CN103715968A - 隔爆双电源变频调速系统 - Google Patents

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王建中
杜恩利
张晶
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端北平
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Abstract

本发明公开了一种隔爆双电源变频调速系统，包括主隔离开关、输入电抗器、交流接触器、功率变换器、主控制器、控制保护单元，主隔离开关的输出端与输入电抗器的输入端电连接，输入电抗器的输出端与交流接触器的输入端电连接，交流接触器的输出端与功率变换器的输入端电连接，功率变换器的输出端与控制保护单元电连接，控制保护单元还还主控制器电连接。本发明的隔爆双电源变频调速系统。调速、节能和自动切换控制，且具有过载保护、断相保护、短路保护、过压、欠压等保护功能。

Description

隔爆双电源变频调速系统
技术领域
本发明涉及煤矿井下使用的变频器，特别涉及煤矿井下使用的风机用隔爆双电源变频调速系统。
背景技术
随着国家对煤矿的整合改造，单个煤矿的产量越来越大，其综采工作面，胶带运输系统使用的电机功率也越来越大，电机直接起动电流大，对电网造成很大的冲击，电源出现跌落，影响其他设备正常运行，严重影响供电安全与供电系统可靠性。目前，煤矿的大型设备，例如采煤机、掘进机和带式输送机，其调速大部分采用液力耦合器，或者通过转子串电路方法调速，前者维护困难，后者为有级调速，起动电流和换挡电流冲击大。
煤矿用局部通风机一般用于掘进巷道，由于掘进巷道不断延伸，往往开始的时候巷道距离短，需要的风量并不大，巷道距离长的时候，才需要风机全速运行。
掘进巷道如果出现瓦斯聚集，为了防止瓦斯大量排放到主通风巷，导致大面积瓦斯超限，往往需要低速排放，在保证主巷道瓦斯不超限的情况下逐步将掘进巷道的瓦斯排放完再进行掘进工作。
掘进巷道环境比较差，在低瓦斯情况下，适当降低通风量可以减小煤尘，改善工作环境。
采用变频器驱动局部通风机可以完全满足以上要求，实现自动瓦斯排放，自动排风控制，风机自动调速控制等功能。
发明内容
本发明的目的是针对煤矿井下使用要求，提供一种具有调速、节能和自动切换控制，且具有过载保护、断相保护、短路保护、过压、欠压等保护功能一体化的隔爆双电源变频调速系统。
本发明通过以下技术方案实现:
隔爆双电源变频调速系统，包括主隔离开关、输入电抗器、交流接触器、功率变换器、主控制器、控制保护单元，主隔离开关的输出端与输入电抗器的输入端电连接，输入电抗器的输出端与交流接触器的输入端电连接，交流接触器的输出端与功率变换器的输入端电连接，功率变换器的输出端与控制保护单元电连接，控制保护单元还还主控制器电连接。
优选地，还包括一个防爆外壳，所述主隔离开关、输入电抗器、交流接触器、功率变换器、主控制器、控制保护单元安装在防爆外壳内。
优选地，还包括一个散热系统，该散热系统安装在防爆外壳上。
优选地，所述散热系统为矿用防爆大功率热管散热器。
优选地，所述功率变换器包括整流器、滤波电容与逆变器，整流器的输出端与直滤波电容的一端连接，滤波电容的另一端逆变器的输入端连接。
优选地，所述主控制器上设置有瓦斯监测口、风量监测口和自动切换开关。
采用了上述方案，本发明具有变频启动、停止，调速运行功能，实现良好的节能效果，而且防尘、防潮、防爆、维护量小等优点，采用数字显示，具有远近控制、自动切换等功能；具有过载、断相、短路、过压、欠压、过热等保护功能。可用于煤矿井下有煤尘或瓦斯爆炸场合，对煤矿通风机进行控制与保护。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明系统构成电路框图；
图2为本发明控制系统结构示意图；
具体实施方式
参照图1，本发明的三电平逆变器静态直流输出驱动装置，包括主隔离开关、输入电抗器、交流接触器、功率变换器、主控制器、控制保护单元。主隔离开关为手动开关，主隔离开关在系统出现故障不能保护时，手动切断主回路电源。主隔离开关的输出端与输入电抗器的输入端电连接，输入电抗器用于降低输入谐波，输入电抗器的输出端与交流接触器的输入端电连接，交流接触器的输出端与功率变换器的输入端电连接，功率变换器的输出端与控制保护单元电连接，所述功率变换器包括整流器、滤波电容与逆变器，整流器的输出端与直滤波电容的一端连接，滤波电容的另一端逆变器的输入端连接。控制保护单元还还主控制器电连接。控制保护单元根据系统状态，控制交流接触器吸合与断开，以提供或切换功率变换器主电源，其二次控制系统包括DSP控制模块和调理模块，调理模块接收不同信号，并通过电路转换为DSP控制模块能够接收的信号，DSP控制模块主要是根据（IO）状态信号，采样信号判断系统状态，控制接触器，起动或者停止功率变换器。所述主控制器上设置有瓦斯监测口、风量监测口和自动切换开关。还包括一个防爆外壳，所述主隔离开关、输入电抗器、交流接触器、功率变换器、主控制器、控制保护单元安装在防爆外壳内。还包括一个散热系统，该散热系统安装在防爆外壳上。所述散热系统为矿用防爆大功率热管散热器。
输入电源经过主隔离开关、输入电抗器、交流接触器给功率变换器供电，功率变换器分为整流器、滤波电容与逆变器，三相交流电源经过整流器变换为直流，经过直流电解电容滤波，给逆变器供电，逆变器输出电压和频率可变化的电源，控制风机起动、运行与停止。
参照图2，本发明的控制系统包括主控制器、两套相对独立的变频控制系统和人机接口。主控制器根据外部状态（瓦斯浓度和风量）和系统当前内部状态综合判断发出相应指令给各DSP控制器实现局部通风机的控制。

Claims (6)

1.一种隔爆双电源变频调速系统，其特征在于包括主隔离开关、输入电抗器、交流接触器、功率变换器、主控制器、控制保护单元，主隔离开关的输出端与输入电抗器的输入端电连接，输入电抗器的输出端与交流接触器的输入端电连接，交流接触器的输出端与功率变换器的输入端电连接，功率变换器的输出端与控制保护单元电连接，控制保护单元还还主控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的隔爆双电源变频调速系统，其特征在于：还包括一个防爆外壳，所述主隔离开关、输入电抗器、交流接触器、功率变换器、主控制器、控制保护单元安装在防爆外壳内。
3.根据权利要求1或2所述的隔爆双电源变频调速系统，其特征在于：还包括一个散热系统，该散热系统安装在防爆外壳上。
4.根据权利要求3所述的隔爆双电源变频调速系统，其特征在于：所述散热系统为矿用防爆大功率热管散热器。
5.根据权利要求1所述的隔爆双电源变频调速系统，其特征在于：所述功率变换器包括整流器、滤波电容与逆变器，整流器的输出端与直滤波电容的一端连接，滤波电容的另一端逆变器的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的隔爆双电源变频调速系统，其特征在于：所述主控制器上设置有瓦斯监测口、风量监测口和自动切换开关。
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