CN107492869A - 一种中频炉igbt组的保护装置 - Google Patents

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Abstract

一种中频炉IGBT组的保护装备，其核心部件主要由控制器（102），保护监测模块，保护执行模块。所述的中频炉IGBT组保护装置的工作原理是：当IGBT发生故障，被微控制器诊断到时，微控制器向相应的电磁开关以及断路器发出动作指令，从而使得IGBT组从电路中切除，被动力弹簧弹出保护罩，以便于工作人员的维修与检查。

Description

一种中频炉IGBT组的保护装置
技术领域
本发明属于电力设备保护领域，具体说，涉及一种中频炉IGBT组的保护装置。
背景技术
随着电力电子技术的飞速发展，越老越多的中频炉设备代替了传统熔炼设备，但由于其负荷量具有冲击性和不平衡用电特性，从而使得IGBT设备的发热与故障率较高的情况经常发生。
现有的IGBT在中频炉中的应用经常遇到以下问题：一是在中频炉正常工作时，IGBT设备发热量十分严重。二是在中频炉的正常工作中，IGBT设备的故障率很高，再加之IGBT的价格较高，若经常更换的话则使得中频炉的工作成本较高。中国专利公开号为CN202663111U，公开日2013年1月9日，专利名称为“中频炉用有源滤波补偿装置”中设计了一种能够减少多次谐波的装置，并且加入了冷水循环管道，但是由于中频炉的功率较大，IGBT的磨损也较大，这使得IGBT的故障率仍旧较高。
本发明克服了上述专利的不足，设计了在IGBT发生故障时的第一时间将其切除并对其进行检测维修，从而将损失降低到最小。
发明内容
本发明的目的是提供一种中频炉的IGBT组的保护装置。所述的中频炉IGBT组的保护装备，其核心部件主要由控制器102，保护监测模块，保护执行模块。
所述的保护监测模块有漏电短路保护检测器203，高温保护检测器201，所述的漏电短路保护检测器203安装在保护罩210的顶部，高温保护检测器201也安装在保护罩的顶部，固定在漏电保护器的旁边；
所述的保护执行模块有滑动轴208、动力弹簧207、断电断路器209、挡板205、挡板驱动模块206；滑动轴固定在保护罩的底部，以轴承相连，可灵活转动，上部安放IGBT组，挡板205在IGBT朝向开口的那段，在没有动作时保持直立的状态挡住IGBT组模块，在保护罩的后端IGBT组与保护罩210以动力弹簧207相连，在没有动作时，动力弹簧207被压缩；挡板驱动模块206安放在保护罩210的下部，挡板的驱动模块的信号线与控制模块202相连，控制模块202固定在保护罩210的后端。在控制模块与保护罩之间有一层隔热层以及信号保护层。
所述的中频炉IGBT组的保护装备的控制系统，有以下几个模块组成：复位电路模块，晶振电路模块，温度检测模块，漏电短路检测模块，执行模块，其特征在于：
所述的整流部分的IGBT组的温度检测器U3与微控制器102的P1.2端口相连，漏电短路检测器1 D1与微控制器102的P1.0端口相连，所述的逆变部分的IGBT组的温度检测器U2与控制器P0.1端口相连，漏电短路检测器2 D2与微控制器102的P0.0相连；
所述的执行模块由电磁开关S1，断路器K1组成，电磁开关S1与P0.2端口相连，断路器K1与P0.3相连。
所述的中频炉IGBT组的保护装置，包围着整流部分的IGBT组与逆变部分的IGBT组，在其中有冷水循环降温管道211，冷水循环降温管道211以螺旋状的方式铺设在保护罩上。
所述的中频炉IGBT组的保护装置，在生产中的自动控制步骤如下：
（1）温度检测模块、漏电短路检测模块检测到IGBT组的异常；
（2）通过信号传输线将该异常传输给微控制器，微控制器对该信号进行分析与计算，从而判断该采取什么动作；
（3）若真是不可修复的异常，则微控制器向执行模块发送驱动信号；
（4）驱动模块接收到驱动信号后，对信号进行放大，驱动执行模块（断路器）（电磁开关）动作将故障IGBT组从电路中切除。
有益效果
由于该中频炉的IGBT组的保护装备对IGBT组在故障初期就对其检测并处理，从而使得设备的故障率大大的降低，减小了中频炉工作的成本。
附图说明
图1是所述中频炉IGBT组保护装置的系统整体结构图。
图2是所述中频炉IGBT组保护装置的主要结构图。
图3是所述中频炉IGBT组保护装置的运行流程图。
图4是所述中频炉IGBT组保护装置的控制电路。
具体实施方式
所述的中频炉IGBT组保护装置的工作原理是：当IGBT发生故障，被微控制器诊断到时，微控制器向相应的电磁开关以及断路器发出动作指令，从而使得IGBT组从电路中切除，被动力弹簧弹出保护罩，以便于工作人员的维修与检查。
下面结合具体的附图进行进一步说明：
图1中，整流保护装置101，保护着整流IGBT组105，逆变保护装置102保护着逆变组IGBT103，整流保护装置101温度检测器通过数据线107将数据传输给微控制器102，漏电短路检测器通过数据线108将数据传输给微控制器102。逆变保护装置103温度检测器通过数据线109将数据传输给微控制器102，漏电短路检测器通过数据线110将数据传输给微控制器102。
图2中，所述的保护监测模块有漏电短路保护检测器203，高温保护检测器201，所述的漏电短路保护检测器203安装在保护罩210的顶部，高温保护检测器201也安装在保护罩的顶部，固定在漏电保护器的旁边；
所述的保护执行模块有滑动轴208、动力弹簧207、断电断路器209、挡板205、挡板驱动模块206；滑动轴固定在保护罩的底部，以轴承相连，可灵活转动，上部安放IGBT组，挡板205在IGBT朝向开口的那段，在没有动作时保持直立的状态挡住IGBT组模块，在保护罩的后端IGBT组与保护罩210以动力弹簧207相连，在没有动作时，动力弹簧207被压缩；挡板驱动模块206安放在保护罩210的下部，挡板的驱动模块的信号线与控制模块202相连，控制模块202固定在保护罩210的后端。在控制模块与保护罩之间有一层隔热层以及信号保护层。
图3中，所述的中频炉IGBT组的保护装置工作的步骤如下：
（1）温度检测模块、漏电短路检测模块检测到IGBT组的异常；
（2）通过信号传输线将该异常传输给微控制器，微控制器对该信号进行分析与计算，从而判断该采取什么动作；
（3）若真是不可修复的异常，则微控制器向执行模块发送驱动信号；
（4）驱动模块接收到驱动信号后，对信号进行放大，驱动执行模块（断路器）（电磁开关）动作将故障IGBT组从电路中切除。
图4中，所述的中频炉IGBT组的保护装备的控制系统，有以下几个模块组成：复位电路模块，晶振电路模块，温度检测模块，漏电短路检测模块，执行模块，其特征在于：
所述的整流部分的IGBT组的温度检测器U3与微控制器102的P1.2端口相连，漏电短路检测器1 D1与微控制器102的P1.0端口相连，所述的逆变部分的IGBT组的温度检测器U2与控制器P0.1端口相连，漏电短路检测器2 D2与微控制器102的P0.0相连；
所述的执行模块由电磁开关S1，断路器K1组成，电磁开关S1与P0.2端口相连，断路器K1与P0.3相连。

Claims (4)

1.一种中频炉IGBT组的保护装备，其核心部件主要由控制器（102），保护监测模块，保护执行模块，其特征在于：
所述的保护监测模块有漏电短路保护检测器(203)，高温保护检测器(201)，所述的漏电短路保护检测器（203）安装在保护罩（210）的顶部，高温保护检测器（201）也安装在保护罩的顶部，固定在漏电保护器的旁边；
所述的保护执行模块有滑动轴（208）、动力弹簧（207）、断电断路器（209）、挡板（205）、挡板驱动模块（206）；滑动轴固定在保护罩的底部，以轴承相连，可灵活转动，上部安放IGBT组，挡板（205）在IGBT朝向开口的那段，在没有动作时保持直立的状态挡住IGBT组模块，在保护罩的后端IGBT组与保护罩（210）以动力弹簧（207）相连，在没有动作时，动力弹簧（207）被压缩；挡板驱动模块（206）安放在保护罩（210）的下部，挡板的驱动模块的信号线与控制模块（202）相连，控制模块（202）固定在保护罩（210）的后端。在控制模块与保护罩之间有一层隔热层以及信号保护层。
2.根据权利要求1所述的中频炉IGBT组的保护装备的控制系统，有以下几个模块组成：复位电路模块，晶振电路模块，温度检测模块，漏电短路检测模块，执行模块，其特征在于：
所述的整流部分的IGBT组的温度检测器U3与微控制器（102）的P1.2端口相连，漏电短路检测器1（D1）与微控制器（102）的P1.0端口相连，所述的逆变部分的IGBT组的温度检测器U2与控制器P0.1端口相连，漏电短路检测器2（D2）与微控制器（102）的P0.0相连；
所述的执行模块由电磁开关（S1），断路器（K1）组成，电磁开关（S1）与P0.2端口相连，断路器（K1）与P0.3相连。
3.根据权利要求1所述的中频炉IGBT组的保护装备，其特征在于，包围着整流部分的IGBT组与逆变部分的IGBT组，在其中有冷水循环降温管道（211），冷水循环降温管道（211）以螺旋状的方式铺设在保护罩上。
4.据去权利要求1所述的中频炉IGBT组的保护装置，其控制步骤如下：
（1）温度检测模块、漏电短路检测模块检测到IGBT组的异常；
（2）通过信号传输线将该异常传输给微控制器，微控制器对该信号进行分析与计算，从而判断该采取什么动作；
（3）若真是不可修复的异常，则微控制器向执行模块发送驱动信号；
（4）驱动模块接收到驱动信号后，对信号进行放大，驱动执行模块（断路器）（电磁开关）动作将故障IGBT组从电路中切除。
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