電隔離通訊板相連；本發明應用於煤礦井下使用的通風機上。
文檔編號H02H3/06GK102638204SQ20121010980
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月16日 優先權日2012年4月16日
發明者於偉, 王振福, 陳磊 申請人:山西數聯科技有限公司