CN104181856A - 矿用电源切换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿用电源切换系统的技术领域；解决的技术问题为：提供一种避免了误操作造成回路短路、主驱动器损坏备用驱动器的矿用电源切换系统；采用的技术方案为：矿用电源切换系统，包括：共同驱动一条皮带的电机M1、电机M2和电机M3，所述电机M1的电源端、电机M2的电源端和电机M3的电源端分别与第一变频器的输出端、第二变频器的输出端和第三变频器的输出端相连，所述系统还包括：第一隔离开关Q1、第二隔离开关Q2、第三隔离开关Q3、第一软起动器、第二软起动器、第三软起动器、第四隔离开关Q4、第五隔离开关Q5、第六隔离开关Q6和PLC控制器；适用于煤矿领域。
Description
技术领域
本发明属于矿用电源切换系统的技术领域。
背景技术
煤矿领域中，大多数煤矿在设计之初的产量并不高，但是随着煤矿的正常运行，很多煤矿都会得到扩建，由于扩建工作和煤炭生产通常都是同时进行的，所以其运输线上的运力并没有得到大规模的提升，而要与生产量匹配，就必须延长主运输设备的工作时间。
综上所述，运输设备长时间不间断地可靠运行已成为保证煤矿产量的一个关键因素，而在运输设备的运行系统中，驱动单元由于是强电弱电混合驱动、且控制保护都比较复杂，所以一直是最容易出故障的部分，近几年来，矿用变频器和软起动器作为驱动单元在煤矿主运输皮带机上得到了大量的使用；为了解决运输设备长时间运行的问题，很多矿方都会在原来的驱动单元的基础上并联一个备用驱动单元，当主驱动单元发生故障时能够快速地切换到备用驱动单元，以保证运输设备的不间断运行；当主驱动单元为变频器时，严禁备用驱动单元也为变频器，因为当两变频器直接并联时，两象限变频器会反送电，导致直接炸IGBT；而当主驱动单元和备用驱动单元均为软起动器时，虽然理论上能够在主驱动单元发生故障时可快速地切换至备用驱动单元，但是在实际操作中会发现主驱动单元输出的电压会造成备用驱动单元的可控硅疲劳损坏，所以当需要切换至备用驱动单元时，备用驱动单元已经损坏，此外，在操作中主驱动单元和备用驱动单元之间无法实现互锁，现场工作人员很容易误操作，使主驱动单元和备用驱动单元同时送电，造成短路事故。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种避免了误操作造成回路短路、主驱动器损坏备用驱动器的矿用电源切换系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：矿用电源切换系统，包括：共同驱动一条皮带的电机M1、电机M2和电机M3，所述电机M1的电源端、电机M2的电源端和电机M3的电源端分别与第一变频器的输出端、第二变频器的输出端和第三变频器的输出端相连，所述系统还包括：第一隔离开关Q1、第二隔离开关Q2、第三隔离开关Q3、第一软起动器、第二软起动器、第三软起动器、第四隔离开关Q4、第五隔离开关Q5、第六隔离开关Q6和PLC控制器，所述第一隔离开关Q1串接在所述第一变频器和电机M1之间的线路上，所述第二隔离开关Q2串接在所述第二变频器和电机M2之间的线路上，所述第三隔离开关Q3串接在所述第三变频器和电机M3之间的线路上，所述第一软起动器通过所述第四隔离开关Q4与所述电机M1的电源端相连，所述第二软起动器通过所述第五隔离开关Q5与所述电机M2的电源端相连，所述第三软起动器通过所述第六隔离开关Q6与所述电机M3的电源端相连，所述的第一隔离开关Q1、第二隔离开关Q2、第三隔离开关Q3、第四隔离开关Q4、第五隔离开关Q5和第六隔离开关Q6均与所述PLC控制器相连，所述PLC控制器还与用于控制第一变频器、第二变频器和第三变频器的继电器K1以及用于控制第一软起动器、第二软起动器和第三软起动器的继电器K2相连。
所述第一隔离开关Q1的常开触点Q1.1的一端、第四隔离开关Q4的常开触点Q4.1的一端、第二隔离开关Q2的常开触点Q2.1的一端、第五隔离开关Q5的常开触点Q5.1的一端、第三隔离开关Q3的常开触点Q3.1的一端和第六隔离开关Q6的常开触点Q6.1的一端分别与所述PLC控制器的输入端口I0.0、输入端口I0.1、输入端口I0.2、输入端口I0.3、输入端口I0.4和输入端口I0.5相连，所述第一隔离开关Q1的常开触点Q1.1的另一端并接所述第四隔离开关Q4的常开触点Q4.1的另一端、第二隔离开关Q2的常开触点Q2.1的另一端、第五隔离开关Q5的常开触点Q5.1的另一端、第三隔离开关Q3的常开触点Q3.1的另一端和第六隔离开关Q6的常开触点Q6.1的另一端后与所述PLC控制器的直流电压正输出端口VO+相连，所述PLC控制器的输出公共端口1M、输出公共端口2M和直流电压负输出端口VO-均接地，所述继电器K1的线圈K1.1的一端、继电器K2的线圈K2.1的一端分别与所述PLC控制器的输出端口Q0.1、输出端口I0.2相连，所述继电器K1的线圈K1.1的另一端并接所述继电器K2的线圈K2.1的另一端后通过42V交流电源与PLC控制器的输出公共端口1L/2L相连，所述PLC控制器的火线端口L通过220V交流电源与零线端口N相连；所述系统还包括人机界面HMI1，所述人机界面HMI1通过通信接口与所述PLC控制器的通讯端口相连；所述人机界面HMI1的通信接口为RS232接口；所述人机界面HMI1包括5.7寸的显示屏。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明中的主驱动单元为变频器，备用驱动单元为软起动器，每一变频器和软起动器都通过对应的隔离开关与对应的电机相连，每一隔离开关的辅助触点都与PLC控制器对应的输入端口相连，而PLC控制器的输出端口分别与控制变频器和软起动器是否停止运行的相应的继电器相连，工作时，PLC控制器通过监控每一辅助触点的开合状态即可知道对应的隔离开关的分合闸状态，进而得知对应的变频器或软起动器的选择状态，当PLC控制器监测到三台电机对应的变频器和软起动器混合选用时，向继电器发送信号，继电器动作，闭锁相应的变频器和软起动器，避免了由于误操作造成皮带机损坏（变频器和软起动器运行不同步造成的）。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；
图1为本发明的结构示意图；
图中：1为第一变频器，2为第二变频器，3为第三变频器，4为第一软起动器，5为第二软起动器，6为第三软起动器，7为PLC控制器，8为42V交流电源，9为220V交流电源。
具体实施方式
如图1所示，矿用电源切换系统，包括：共同驱动一条皮带的电机M1、电机M2和电机M3，所述电机M1的电源端、电机M2的电源端和电机M3的电源端分别与第一变频器1的输出端、第二变频器2的输出端和第三变频器3的输出端相连，所述系统还包括：第一隔离开关Q1、第二隔离开关Q2、第三隔离开关Q3、第一软起动器4、第二软起动器5、第三软起动器6、第四隔离开关Q4、第五隔离开关Q5、第六隔离开关Q6和PLC控制器7，所述第一隔离开关Q1串接在所述第一变频器1和电机M1之间的线路上，所述第二隔离开关Q2串接在所述第二变频器2和电机M2之间的线路上，所述第三隔离开关Q3串接在所述第三变频器3和电机M3之间的线路上，所述第一软起动器4通过所述第四隔离开关Q4与所述电机M1的电源端相连，所述第二软起动器5通过所述第五隔离开关Q5与所述电机M2的电源端相连，所述第三软起动器6通过所述第六隔离开关Q6与所述电机M3的电源端相连，所述的第一隔离开关Q1、第二隔离开关Q2、第三隔离开关Q3、第四隔离开关Q4、第五隔离开关Q5和第六隔离开关Q6均与所述PLC控制器7相连，所述PLC控制器7还与用于控制第一变频器1、第二变频器2和第三变频器3的继电器K1以及用于控制第一软起动器4、第二软起动器5和第三软起动器6的继电器K2相连。
具体地，所述第一隔离开关Q1的常开触点Q1.1的一端、第四隔离开关Q4的常开触点Q4.1的一端、第二隔离开关Q2的常开触点Q2.1的一端、第五隔离开关Q5的常开触点Q5.1的一端、第三隔离开关Q3的常开触点Q3.1的一端和第六隔离开关Q6的常开触点Q6.1的一端分别与所述PLC控制器7的输入端口I0.0、输入端口I0.1、输入端口I0.2、输入端口I0.3、输入端口I0.4和输入端口I0.5相连，所述第一隔离开关Q1的常开触点Q1.1的另一端并接所述第四隔离开关Q4的常开触点Q4.1的另一端、第二隔离开关Q2的常开触点Q2.1的另一端、第五隔离开关Q5的常开触点Q5.1的另一端、第三隔离开关Q3的常开触点Q3.1的另一端和第六隔离开关Q6的常开触点Q6.1的另一端后与所述PLC控制器7的直流电压正输出端口VO+相连，所述PLC控制器7的输出公共端口1M、输出公共端口2M和直流电压负输出端口VO-均接地，所述继电器K1的线圈K1.1的一端、继电器K2的线圈K2.1的一端分别与所述PLC控制器7的输出端口Q0.1、输出端口I0.2相连，所述继电器K1的线圈K1.1的另一端并接所述继电器K2的线圈K2.1的另一端后通过42V交流电源8与PLC控制器7的输出公共端口1L/2L相连，所述PLC控制器7的火线端口L通过220V交流电源9与零线端口N相连。
具体地，所述系统还包括人机界面HMI1，所述人机界面HMI1通过通信接口与所述PLC控制器7的通讯端口相连，所述人机界面HMI1的通信接口为RS232接口，所述人机界面HMI1包括5.7寸的显示屏，通过所述人机界面HMI1，可实时地观察到六台隔离开关的分合闸状态，进而可知道是变频器在线还是软起动器在线，当需要闭锁变频器和软起动器时还会显示出警告语。
本实施例中的矿用电源切换系统可应用于煤矿领域，也可应用于其他类似的场合，不仅使得当主驱动单元发生故障时可快速切换至备用驱动单元、保证了运输设备的不间断运行，还解决了无法设置有效的主备互锁措施、现场人员容易误操作造成主回路短路事故以及主备并联送电时、送电侧损坏备用侧的主要器件、导致需要起用备机时备机已经损坏的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步，上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.矿用电源切换系统，包括：共同驱动一条皮带的电机M1、电机M2和电机M3，所述电机M1的电源端、电机M2的电源端和电机M3的电源端分别与第一变频器（1）的输出端、第二变频器（2）的输出端和第三变频器（3）的输出端相连，其特征在于：所述系统还包括：第一隔离开关Q1、第二隔离开关Q2、第三隔离开关Q3、第一软起动器（4）、第二软起动器（5）、第三软起动器（6）、第四隔离开关Q4、第五隔离开关Q5、第六隔离开关Q6和PLC控制器（7），所述第一隔离开关Q1串接在所述第一变频器（1）和电机M1之间的线路上，所述第二隔离开关Q2串接在所述第二变频器（2）和电机M2之间的线路上，所述第三隔离开关Q3串接在所述第三变频器（3）和电机M3之间的线路上，所述第一软起动器（4）通过所述第四隔离开关Q4与所述电机M1的电源端相连，所述第二软起动器（5）通过所述第五隔离开关Q5与所述电机M2的电源端相连，所述第三软起动器（6）通过所述第六隔离开关Q6与所述电机M3的电源端相连，所述的第一隔离开关Q1、第二隔离开关Q2、第三隔离开关Q3、第四隔离开关Q4、第五隔离开关Q5和第六隔离开关Q6均与所述PLC控制器（7）相连，所述PLC控制器（7）还与用于控制第一变频器（1）、第二变频器（2）和第三变频器（3）的继电器K1以及用于控制第一软起动器（4）、第二软起动器（5）和第三软起动器（6）的继电器K2相连。
2.根据权利要求1所述的矿用电源切换系统，其特征在于：所述第一隔离开关Q1的常开触点Q1.1的一端、第四隔离开关Q4的常开触点Q4.1的一端、第二隔离开关Q2的常开触点Q2.1的一端、第五隔离开关Q5的常开触点Q5.1的一端、第三隔离开关Q3的常开触点Q3.1的一端和第六隔离开关Q6的常开触点Q6.1的一端分别与所述PLC控制器（7）的输入端口I0.0、输入端口I0.1、输入端口I0.2、输入端口I0.3、输入端口I0.4和输入端口I0.5相连，所述第一隔离开关Q1的常开触点Q1.1的另一端并接所述第四隔离开关Q4的常开触点Q4.1的另一端、第二隔离开关Q2的常开触点Q2.1的另一端、第五隔离开关Q5的常开触点Q5.1的另一端、第三隔离开关Q3的常开触点Q3.1的另一端和第六隔离开关Q6的常开触点Q6.1的另一端后与所述PLC控制器（7）的直流电压正输出端口VO+相连，所述PLC控制器（7）的输出公共端口1M、输出公共端口2M和直流电压负输出端口VO-均接地，所述继电器K1的线圈K1.1的一端、继电器K2的线圈K2.1的一端分别与所述PLC控制器（7）的输出端口Q0.1、输出端口I0.2相连，所述继电器K1的线圈K1.1的另一端并接所述继电器K2的线圈K2.1的另一端后通过42V交流电源（8）与PLC控制器（7）的输出公共端口1L/2L相连，所述PLC控制器（7）的火线端口L通过220V交流电源（9）与零线端口N相连。
3.根据权利要求2所述的矿用电源切换系统，其特征在于：所述系统还包括人机界面HMI1，所述人机界面HMI1通过通信接口与所述PLC控制器（7）的通讯端口相连。
4.根据权利要求3所述的矿用电源切换系统，其特征在于：所述人机界面HMI1的通信接口为RS232接口。
5.根据权利要求3所述的矿用电源切换系统，其特征在于：所述人机界面HMI1包括5.7寸的显示屏。
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