CN103312127B - 矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置 - Google Patents

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本发明涉及一种矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置，其特征在于，包括电路和电阻散热装置，所述电路由真空继电器K、放电电阻R1、光耦继电器回路、阻容吸收回路、反向钳位电路和发光二极管电路构成；真空继电器K的常闭触点一端连接在隔爆变频器电容C正极，常闭触点的另一端连接放电电阻R1，放电光耦继电器U电阻R1的另一端与隔爆变频器电容负极之间并接光耦继电器回路、反向钳位二极管、阻容吸收回路和发光二极管电路；放电电阻在冷板的作用下，温度适中且稳定，可在15分钟内将电容中的能量释放到安全标准之内，在工作过程中向用户指示出当前电容器剩余能量，将信号反馈给设备中的控制器，根据电容当前的放电情况，为其它操作提供判断依据。

Description

矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置
技术领域
本装置涉及用于煤矿井下有煤尘及爆炸性气体环境中的隔爆变频器，特别涉及一种矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置，用于快速释放及指示其储能电路中大电容中的能量。
背景技术
煤矿井下所用变频器为高压大功率隔爆专用变频器，其中，滤波器为一个大容量电容，在设备停止运行并断电后，电容中仍储存有能量，必须通过放电装置释放电容中储存的能量。
目前，一般放电装置的基本原理是使用一个电阻并联在电容的两端(即直流母线的两端）构成RC放电电路，在断电后缓慢地释放电能， RC放电电路为无源电路，输入信号为零，是RC电路的零输入响应，电压随时间的变化关系为：
  （1）
式（1）中u c 为电容两端的电压，U 0 为电容两端的初始电压，R、C分别为电阻值和电容值。由此可知，电压按指数曲线衰减，可以用调整电阻值的方法来控制放电时间。
但是，市场上现有的同类产品无法对放电过程进行指示和信号反馈，用户无法实时掌握放电过程的执行情况，在维修时容易造成安全事故；而且，放电过程中放电电阻产生的热量较大，对本身和其他元器件会造成不良影响。
同时，国标GB 3836.1-2010《爆炸性环境 第一部分：设备 通用要求》中规定，内装电容器的I类电气设备（用于煤矿瓦斯气体环境的电气设备），当充电电压为200V或以上时，放电时间要长于剩余能量至0.2mJ的时间。矿用电气设备的供电电压一般为1140V和3300V，充电电压较大，放电时间较长。当系统由于各种原因出现故障需要开盖检查、维护时，为了保障安全和节省时间，需要快速释放掉电容器上储存的能量并指示其当前带电状态，将其控制在15分钟之内。由于上述原因，实际生产和维护需要一种矿用电气设备快速放电及指示装置，而目前，国内的文献中尚无此类技术及产品的报道。
发明内容
本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对当前放电装置无法向用户指示当前状态、反馈信号、放电电阻发热量大的缺点，供一种矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置的设计方案，使装置在工作过程中可指示当前放电状态并将信号反馈给控制器，改进放电电阻安装方式，增设散热冷板，并在冷板内设置冷水循环系统，通过冷板冷水循环系统，带走电阻内因放电产生的热量。放电电阻在冷板的作用下，温度适中且稳定。最终可达到节省时间、保证维护人员安全的目的。从而消除矿用变频器放电装置的安全隐患。
本发明是通过这样的技术方案实现的：矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置，其特征在于，包括电路和电阻散热装置，所述电路由真空继电器K、放电电阻R1、光耦继电器回路、阻容吸收回路、反向钳位电路和发光二极管电路构成；
真空继电器K的常闭触点一端连接在隔爆变频器电容C正极（带有正电荷的一侧），常闭触点的另一端连接放电电阻R1，放电光耦继电器U电阻R1的另一端与隔爆变频器电容负极之间并接光耦继电器回路、反向钳位二极管、阻容吸收回路和发光二极管电路；
光耦继电器回路由限流电阻R2、二极管D1和光耦继电器U隔离信号的输入端依次串接构成，反向钳位电路包括反向钳位二极管D2，阻容吸收回路由电阻R3和电容C1组成，发光二极管电路由限流电阻R4、发光二极管D3组成；
隔爆变频器电容C放电时，发光二极管D3点亮，同时，光耦继电器U动作产生的反馈信号通过光耦继电器U反馈信号输出端传送给由智能数字仪表控制器构成的控制器，由数字仪表显示放电量；
所述电阻散热装置的散热部件由一块矩形冷板加工而成，冷板的内部加工有水路，水路包括进水口和出水口；
放电电阻R1的引线通过2个连接端子固定，其封装部分接触在冷板上，连接端子与冷板之间绝缘，冷板内部水路中保持冷水循环，带走放电电阻R1在放电过程产生的热量，通过冷板对放电电阻R1封装部分散热，保持其温度稳定。
有益效果是：针对当前放电装置无法向用户指示当前状态、反馈信号、放电电阻发热量大的缺点，本装置在工作过程中可指示当前放电状态并将信号反馈给控制器，而且，放电电阻在冷板的作用下，温度适中且稳定。最终可达到节省时间、保证维护人员安全的目的，本发明针对目前矿用变频器放电装置的安全隐患，设计了快速放电及指示装置，可在15分钟内将电容中的能量释放到安全标准之内，并在工作过程中向用户指示出当前电容器中是否还有剩余能量，并将信号反馈给设备中的控制器，以供其掌握电容当前的放电情况，为做其它操作提供判断依据。
附图说明
图1、快速放电及指示装置电路图；
图2、散热部件正视图；
图3、散热部件左视图；
图4、散热部件右视图。
图中：1.冷板，2.内部水路，3.快速放电及指示装置外壳，4.连接端子，21.进水口,22.出水口。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：
如图1至图4所示，矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置，包括电路和电阻散热装置，所述电路由真空继电器K、放电电阻R1、光耦继电器回路、阻容吸收回路、反向钳位电路和发光二极管电路构成，
真空继电器K的常闭触点一端连接在隔爆变频器电容C正极（带有正电荷的一侧），常闭触点的另一端连接放电电阻R1，放电电阻R1的另一端与隔爆变频器电容负极之间并接光耦继电器回路、反向钳位二极管、阻容吸收回路和发光二极管电路。
光耦继电器回路由限流电阻R2、二极管D1和光耦继电器U隔离信号的输入端依次串接构成，反向钳位电路包括反向钳位二极管D2，阻容吸收回路由电阻R3和电容C1组成，发光二极管电路由限流电阻R4、发光二极管D3组成。
隔爆变频器电容C放电时，发光二极管点亮，同时，光耦继电器动作产生的反馈信号通过光耦继电器U反馈信号输出端传送给由智能数字仪表控制器构成的控制器，由数字仪表显示放电量。
所述电阻散热装置的散热部件由一块矩形冷板1加工而成，冷板1的内部加工有水路2，水路2包括进水口21和出水口22，放电电阻R1的引线通过2个连接端子4固定，其封装部分接触在冷板上，连接端子4与冷板1之间绝缘，冷板1内部水路2中保持冷水循环，带走放电电阻R1在放电过程产生的热量，通过冷板1对放电电阻R1封装部分散热，保持其温度稳定。
矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置的设计方案，使用装置实现在15分钟内将矿用变频器的电容器中的能量释放到安全标准之内，并在工作过程中向用户指示出当前电容器中是否还有剩余能量减少对设备本身和其他元器件的不良影响。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (1)

1.矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置，其特征在于，包括电路和电阻散热装置，所述电路由真空继电器K、放电电阻R1、光耦继电器回路、阻容吸收回路、反向钳位电路和发光二极管电路构成；
真空继电器K的常闭触点一端连接在隔爆变频器电容C正极，常闭触点的另一端连接放电电阻R1，电阻R1的另一端与隔爆变频器电容C负极之间并接光耦继电器回路、反向钳位二极管、阻容吸收回路和发光二极管电路；
光耦继电器回路由限流电阻R2、二极管D1和光耦继电器U隔离信号的输入端依次串接构成，反向钳位电路包括反向钳位二极管D2，阻容吸收回路由电阻R3和电容C1组成，发光二极管电路由限流电阻R4、发光二极管D3组成；
隔爆变频器电容C放电时，发光二极管D3点亮，同时，光耦继电器U动作产生的反馈信号通过光耦继电器U反馈信号输出端传送给由智能数字仪表控制器构成的控制器，由数字仪表显示放电量；
所述电阻散热装置的散热部件由一块矩形冷板（1）加工而成，冷板（1）的内部加工有水路（2），水路（2）包括进水口（21）和出水口（22），放电电阻R1的引线通过2个连接端子（4）固定，其封装部分接触在冷板上，连接端子（4）与冷板（1）之间绝缘，冷板（1）内部水路（2）中保持冷水循环，带走放电电阻R1在放电过程产生的热量，通过冷板（1）对放电电阻R1封装部分散热，保持其温度稳定。
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