一種防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置的製作方法

2023-10-23 09:27:47 4

專利名稱：一種防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種變頻器電容放電裝置，特別涉及到一種防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置。
背景技術：
目前，電梯的變頻矢量閉環控制成為電梯控制系統中的主流，其中矢量控制變頻器必然成為整個控制系統的核心驅動部件，對於用於爆炸性特殊環境的防爆電梯，也同樣如此。現在普通的電梯變頻器，內部均配有電容，在給變頻器通電時，輸入交流電源經過變頻器整流後對電容充電，當變頻器斷電後，內部電容通過變頻器線路板顯示器等將儲存的電能緩慢放電為零，但沒有放電電阻，也沒有對放電時間做出要求，但對於防爆電梯則不然，變頻器需要放置在隔爆控制箱中，則必須要符合防爆國家標準GB3836. 1-2010中第6. 3條的規定，如下6. 3設備外殼打開時間可被打開的外殼，其打開的時間應比下列要求的時間更長。a)在內裝電容器，當充電電壓為200V或以上時，放電至下列剩餘能量所需時間(I) I類或II A類電氣設備0· 2mJ(2)11 B 類設備0. 06mJ(3) II C類設備0· 02mJ，包括僅標誌II類的電氣設備(4)111 類設備0. 2mJ綜上所述得知對照電容電能公式W = (1/2) CU2，在已知剩餘能量W(焦耳J)和儲能電容C (法拉F)情況下，很容易得到在放電到剩餘能量W時所對應的剩餘電壓U。對照電容充放電公式如下t = ROLn[(Vl-VO)/(Vl-Vt)]，在已知剩餘電壓Vt，放電電阻R，電容C，初始電壓V0，電容最終放到的電壓值Vl (OV)，可以很容易的得到放電到剩餘能量W時對應的總放電時間t.內部含儲能電容的防爆設備斷電後必須經過上述計算得到的放電時間t後，然後再延時一段時間後才允許開蓋。延時開蓋時間一般為電容放電時間的兩倍。目前的防爆電器生產廠家多規定斷電後延時10分鐘或最多15分鐘後允許開蓋。並把產品斷電後延時開蓋時間，標識在電器的醒目位置上，同時國家防爆電器試驗檢測站也是如此來檢測的。現在普通的電梯變頻器沒有考慮防爆問題也沒有設計專用的放電迴路，也沒有放 電電阻，僅靠內部線路板及顯示器來消耗電容的儲存電量，所以放電時間也無從計算。經過實驗驗證後發現，斷電後電容放電完畢時間超過了半小時甚至更長的時間，這是不符合防爆要求的。因此普通的電梯變頻器如果用於防爆電梯，必須滿足防爆國家標準要求，需要重新設計變頻器控制及驅動線路，內部增加放電電阻及電容放電控制迴路。但是對於變頻器生產廠家特別是進口品牌變頻器廠家來說一般都不太願意或者不可能來做如此改變。
所以十分有必要採取一種專用電容放電裝置，在不改變頻器內部線路的條件下對變頻器內部電容進行放電，使之滿足防爆國家標準中關於電容放電時間的要求，然後才能夠把普通的電梯變頻器用於防爆電梯的變頻驅動控制。

發明內容
本發明要解決的技術難題就是不改變普通的電梯變頻器內部線路而實現快速對電容放電，提供一種防爆電梯變頻器外掛式電容放電裝置，解決變頻器內部電容放電問題，滿足防爆國家標準中關於電容放電時間的要求。本發明的目的是採用下述的技術方案來實現一種防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，所述裝置與電梯變頻器外置連接，所述電梯變頻器由電梯微機控制器控制運行和停止，其特徵在於所述裝置包含一電容放電接觸器控制迴路、一電容放電接觸器未吸合檢測迴路、一電容放電接觸器粘連保護斷開迴路、一電容放電執行迴路以及一電容放電接觸器粘連檢測控制迴路，所述的電容放電接觸器控制迴路與所述的電梯變頻器的輸入端相連，所述的電容放電接觸器未吸合檢測迴路與電梯變頻器的輸入接觸器常開觸點相連，所述的電容放電接觸器粘連保護斷開迴路與電梯變頻器輸入電源接觸器的線圈控制迴路串聯連接，所述的電容放電執行迴路與電梯變頻器直流母線電源正負端相連，所述的電容放電接觸器粘連檢測控制迴路中放電接觸器粘連保護接觸器的輔助常閉觸點與所述的電容放電接觸器粘連保護斷開迴路相連。 所述的電容放電接觸器控制迴路包括一個三極斷路器開關和兩個電容放電直流接觸器，所述的兩個電容放電直流接觸器線圈的一端兩兩並聯後與三極斷路開關的一個輸出端連接，兩個電容放電直流接觸器線圈的另一端分別與三極斷路開關的另兩個輸出端連接，該三極斷路器開關輸入端與所述的電梯變頻器的輸入端相連。所述的兩個電容放電直流接觸器的輔助常開觸點串聯後串入電梯變頻器輸入電源接觸器的常開檢測迴路，構成所述的電容放電接觸器未吸合檢測迴路。所述的電容放電接觸器粘連保護斷開迴路包括一放電接觸器粘連保護接觸器，該放電接觸器粘連保護接觸器的常閉輔助觸點串入電梯變頻器輸入電源接觸器的線圈的控制迴路中。所述的電容放電執行迴路包括一放電電阻，所述的兩個電容放電直流接觸器的常閉主觸點先串聯再並聯後一端與電梯變頻器的直流母線電源正端相連，另一端與放電電阻的一端相連，放電電阻的另一端與電梯變頻器直流電源負端相連，構成所述的電容放電執行迴路。所述的兩個電容放電直流接觸器的輔助常開觸點與所述的放電接觸器粘連保護接觸器的控制線圈相連，構成所述的電容放電接觸器粘連檢測控制迴路。所述的電容放電直流接觸器是常閉主觸點的直流接觸器。本發明裝置相比現有電梯變頻器電路增加了電容放電接觸器控制接線迴路，三極斷路器開關的輸入端與電梯變頻器的電源端相連，輸出端與電容放電直流接觸器的線圈相連，對電容放電直流接觸器的線圈控制迴路進行短路過流保護，當發生過流或短路時立即切斷線圈控制迴路。當電梯變頻器輸入電源得電，電容開始充電時，電容放電直流接觸器線圈立即吸合，常閉主觸點立即斷開電容放電迴路；當電梯變頻器輸入電源斷電時，電容放電直流接觸器線圈立即斷開，常閉主觸點立即恢復到常閉狀態接通電容放電迴路開始放電。本發明裝置相比現有電梯變頻器電路增加了電容放電接觸器未吸合檢測接線迴路，為變頻器放電接觸器未吸合保護電路。通過電梯微機控制器對的吸合狀態進行檢測實現，當檢測到任意一個未吸合時(常開點未閉合)，內部程序控制持續斷開變頻器輸入電源接觸器線圈，從而切斷了變頻器的輸入電源，待故障排除後方能正常運行，從而確保變頻器正常運行時不能進行放電。此處變頻器輸入電源接觸器常開點串入電容放電直流接觸器的輔助常開觸點，然後接入輸入檢測迴路。電容放電直流接觸器的吸合和斷開增加了監控檢測保護電路，即電容放電接觸器未吸合檢測迴路和電容放電接觸器粘連保護斷開迴路，當其中一套電容放電直流接觸器未吸合或未斷開時，則監控檢測保護電路將會切斷電梯變頻器輸入電源，直至故障排除後才能恢復正常，確保了電梯變頻器電容的安全放電。本發明裝置相比現有電梯變頻器電路增加了放電接觸器粘連保護斷開接線迴路，為放電接觸器吸合後未斷開保護電路。此處把放電接觸器粘連保護接觸器的常閉輔助觸點串入電梯變頻器輸入電源接觸器的線圈的控制迴路中。當電容放電直流接觸器任意一個發 生吸合後停電斷不開現象時，此時放電接觸器粘連保護接觸器線圈吸合，該放電接觸器粘連保護接觸器常閉觸點斷開變頻器輸入電源接觸器的線圈控制迴路，斷開電梯變頻器輸入電源，電梯變頻器無法得電，電梯變頻器停止工作，從而確保了可靠動作，當其中任意一個出現粘連故障時，則下次上電後立即持續切斷變頻器電源，待故障排除後方能正常運行，從而保證了變頻器斷電後內部電容的可靠放電。本發明裝置相比現有電梯變頻器電路增加了電容放電執行迴路，電容放電直流接觸器的常閉主觸點先串聯再並聯後，一端接入電梯變頻器直流電源正端，另一端連接放電電阻，放電電阻的末端再連接電梯變頻器直流電源負端。當電梯變頻器電源接通時，電容放電直流接觸器線圈吸合，則主觸點斷開，則斷開放電電阻放電迴路，保證了電梯變頻器在電源得電工作時，不能接入放電迴路，即不能放電；當電梯變頻器電源斷開時，則電容放電直流接觸器線圈斷開，其常閉主觸點恢復常閉，則接通放電電阻的放電迴路，變頻器內電容儲存電能開始釋放，並通過電阻消耗能量，開始放電。當其中一個電容放電直流接觸器發生吸合粘連故障時，如果電梯變頻器輸入電源斷電，則主觸點不能恢復常閉就無法放電，這時另一個電容放電直流接觸器則作為冗餘接觸器主觸點仍能恢復常閉接通電阻進行放電，從而確保在其中一個電容放電直流接觸器損壞的情況下仍能夠對電容進行可靠放電。 放電電阻作為電容放電電能消耗元件，是電容放電的最終執行元件，選用不同阻值的放電電阻會導致最終放電時間的不同，實際的阻值根據公式t = RC*Ln[ (Vl-VO)/(Vl-Vt)]計算得到，不同功率的電容容量也不同，電阻的大小決定了放電時間。本發明裝置相比現有電梯變頻器電路增加了電容放電接觸器粘連檢測控制迴路，電容放電直流接觸器常開輔助觸點接入粘連檢測接觸器線圈控制迴路，當電容放電直流接觸器通電吸合停電斷不開，則下次接通電源，則放電接觸器粘連保護用接觸器線圈吸合，常閉點斷開，則同時斷開電梯變頻器輸入電源接觸器線圈控制迴路，輸入電源接觸器無法吸合，電梯變頻器無法得電，不能運行，內部電容也無法充電。本發明的裝置實現了在不改變常規電梯變頻器內部線路的條件下對常規電梯變頻器內部電容進行放電，使之滿足防爆國家標準中關於電容放電時間的要求，能夠把普通的電梯變頻器用於防爆電梯的變頻驅動控制。


圖I是本發明裝置實施例電氣接線示意圖a ；圖2是本發明裝置實施例電氣接線示意圖b ;圖3是本發明實施例裝配結構示意圖。附圖標記說明I-電容放電接觸器控制迴路，2-電容放電接觸器未吸合檢測迴路，3-電容放電接觸器粘連保護斷開迴路，4-電容放電執行迴路，5-電容放電接觸器粘連檢測控制迴路，6-固定用導軌，QF8-三極斷路器空氣開關，KMUKM2-電容放電直流接觸器，KMC-輸入電源接觸器，KA-放電接觸器粘連保護用接觸器，Rl-放電電阻，INV-變頻器，PAD-微機主控板，KAS-安全迴路監控繼電器，TCO-控制變壓器，QF-變頻器電源輸入斷路器，QFl-控制變壓器電源輸入保護斷路器，QF2-控制變壓器變壓輸出保護斷路器。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明的具體實施方式
進一步加以描述本發明提供發防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，包含一電容放電接觸器控制迴路I、一電容放電接觸器未吸合檢測迴路2、一電容放電接觸器粘連保護斷開迴路3、一電容放電執行迴路4以及一電容放電接觸器粘連檢測控制迴路5，電容放電接觸器控制迴路I與電梯變頻器INV的輸入端相連，電容放電接觸器未吸合檢測迴路2與電梯變頻器INV的輸入電源接觸器KMC常開觸點相連，電容放電接觸器粘連保護斷開迴路3與電梯變頻器INV輸入電源接觸器KMC的線圈控制迴路串聯連接，電容放電執行迴路4與電梯變頻器INV直流母線電源正負端相連，電容放電接觸器粘連檢測控制迴路5中放電接觸器粘連保護用接觸器KA與電容放電接觸器粘連保護斷開迴路3相連。請參見圖I、圖2所示，電容放電接觸器控制迴路I包括一三極(3P)斷路器開關QF8和兩個DC800V常閉主觸點的電容放電直流接觸器KM1、KM2，三極斷路器開關QF8輸入端分別與AC380V、三相電梯變頻器INV的輸入端R、S、T相連。電容放電直流接觸器KM1、KM2的線圈A2兩兩並聯後與三極斷路開關QF8的一個輸出端L12連接，電容放電直流接觸器KM1、KM2的線圈Al分別與三極斷路開關QF8的另兩個輸出端L11、L13連接。兩個電容放電直流接觸器KMl、KM2的輔助常開觸點串聯後串入電梯變頻器INV輸入電源接觸器KMC的常開檢測迴路。電容放電接觸器粘連保護斷開迴路3包括一 CAD32放電接觸器粘連保護接觸器KA，該放電接觸器粘連保護接觸器KA的常閉輔助觸點串入電梯變頻器INV輸入電源接觸器KMC的線圈控制迴路中。兩個電容放電直流接觸器KM1、KM2的輔助常開觸點與放電接觸器粘連保護接觸器KA的控制線圈相連。電容放電執行迴路4包括一 300W放電電阻Rl,兩個電容放電直流接觸器KM1、KM2的常閉主觸點先串聯再並聯後一端與電梯變頻器INV的直流母線電源正端相連，另一端與放電電阻Rl的一端相連，放電電阻Rl的另一端與電梯變頻器INV直流母線電源負端相連。
實際使用中三極斷路器空氣開關QF8、電容放電直流接觸器KMl、KM2、放電接觸器粘連保護用接觸器KA以及放電電阻Rl安裝在固定用導軌6上，如圖3所示，再將該固定用導軌6安裝在隔爆型變頻器箱中。
以上所述的僅是本發明的優選實施方式。應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術構思的前提下，還可以做出若干變型和改進，這些也應視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，所述裝置與電梯變頻器(INV)外置連接，所述電梯變頻器(INV)由電梯微機控制器(PAD)控制運行和停止，其特徵在於所述裝置包含一電容放電接觸器控制迴路(I)、一電容放電接觸器未吸合檢測迴路(2)、一電容放電接觸器粘連保護斷開迴路(3)、一電容放電執行迴路(4)以及一電容放電接觸器粘連檢測控制迴路(5)，所述的電容放電接觸器控制迴路⑴與所述的電梯變頻器(INV)的輸入端相連，所述的電容放電接觸器未吸合檢測迴路⑵與電梯變頻器(INV)的輸入電源接觸器(KMC)常開觸點相連，所述的電容放電接觸器粘連保護斷開迴路(3)與電梯變頻器(INV)輸入電源接觸器(KMC)的線圈控制迴路串聯連接，所述的電容放電執行迴路⑷與電梯變頻器(INV)直流母線電源正負端相連，所述的電容放電接觸器粘連檢測控制迴路(5)中放電接觸器粘連保護接觸器(KA)的輔助常閉觸點與所述的電容放電接觸器粘連保護斷開迴路⑶相連。
2.根據權利要求I所述的防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，其特徵在於所述的電容放電接觸器控制迴路(I)包括一個三極斷路器開關(QF8)和兩個電容放電直流接觸器(KM1、KM2)，所述的兩個電容放電直流接觸器(KM1、KM2)線圈的一端兩兩並聯後與三極斷路開關(QF8)的一個輸出端連接，兩個電容放電直流接觸器(KM1、KM2)線圈的另一端分別與三極斷路開關(QF8)的另兩個輸出端連接，該三極斷路器開關(QF8)輸入端與所述的電梯變頻器(INV)的輸入端相連。
3.根據權利要求I所述的防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，其特徵在於所述的兩個電容放電直流接觸器(KM1、KM2)的輔助常開觸點串聯後串入電梯變頻器(INV)輸入電源接觸器(KMC)的常開檢測迴路，構成所述的電容放電接觸器未吸合檢測迴路(2)。
4.根據權利要求I所述的防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，其特徵在於所述的電容放電接觸器粘連保護斷開迴路(3)包括一放電接觸器粘連保護接觸器(KA)，該放電接觸器粘連保護接觸器(KA)的常閉輔助觸點串入電梯變頻器(INV)輸入電源接觸器(KMC)的線圈的控制迴路中。
5.根據權利要求I所述的防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，其特徵在於所述的電容放電執行迴路⑷包括一放電電阻(Rl)，所述的兩個電容放電直流接觸器(KM1、KM2)的常閉主觸點先串聯再並聯後一端與電梯變頻器(INV)的直流母線電源正端相連，另一端與放電電阻(Rl)的一端相連，放電電阻(Rl)的另一端與電梯變頻器(INV)直流電源負端相連，構成所述的電容放電執行迴路(4)。
6.根據權利要求I所述的防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，其特徵在於所述的兩個電容放電直流接觸器(KM1、KM2)的輔助常開觸點與所述的放電接觸器粘連保護接觸器(KA)的控制線圈相連，構成所述的電容放電接觸器粘連檢測控制迴路(5)。
7.根據權利要求2所述的防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，其特徵在於所述的電容放電直流接觸器(KM1、KM2)是常閉主觸點的直流接觸器。
全文摘要
本發明涉及一種防爆電梯變頻器專用外掛式電容放電裝置，所述裝置與電梯變頻器外置連接，其特徵在於所述裝置包含一與電梯變頻器的輸入端相連的電容放電接觸器控制迴路、一與電梯變頻器的輸入接觸器常開觸點相連的電容放電接觸器未吸合檢測迴路、一與電梯變頻器輸入電源接觸器的線圈控制迴路串聯連接的電容放電接觸器粘連保護斷開迴路、一與電梯變頻器直流母線電源正負端相連的電容放電執行迴路以及一與電容放電接觸器粘連保護斷開迴路相連的電容放電接觸器粘連檢測控制迴路。本發明的裝置實現了在不改變常規電梯變頻器內部線路的條件下對常規電梯變頻器內部電容進行放電，使之滿足防爆國家標準中關於電容放電時間的要求，能夠把普通的電梯變頻器用於防爆電梯的變頻驅動控制。
文檔編號H02H3/08GK102629753SQ20121010518
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月6日 優先權日2012年4月6日
發明者王超, 秦健聰, 蔡狀, 陸永清, 馬依萍 申請人:東南電梯股份有限公司