CN109765947A - 矿用高压防爆变频器防冷凝保护装置及控制方法 - Google Patents

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丁彬
朱海军
刘彬
马永宁
杨春明
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Abstract

本发明公开了一种矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置及控制方法。该矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置包括：水冷板、进水加热装置、PLC控制器、电源、比例调节阀，温湿度传感器和水温传感器。PLC控制器通过采集变频器腔体内空气的温度和湿度以及进水温度数据，调节进水比例调节阀的开度和控制进水加热器的开启，从而防止凝露发生，保护变频器。本发明可有效防止煤矿井下变频器冷凝故障的发生，提高矿用防爆变频器的安全性和可靠性。

Description

矿用高压防爆变频器防冷凝保护装置及控制方法
技术领域
本发明属于矿用防爆变频器领域，具体说是一种矿用高压防爆变频器防冷凝保护装置及控制方法。
背景技术
由于矿用高压大功率防爆变频器箱体内部IGBT发热量大，目前多数采用水冷散热的方式，常用的水冷散热方式由IGBT模块固定在箱体内水冷板上，水冷板连接外部的水冷系统将IGBT产生的热量带走。但这种冷却方式有一个问题，就是变频器箱体内部空气的温度和外部冷却水温度有一个差值，当这个差值超过某值时，就会在IGBT水冷板表面产生冷凝，冷凝在水冷板上的水如果连接到高压带电部位，会产生放电现象，严重的会损坏变频器。
发明内容
为解决上述技术问题，针对矿用高压大功率防爆变频器的特点，本发明公开了一种矿用高压防爆变频器防冷凝保护装置及控制方法。
本发明采用的技术方案是：一种矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置，由水冷板1、比例调节阀2、进水加热装置3、PLC控制器4、电源5、温湿度传感器6和水温传感器7组成。
所述水冷板1位于变频器箱体内部，其进水口通过水管连接比例调节阀2的一端，比例调节阀2的另一端通过水管连接进水加热装置3。比例调节阀2为电动式，进水加热装置3由接触器三组常开触点、接触器线圈和加热电阻组成。电源5连接PLC控制器4，电源5为开关电源，输入为交流，输出为直流；温湿度传感器6位于变频器箱体内部，且位于靠近顶部位置，其输出与PLC控制器4相连；水温传感器7位于比例调节阀2和进水加热装置3之间，可安装于管路内部或管路外部，并与PLC控制器4相连。PLC控制器4输出与比例调节阀2和进水加热装置3相连。
基于上述矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置，提出来一种防冷凝控制方法，该方法包含以下步骤：
步骤一：PLC控制器4通过采集变频器箱体内部温湿度传感器6和外部水温度传感器7的信号，得到变频器腔体内部空气的温度、湿度以及进水温度值进而通过计算判断出是否满足冷凝条件。
步骤二：当PLC控制器4根据计算确定满足冷凝条件时，PLC控制器4一方面开启进水加热装置3，使其给进水加热；另一方面通过减小进水比例调节阀2的开度来减小进水流量。经过所设定的时间后，如果仍然满足冷凝条件，PLC控制器4就彻底关闭比例调节阀2，阻止外水流入。
步骤三：当PLC控制器4根据计算确定不满足冷凝条件时，PLC控制器4一方面关闭进水加热装置3，另一方面恢复原进水比例调节阀2的开度。
步骤四：重复上述步骤一至步骤三。
本发明的有益效果是：在相同条件下，本发明所述的矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置及防冷凝保护控制方法，能够有效的杜绝IGBT水冷板冷凝现象的发生，在发挥水冷散热效率的同时，能够有效保证变频器安全、稳定的运行。
附图说明
图1为本发明组成结构示意图；
图2 为本发明电气原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置，该装置由水冷板1、比例调节阀2、进水加热装置3、PLC控制器4、电源5、温湿度传感器6和水温传感器7组成。
所述水冷板1位于变频器箱体内部，其进水口通过水管连接比例调节阀2的一端，比例调节阀2的另一端通过水管连接进水加热装置3，比例调节阀2为电动式。电源5连接PLC控制器4，电源5为开关电源，输入为交流，输出为直流；温湿度传感器6位于变频器箱体内部，且位于靠近顶部位置，其输出与PLC控制器4相连；水温传感器7位于比例调节阀2和进水加热装置3之间，安装于管路内部或管路外部，并与PLC控制器4相连。PLC控制器4输出与比例调节阀2和进水加热装置3相连。
如图2所示，所述电源5中，L、N端子接输入交流电源；电源5输出端的M+和M -端子分别接PLC控制器4的L+和M端子，PLC控制器4的MO和IO端子分别接比例调节阀2的+和-端；PLC控制器4的B+和B-端子分别接水温传感器7的+和-端，并且B+和RB端子短接；PLC控制器4的A+和A-端子分别接温湿度传感器6的A+和A-端；所述进水加热装置3由接触器三组常开触点、接触器线圈和加热电阻组成，所述接触器三组常开触点并联且一端与加热电阻的一端连接，接触器三组常开触点的另一端以及加热电阻的另一端分别与交流输入的L和N端相连；进水加热装置3的接触器线圈的A1端接PLC控制器4的Q0.0端，进水加热装置3的接触器线圈的A2端接电源5的M+端，PLC控制器4的COM端接电源5的M-端。
基于上述矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置，提出了一种防冷凝控制方法。该方法包含以下步骤：
步骤一：PLC控制器4通过采集变频器箱体内部温湿度传感器6和外部水温度传感器7的信号，得到变频器腔体内部空气的温度、湿度以及进水温度值进而通过计算判断出是否满足冷凝条件。
步骤二：当PLC控制器4根据计算确定满足冷凝条件时，PLC控制器4一方面开启进水加热装置3，使其给进水加热；另一方面通过减小进水比例调节阀2的开度来减小进水流量。经过所设定的时间后，如果仍然满足冷凝条件，PLC控制器4就彻底关闭比例调节阀2，阻止外水流入。
步骤三：当PLC控制器4根据计算确定不满足冷凝条件时，PLC控制器4一方面关闭进水加热装置3，另一方面恢复原进水比例调节阀2的开度。
步骤四：重复上述步骤一至步骤三。

Claims (3)

1.一种矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置，其特征在于：该保护装置由水冷板（1）、比例调节阀（2）、进水加热装置（3）、PLC控制器（4）、电源（5）、温湿度传感器（6）和水温传感器（7）组成；所述水冷板（1）的进水口通过水管连接比例调节阀（2）的一端，比例调节阀（2）的另一端通过水管连接进水加热装置（3）；电源（5）连接PLC控制器（4），温湿度传感器（6）的输出与PLC控制器（4）相连；水温传感器（7）安装于比例调节阀（2）和进水加热装置（3）之间，并与PLC控制器（4）相连；PLC控制器（4）输出与比例调节阀（2）和进水加热装置（3）相连。
2.根据权利要求1所述一种矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置，其特征在于：所述电源（5）中，L、N端子接交流电源；电源（5）输出端的M+和M -端子分别接PLC控制器（4）的L+和M端子，PLC控制器（4）的MO和IO端子分别接比例调节阀（2）的+和-端；PLC控制器（4）的B+和B-端子分别接水温传感器（7）的+和-端，并且B+和RB端子短接；PLC控制器（4）的A+和A-端子分别接温湿度传感器（6）的A+和A-端；所述进水加热装置（3）由接触器三组常开触点、接触器线圈和加热电阻组成，所述接触器三组常开触点并联且一端与加热电阻的一端连接，接触器三组常开触点的另一端以及加热电阻的另一端分别与交流电源的L和N端相连；进水加热装置（3）的接触器线圈的A1端接PLC控制器（4）的Q0.0端，进水加热装置（3）的接触器线圈的A2端接电源（5）的M+端，PLC控制器（4）的COM端接电源（5）的M-端。
3.一种基于权利要求1所述矿用高压大功率防爆变频器防冷凝保护装置的控制方法，其特征在于：该控制方法包含以下步骤：
步骤一：PLC控制器4通过采集变频器箱体内部温湿度传感器6和外部水温度传感器7的信号，得到变频器腔体内部空气的温度、湿度以及进水温度值进而通过计算判断出是否满足冷凝条件；
步骤二：当PLC控制器4根据计算确定满足冷凝条件时，PLC控制器4一方面开启进水加热装置3，使其给进水加热；另一方面，通过减小进水比例调节阀2的开度来减小进水流量；
经过所设定的时间后，如果仍然满足冷凝条件，PLC控制器4就彻底关闭比例调节阀2，阻止外水流入；
步骤三：当PLC控制器4根据计算确定不满足冷凝条件时，PLC控制器4一方面关闭进水加热装置3，另一方面恢复原进水比例调节阀2的开度；
步骤四：重复上述步骤一至步骤三。
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