CN104967088B - 矿用变频器的保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明矿用变频器的保护系统，属于变频器保护系统的技术领域；解决的技术问题为：提供一种无需频繁启停接触器即可对主回路进行实时监控的矿用变频器保护系统；采用的技术方案为，包括：隔离开关QS1、主回路熔断器F1、接触器KM1、进线滤波器Z1、输入电抗器L1和输出电抗器L2，还包括：PLC控制器U2和继电器KJ1；适用于控制变频器领域。

Description

矿用变频器的保护系统
技术领域
本发明矿用变频器的保护系统，属于变频器保护系统的技术领域。
背景技术
矿用变频器作为一个独立的、功能齐全的调速供电设备，主回路普遍采用如图1所示的结构：首先具有隔离开关QS1，能可靠接通或者切断设备外部电源与内部主回路；其次具有接触器KM1（采用真空接触器居多），通过电控方式能实现可靠切断或接通供电回路和变频器芯体的进线，接触器KM1是主回路中必不可少的一个电气单元，它的作用是能保证如图1中的区域A内主回路出现短路、断相等故障后，能可靠快速切断矿用变频器U1的电源，而这个功能是隔离开关QS1做不到的。
目前对接触器KM1普遍采用对主回路实时监控的控制方式，一旦出现短路、过欠压、断相、漏电闭锁等任何故障，接触器KM1动作断开矿用变频器U1的供电电源，但是该方式存在以下问题或隐患：接触器KM1作为真空开关器件，频繁动作会增大操作过电压发生的几率而且接触器KM1频繁的启停对矿用变频器U1的充电电阻及电容有影响，可能造成电阻烧毁。
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：提供一种无需频繁启停接触器即可对主回路进行实时监控的矿用变频器保护系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：矿用变频器的保护系统，包括：隔离开关QS1、主回路熔断器F1、接触器KM1、进线滤波器Z1、输入电抗器L1和输出电抗器L2，所述隔离开关QS1的进线端接三相交流电源，所述隔离开关QS1的出线端依次串接主回路熔断器F1、接触器KM1的常开触点KM1.1、进线滤波器Z1和输入电抗器L1后与矿用变频器U1中整流器的输入端相连，所述输出电抗器L2的进线端与矿用变频器U1中逆变器的输出端相连，所述输出电抗器L2的出线端与负载电机M1的电源端相连；所述系统还包括：PLC控制器U2和继电器KJ1，所述矿用变频器U1的内部控制系统与PLC控制器U2相连，所述PLC控制器U2的第一控制端P1、第二控制端P2分别与继电器KJ1的线圈KJ1.1的两端相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2的一端与220V电源的火线L相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2的另一端串接接触器KM1的线圈KM1.2后与220V电源的零线N相连。
所述PLC控制器U2的型号为S7-1200，所述PLC控制器U2采用224XP的CPU，所述矿用变频器U1为CM3000变频器，所述矿用变频器U1的内部控制系统通过变频器启停控制线与PLC控制器U2相连。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的矿用变频器的保护系统，包括：隔离开关QS1、主回路熔断器F1、接触器KM1、进线滤波器Z1、输入电抗器L1和输出电抗器L2，所述隔离开关QS1的进线端接三相交流电源，所述隔离开关QS1的出线端依次串接主回路熔断器F1、接触器KM1的常开触点KM1.1、进线滤波器Z1和输入电抗器L1后与矿用变频器U1中整流器的输入端相连，所述输出电抗器L2的进线端与矿用变频器U1中逆变器的输出端相连，所述输出电抗器L2的出线端与负载电机M1的电源端相连；所述系统还包括：PLC控制器U2和继电器KJ1，所述矿用变频器U1的内部控制系统与PLC控制器U2相连，所述PLC控制器U2的第一控制端P1、第二控制端P2分别与继电器KJ1的线圈KJ1.1的两端相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2的一端与220V电源的火线L相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2的另一端串接接触器KM1的线圈KM1.2后与220V电源的零线N相连；在接触器KM1启动之前，控制系统先检测系统是否存在故障，如果没有任何故障，则KM1启动，若存在故障，则KM1闭锁直至故障排除；当接触器KM1启动后，则由矿用变频器U1来检测系统故障情况，若存在故障，则矿用变频器U1实现闭锁或者停机，矿用变频器U1停机有一个时间过程，与接触器KM1的瞬间停机相比，对充电电阻及电容等其他半导体器件的损害要小的多；当主回路出现重大故障比如线路短路时，则应由接触器KM1瞬间动作，快速切断主回路；本发明在对主回路进行监控时，不用频繁启动接触器KM1，对电路都有充分的保护，减少了设备的损坏。
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为现有技术电路结构示意图；
图2为本发明电路结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，矿用变频器的保护系统，包括：隔离开关QS1、主回路熔断器F1、接触器KM1、进线滤波器Z1、输入电抗器L1和输出电抗器L2，所述隔离开关QS1的进线端接三相交流电源，所述隔离开关QS1的出线端依次串接主回路熔断器F1、接触器KM1的常开触点KM1.1、进线滤波器Z1和输入电抗器L1后与矿用变频器U1中整流器的输入端相连，所述输出电抗器L2的进线端与矿用变频器U1中逆变器的输出端相连，所述输出电抗器L2的出线端与负载电机M1的电源端相连；所述系统还包括：PLC控制器U2和继电器KJ1，所述矿用变频器U1的内部控制系统与PLC控制器U2相连，所述PLC控制器U2的第一控制端P1、第二控制端P2分别与继电器KJ1的线圈KJ1.1的两端相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2的一端与220V电源的火线L相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2的另一端串接接触器KM1的线圈KM1.2后与220V电源的零线N相连；在接触器KM1启动之前，控制系统先检测系统是否存在故障，如果没有任何故障，则KM1启动，若存在故障，则KM1闭锁直至故障排除；当接触器KM1启动后，则由矿用变频器U1来检测系统故障情况，若存在故障，则矿用变频器U1实现闭锁或者停机，矿用变频器U1停机有一个时间过程，与接触器KM1的瞬间停机相比，对充电电阻R1及电容C1等其他半导体器件的损害要小的多；当主回路出现重大故障比如线路短路时，则应由接触器KM1瞬间动作，快速切断主回路；本发明在接触器KM1启动前后，对电路都有充分的保护，减少了设备的损坏。
所述PLC控制器U2的型号为S7-1200，所述PLC控制器U2采用224XP的CPU，所述矿用变频器U1为CM3000变频器，所述矿用变频器U1的内部控制系统通过变频器启停控制线与PLC控制器U2相连，具体地，增加PLC控制器U2，通过编制控制程序（编程软件为：SIEMENSSTEP7 MICRO/WIN 4.0SP9）实现对中间继电器K1的控制，然后达到接触器KM1和矿用变频器U1动作的目的。
本发明提供了矿用变频器的保护系统，本系统通过PLC控制器U2和继电器KJ1，能够控制接触器KM1的动作，减小动作频率，极大的保护了矿用变频器U1中的设备，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 (6)

1.矿用变频器的保护系统，包括：隔离开关QS1、主回路熔断器F1、接触器KM1、进线滤波器Z1、输入电抗器L1和输出电抗器L2，所述隔离开关QS1的进线端接三相交流电源，所述隔离开关QS1的出线端依次串接主回路熔断器F1、接触器KM1的常开触点KM1.1、进线滤波器Z1和输入电抗器L1后与矿用变频器U1中整流器的输入端相连，所述输出电抗器L2的进线端与矿用变频器U1中逆变器的输出端相连，所述输出电抗器L2的出线端与负载电机M1的电源端相连；
其特征在于：所述保护系统还包括：PLC控制器U2和继电器KJ1，所述矿用变频器U1的内部控制系统与PLC控制器U2相连，所述PLC控制器U2的第一控制端P1、第二控制端P2分别与继电器KJ1的线圈KJ1.1的两端相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2的一端与220V电源的火线L相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2的另一端串接接触器KM1的线圈KM1.2后与220V电源的零线N相连；
在接触器KM1启动之前，矿用变频器U1的内部控制系统先检测保护系统是否存在故障，如果没有任何故障，则接触器KM1启动，若存在故障，则接触器KM1闭锁直至故障排除；当接触器KM1启动后，则由矿用变频器U1来检测保护系统故障情况，若存在故障，则矿用变频器U1实现闭锁或者停机。
2.根据权利要求1所述的矿用变频器的保护系统，其特征在于：当接触器KM1启动后，则由矿用变频器U1来检测保护系统故障情况， 当主回路出现线路短路的重大故障时，则由接触器KM1瞬间动作，快速切断主回路。
3.根据权利要求1或2所述的矿用变频器的保护系统，其特征在于：所述PLC控制器U2的型号为S7-1200。
4.根据权利要求3所述的矿用变频器的保护系统，其特征在于：所述PLC控制器U2采用224XP的CPU。
5.根据权利要求1或2所述的矿用变频器的保护系统，其特征在于：所述矿用变频器U1为CM3000变频器。
6.根据权利要求1或2所述的矿用变频器的保护系统，其特征在于：所述矿用变频器U1的内部控制系统通过变频器启停控制线与PLC控制器U2相连。
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