一種用於礦業的變頻調速安全控制裝置的製作方法
2023-05-20 16:29:06 1
專利名稱：一種用於礦業的變頻調速安全控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電機變頻控制技術，更具體地說涉及一種礦用隔爆兼本質安全型變頻調速裝置。
背景技術：
在現有技術中，電機變頻控制技術在工業生產領域，如機械、家電、冶金輕紡等行業迅速廣泛地開展應用，它能很好的調速，具有明顯的節能功能。但它缺點是由於採用大功率電力半導體作為整流及逆變元件，其散熱問題一直阻礙著變頻技術用於礦井等易燃易爆的環境，而礦業中如皮帶運輸機、提升絞車、風機、刮板運輸機等均要求滿轉矩起動、變負載運行、軟起軟停，均需採用變頻技術，但通用變頻器無法滿足易燃易爆的環境。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術不足之處而提供一種不僅具有較好的高速、節能控制功能，且具有過載保護、斷相保護、過壓、欠壓等保護功能的、在防爆外殼內的散熱好的礦用隔爆兼本質安全型變頻調速裝置。本發明的目的是通過以下措施來實現一種礦用隔爆兼本質安全型變頻調速裝置，它包括由三相整流器、濾波電容、IGBT逆變器組成的變頻器、控制裝置、隔爆箱體，其特殊之處在於，所述控制裝置包括隔離開關、工頻及二次控制迴路、變頻及控制迴路所組成， 其中
工頻及二次控制迴路由工頻迴路和二次控制迴路所組成，所述工頻迴路由變壓器、阻容吸收器、電輔熱板、電機保護器依次並接三相電路上，真空接觸器串接在電輔熱板與電機保護器之間；二次控制迴路為變壓器輸出的36V電源供溫控中繼電器、電機保護器、真空接觸器線圈、指示燈並接迴路和變壓器輸出的220V電源供溫控器、電能計量板、風機、本安電源、可編程控制器並接迴路；
變頻及控制迴路由變頻迴路和變頻控制迴路所組成，變頻迴路由電抗器、變頻器、真空接觸器串接組成，變頻控制迴路由CPU、電流檢測電路、電壓檢測電路、驅動電路、操作顯示電路所組成，所述電流檢測電路、電壓檢測電路接CPU信號輸入端，驅動電路接CPU信號輸出端，操作顯示電路接CPU的I/O端，所述驅動電路為變頻裝置IGBT驅動電路，所述電壓檢測迴路接二次檢測迴路控制電源，所述電流檢測迴路接變頻器輸出迴路；
所述三相交流電經隔離開關並接連接變頻迴路及工頻迴路後與電機接線柱連接，所述變頻迴路真空接觸器與工頻迴路真空接觸器互鎖。所述可編程控制器開關分別為變頻、工頻萬能轉換開關，變頻、工頻近遠控啟動及停止開關，變頻、工頻反饋開關、溫控報警及加熱開關。所述隔爆箱體防爆腔後壁安裝變頻器單元，其IGBT模塊、熱管安裝在過渡散熱器兩側，過渡散熱器固定在隔爆箱體外殼上，熱管上安裝有槽形散熱片。與現有技術相比，採用本發明提出的礦用隔爆兼本質安全型變頻調速裝置，其具有變頻，工頻兩種工作方式，以變頻工作方式為主，工頻工作方式為輔，不僅能較好的調速、 節能，而且具有防塵、防潮、防爆等優點；該變頻調速裝置採用數碼顯示，不僅具有遠、近控制功能，而且具有電能顯示，即清晰顯示負載電能，溫度控制功能，具有過載保護、斷相保護、過壓、欠壓等保護功能。可用於煤礦井下有煤塵或瓦斯煤塵爆炸的場所，對三相防爆電動機進行起動、停止和變頻調速等控制，並對電動機進行各種保護；同時也可以應用於石油、化工等其它有爆炸危險的場所。本發明具有可靠性高、使用壽命長、節能效果顯著等優點，是一種先進的可廣泛推廣的變頻調速方法。
圖1為本發明實施例電氣原理示意圖。圖2為本實施例二次控制迴路示意圖。圖3為本實施例變頻控制迴路示意圖。圖4為本實施例散熱結構布置圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對具體實施方式
作詳細說明
圖1為本發明實施例電氣原理示意圖。圖2為本實施例二次控制迴路示意圖。一種礦用隔爆兼本質安全型變頻調速裝置，它包括由三相整流器、濾波電容、IGBT逆變器組成的變頻器BPQ、控制裝置、隔爆箱體。所述控制裝置包括隔離開關DH、變頻及控制迴路、工頻及二次控制迴路所組成，其中
工頻及二次控制迴路由工頻迴路和二次控制迴路所組成，所述工頻迴路由變壓器BK、 阻容吸收器ZR、電輔熱板DR、電機保護器ABD8依次並接在三相電路上，真空接觸器ZKTJ2 串接在電輔熱板與電機保護器之間；二次控制迴路為變壓器輸出的36V電源供溫控中繼電器、電機保護器、真空接觸器線圈、指示燈並接迴路和變壓器輸出的220V電源供溫控器WK、 電能計量板P、風機、本安電源CSTI、可編程控制器L0G0230R並接迴路。由於變壓器、阻容吸收器、電輔熱板安裝在真空接觸器ZKTJ2上遊端，無論是變頻工況還是工頻工況均工作。 變壓器提供二次控制迴路所需的電壓電源。阻容吸收器利用電容吸收能量，能有效地吸收由感性負載和其它因素引起的浪湧電壓，使其不超過允許值並利用電阻的阻尼作用，使振蕩迅速衰減。設備起動前先由溫控檢測溫、溼度，溫度低、溼度大可由電輔熱板對變頻器腔體內預加熱，防止腔體內結露。所述可編程控制器為外部信號控制器，其開關分別為變頻、 工頻萬能轉換開關，變頻、工頻近遠控啟動及停止開關，變頻、工頻反饋開關、溫控報警及加熱開關，其操作由CPU運算控制器給出或手動。所述電能計量板可顯示負載電能，監測設備運行。圖3為本實施例變頻控制迴路示意圖。變頻及控制迴路由變頻迴路和變頻控制迴路所組成，變頻迴路由電抗器DK、變頻器BPQ、真空接觸器ITJl串接組成，變頻控制迴路由 CPU、電流檢測電路、電壓檢測電路、驅動電路、操作顯示電路所組成，所述電流檢測電路、電壓檢測電路接CPU信號輸入端，驅動電路接CPU信號輸出端，操作顯示電路接CPU的I/O端， 所述驅動電路為變頻器IGBT驅動電路，所述電壓檢測迴路接二次檢測迴路控制電源，所述電流檢測迴路接變頻器輸出迴路。所述CPU運算控制器為CHMOS 32位單片機，其內部固化有控制程序，整個裝置的工作過程就是其執行程序的過程。其CPU運算控制器工作時由電流檢測電路、電壓檢測電路實時監測電路電流、電壓等值，來實現運算和控制功能，其保護電路主要是防止電路中的電流和電壓過大，燒壞電路中的各傳感、驅動元件，其內部還有一個波形發生器，可輸出2組互補的3相PWM信號，其依據PWM信號來控制變頻器IGBT的開斷程度。所述三相交流電經隔離開關DH並接連接變頻迴路及工頻迴路後與電機接線柱連接，所述變頻迴路真空接觸器ITJl與工頻迴路真空接觸器ITJ2互鎖。這兩種工作方式可自由切換，以變頻工作方式為主，工頻工作方式為輔。當頻迴路出現故障報警時，為不影響電動機正常工作，可選用工頻工作方式，這時變頻迴路斷開，電動機保護器工作。圖4為本實施例散熱結構布置圖。所述隔爆箱體防爆腔後壁安裝變頻器單元，其 IGBT模塊1、熱管5安裝在過渡散熱器3兩側，過渡散熱器固定在隔爆箱體外殼2上，熱管上安裝有槽形散熱片4。所述熱管是一種具有極高導熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管內工質的蒸發與凝結來傳遞熱量，具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優點。由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小等優點。變頻器內部產生的熱量就通過防爆腔後壁一過渡散熱器一熱管一槽形散熱器散發出去。上述實施例並不構成對本發明的限制，凡採用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1. 一種用於礦業的變頻調速安全控制裝置，它包括由三相整流器、濾波電容、IGBT逆變器組成的變頻器、控制裝置、隔爆箱體，其特徵在於，所述控制裝置包括隔離開關、工頻及二次控制迴路、變頻及控制迴路所組成，其中(1)工頻及二次控制迴路由工頻迴路和二次控制迴路所組成，所述工頻迴路由變壓器、 阻容吸收器、電輔熱板、電機保護器依次並接三相電路上，真空接觸器串接在電輔熱板與電機保護器之間；(2)二次控制迴路為變壓器輸出的36V電源供溫控中繼電器、電機保護器、真空接觸器線圈、指示燈並接迴路和變壓器輸出的220V電源供溫控器、電能計量板、風機、本安電源、 可編程控制器並接迴路；變頻及控制迴路由變頻迴路和變頻控制迴路所組成，變頻迴路由電抗器、變頻器、真空接觸器串接組成，變頻控制迴路由CPU、電流檢測電路、電壓檢測電路、 驅動電路、操作顯示電路所組成，所述電流檢測電路、電壓檢測電路接CPU信號輸入端，驅動電路接CPU信號輸出端，操作顯示電路接CPU的I/O端，所述驅動電路為變頻裝置IGBT 驅動電路，所述電壓檢測迴路接二次檢測迴路控制電源，所述電流檢測迴路接變頻器輸出迴路；(3)所述三相交流電經隔離開關並接連接變頻迴路及工頻迴路後與電機接線柱連接， 所述變頻迴路真空接觸器與工頻迴路真空接觸器互鎖；(4)所述可編程控制器按鈕分別為變頻、工頻萬能轉換開關，變頻、工頻近遠控啟動及停止開關，變頻、工頻反饋開關、溫控報警及加熱開關；(5)所述隔爆箱體防爆腔後壁安裝變頻器單元，其IGBT模塊、熱管安裝在過渡散熱器兩側，過渡散熱器固定在隔爆箱體外殼上，熱管上安裝有槽形散熱片。
全文摘要
本發明涉及一種用於礦業的變頻調速安全控制裝置。它包括由三相整流器、濾波電容、IGBT逆變器組成的變頻器，控制裝置，隔爆箱體，所述控制裝置包括隔離開關、工頻及二次控制迴路、變頻及控制迴路所組成。本發明具有變頻，工頻兩種工作方式，以變頻工作方式為主，工頻工作方式為輔，能較好的調速、節能，具有防塵、防潮、防爆等優點；該變頻調速裝置採用數碼顯示，具有遠、近控制功能，具有電能顯示，即清晰顯示負載電能，溫度控制功能，具有過載保護、斷相保護、過壓、欠壓等保護功能。可用於煤礦井下有煤塵或瓦斯煤塵爆炸的場所，對三相防爆電動機進行起動、停止和變頻調速等控制，並對電動機進行各種保護。
文檔編號H02H7/09GK102480266SQ20101055306
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月22日 優先權日2010年11月22日
發明者欒曉健 申請人:大連兆陽軟體科技有限公司