CN117060742A - 矿用隔爆兼本质安全型交流变频器及变频器电气系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器及变频器电气系统，变频器包括外壳、保护电路、与电源模块连接的隔离开关、与所述隔离开关连接的接触器模块、与所述接触器模块连接的电抗模块、与所述电抗模块连接的整流模块、与所述整流模块连接的逆变模块和冷却单元，所述变频器还包括：控制模块，所述控制模块与所述接触器模块连接，用于控制所述接触器模块和电机；外部检测模块，与所述控制模块连接，用于实时检测所述变频器的运行环境参数，并判断所述变频器是否在正常的工作环境中，若所述外部检测模块判断出所述变频器的工作环境不正常，则所述外部检测模块向所述控制模块发送异常信息，所述控制模块断开接触器模块。通过此方案有效的避免了事故的发生。
Description
技术领域
本申请涉及变频器技术领域，具体而言，涉及一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器及变频器电气系统。
背景技术
矿井环境异常复杂，容易发生爆炸事故，因此在矿井中使用的电气设备必须符合防爆和本质安全要求。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。
目前高压变频器已得到广泛应用，在国内，大部分产品均采用功率单元串联的型式。但这种高压变频器没有防爆的功能，不够安全，容易发生事故，且无法应用在含有甲烷气体的煤矿井下。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器及变频器电气系统，以解决目前变频器容易发生事故的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，包括外壳、保护电路、与电源模块连接的隔离开关、与所述隔离开关连接的接触器模块、与所述接触器模块连接的电抗模块、与所述电抗模块连接的整流模块、与所述整流模块连接的逆变模块和冷却单元，所述变频器还包括：
控制模块，所述控制模块与所述接触器模块连接，用于控制所述接触器模块和电机；
外部检测模块，与所述控制模块连接，用于实时检测所述变频器的运行环境参数，并判断所述变频器是否在正常的工作环境中，若所述外部检测模块判断出所述变频器的工作环境不正常，则所述外部检测模块向所述控制模块发送异常信息，所述控制模块断开接触器模块，包括：
将所述运行环境参数{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}与对应的预设阈值进行比对，包括：
(1)若是{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}中存在任一项超过预设阈值5％的数据，则所述外部检测模块发送第一异常信息至所述控制模块，由所述控制模块向报警模块发出第一报警信号以及向驱动模块发出第一驱动参数，同时所述外部检测模块发出第一检测频率；
所述报警模块接收并响应所述第一报警信号；
所述外部检测模块接收并按照所述第一检测频率，采集所述运行环境参数{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}，其中，所述第一检测频率大于原始检测频率；
所述驱动模块接收并执行所述第一驱动参数，降低其驱动电压；
若未超过，则放弃；
(2)若是{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}中存在至少二项超过预设阈值5％的数据，则发送第二异常信息至所述控制模块，由所述控制模块断开所述接触器模块，同时向报警模块发出第二报警信号、向驱动模块发出驱动停止信号以及向所述外部检测模块发出检测停止信号；
所述报警模块接收并响应所述第二报警信号；
所述驱动模块接收所述驱动停止信号并停止驱动；
所述外部检测模块接收所述检测停止信号并停止检测；
若未超过，则放弃。
本发明的技术原理：本发明利用外部检测模块实时检测变频器的工作环境，包括湿度、温度、运行电压和电流，若变频器的工作环境出现异常，外部检测模块向控制模块发送异常信息，控制模块控制接触器模块断开，切断电源，此时变频器和电机停止运行，通过此方式有效的避免了事故的发生。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述外部检测模块包括：
温度采集单元，用于检测所述变频器的运行的温度数据；
电流采集单元，用于检测所述变频器的运行的电流数据；
电压采集单元，用于检测所述变频器的运行的电压数据；
湿度采集单元，用于检测所述变频器的运行环境中的湿度数据；
数据处理模块，与所述温度采集单元、电流采集单元、电压采集单元与湿度采集单元连接，用于处理所述温度采集单元、电流采集单元、电压采集单元与湿度采集单元采集的数据；
微控制单元，与所述数据处理模块连接，用于根据所述数据处理模块发送的数据判断所述变频器是否在正常的工作环境中。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述控制模块包括：
微处理器，用于对外部输入的数据进行处理，并控制电机的旋转频率；
储存器，与所述微处理器连接，用于存储逻辑程序和数据，所述微处理器根据所述储存器储存的逻辑程序进行计算和决策。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述变频器还包括：
驱动模块，与所述控制模块和逆变模块连接，用于将控制信号转化为驱动信号。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述保护电路包括过压保护电路、欠压保护电路、缺相保护电路、过载保护电路、瞬时断电保护电路和短路保护电路；其中所述缺相保护电路电路包括电流检测传感单元，所述电流检测传感单元与所述控制模块连接，所述电流检测传感单元用于检测电机的每相输入电流。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述变频器还包括：
显示模块，与所述控制模块连接，用于显示变频器的运行状态；
操作键盘，与所述控制模块连接，用于设置所述变频器的运行参数；
通信模块，与所述控制模块连接，用于接收外界的控制信号。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述变频器还包括：
报警模块，与所述微控制单元连接，用于根据所述微控制单元发出的控制信号进行报警。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述数据处理模块包括：
放大电路，用于将采集的所有数据进行放大；
滤波电路，与所述放大电路连接，用于滤除电路中的干扰信号；
模数转换电路，与所述滤波电路连接，用于将采集的模拟信号数据转化为数字信号数据。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述变频器还包括：带电指示窗、闭锁机构、输入喇叭口、第一输出喇叭口、第二输出喇叭口、输入接线仓、输出接线仓和控制线接线仓，所述带电指示窗、闭锁机构、输入喇叭口、第一输出喇叭口、第二输出喇叭口、输入接线仓、输出接线仓和控制线接线仓均设置在所述外壳上，且所述输入接线仓、输出接线仓和控制线接线仓依次相邻设置。
一种变频器电器系统，其特征在于，所述系统包括所述变频器，还包括：
可编程序控制器，与所述变频器连接，用于控制所述变频器的输出电压和输出频率；
通信接口，与所述可编程序控制器连接，用于与外界进行数据交换和接收控制信号。
与现有技术相比较，本申请能够带来如下技术效果：本发明利用外部检测模块实时检测变频器的工作环境，包括湿度、温度、运行电压和电流，若变频器的工作环境出现异常，外部检测模块向控制模块发送异常信息，控制模块控制接触器模块断开，切断电源，此时变频器和电机停止运行，通过此方式有效的避免了事故的发生，可以提前预防事故的发生，减小了损失，保护了使用者的人身安全。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器的结构示意图；
图2是本发明实施例的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器的部分结构示意图；
图3是本发明实施例的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器的侧视图；
图4是本发明实施例的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器的侧视图；
图5是本发明实施例的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器的侧视图；
图6是本发明实施例的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器的俯视图；
图7是本发明实施例的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器的整流模块、滤波模块和逆变模块的电路结构示意图；
图8是本发明另一实施例的一种变频器电器系统的结构示意图。
图中：1、外壳，2、带电指示窗，3、显示模块，4、操作键盘，5、闭锁机构，6、输入喇叭口，7、第一输出喇叭口，8、第二输出喇叭口，9、冷却单元，10、输入接线仓，11、输出接线仓，12、控制线接线仓。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
如图1至2所示，一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，包括外壳1、保护电路、与电源模块连接的隔离开关、与所述隔离开关连接的接触器模块、与所述接触器模块连接的电抗模块、与所述电抗模块连接的整流模块、与所述整流模块连接的逆变模块和冷却单元9，所述变频器还包括：
控制模块，所述控制模块与所述接触器模块连接，用于控制所述接触器模块和电机；
外部检测模块，与所述控制模块连接，用于实时检测所述变频器的运行环境参数，并判断所述变频器是否在正常的工作环境中；
若所述外部检测模块判断出所述变频器的工作环境不正常，则所述外部检测模块向所述控制模块发送异常信息，所述控制模块断开接触器模块，包括：
将所述运行环境参数{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}与对应的预设阈值进行比对，包括：
(1)若是{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}中存在任一项超过预设阈值5％的数据，则所述外部检测模块发送第一异常信息至所述控制模块，由所述控制模块向报警模块发出第一报警信号以及向驱动模块发出第一驱动参数，同时所述外部检测模块发出第一检测频率；
所述报警模块接收并响应所述第一报警信号；
所述外部检测模块接收并按照所述第一检测频率，采集所述运行环境参数{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}，其中，所述第一检测频率大于原始检测频率；
所述驱动模块接收并执行所述第一驱动参数，降低其驱动电压；
若未超过，则放弃；
(2)若是{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}中存在至少二项超过预设阈值5％的数据，则发送第二异常信息至所述控制模块，由所述控制模块断开所述接触器模块，同时向报警模块发出第二报警信号、向驱动模块发出驱动停止信号以及向所述外部检测模块发出检测停止信号；
所述报警模块接收并响应所述第二报警信号；
所述驱动模块接收所述驱动停止信号并停止驱动；
所述外部检测模块接收所述检测停止信号并停止检测；
若未超过，则放弃。
温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P的预设阈值，由后台工作人员进行设定。
其中一项数据超标5％，则控制模块会控制驱动模块降低其驱动参数，比如驱动电压，具体降低的电压值，由后台工作人员输入；同时会加快外部检测模块的检测频率，缩短运行环境参数的检测获取以及判断时间，以此来保证异常识别的时间紧急性。
若是其中至少有两项数据超标5％，此时应当停止检测和停止驱动，断开接触器模块。
本方案，在超标5％的情况下，系统还可以轻微负载运行，因此只需要加快检测频率并降低驱动电压等即可继续保持工作。
需要说明的是，外壳1采用不锈钢或碳钢制作，呈长方体状；电源模块为三相电；接触器模块包括主控制回路的多个接触器，每个接触器的开合可由变频器控制，电抗模块是用于稳定电流的元器件，其作用是提供电网与变频器之间的阻抗匹配，通过合适的电抗模块，可以保证电流的稳定性，减少电网对变频器的影响，由三个串联在主控制回路上的电感组成。整流模块主要用于将三相交流电转换为直流电，在本实施例中，整流模块将电源模块输入的三相交流电进行整流处理，将其转换为直流电，整流模块有六个整流二极管并联组成，为现有技术，此处不在过多赘述。逆变模块与整流模块电连接，用于将整流模块输出的直流电转换为PWM波形的交流电，为电机提供电源，逆变模块由六个并联的IGBT组成，每个IGBT的栅极均与变频器连接，变频器控制每个IGBT的通断，以此来控制电机的旋转速度。控制模块为FPGA控制芯片或单片机。
外部连接模块与控制模块电连接，在使用时，利用外部检测模块实时检测变频器的工作环境，包括湿度、温度、运行电压和电流，若变频器的工作环境出现异常，外部检测模块向控制模块发送异常信息，控制模块控制接触器模块断开，切断电源，此时变频器和电机停止运行，通过此方式有效的避免了事故的发生，可以提前预防事故的发生，减小了损失，保护了使用者的人身安全。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述外部检测模块包括：
温度采集单元，用于检测所述变频器的运行的温度数据；
电流采集单元，用于检测所述变频器的运行的电流数据；
电压采集单元，用于检测所述变频器的运行的电压数据；
湿度采集单元，用于检测所述变频器的运行环境中的湿度数据；
数据处理模块，与所述温度采集单元、电流采集单元、电压采集单元与湿度采集单元连接，用于处理所述温度采集单元、电流采集单元、电压采集单元与湿度采集单元采集的数据；
微控制单元，与所述数据处理模块连接，用于根据所述数据处理模块发送的数据判断所述变频器是否在正常的工作环境中。
需要说明的是，温度采集单元包括多个温度传感器和第一单片机，每个温度传感器均与第一单片机连接，温度传感器安装在变频器内部和外部，实时监控变频器的运行环境中的温度数据，并将监控的温度数据发送至第一单片机，第一单片机内设置有温度阈值，当采集的温度超过温度阈值时，第一单片机将会给为微控制单元发送温度异常数据。
还需要说明的是，电流采集单元包括多个电流传感器和第二单片机，电流传感器与第二单片机，电流传感器用于检测变频器输入输出的电流，并将检测的电流数据发送至第二单片机，第二单片机内设置有电流阈值，当检测的电流值超过阈值时，第二单片机向微控制单元发送电流异常数据。
还需要说明的是，电压采集单元包括多个电压传感器和第三单片机，电压传感器与第三单片机，电压传感器用于检测变频器输入输出的电压，并将检测的电压数据发送至第三单片机，第三单片机内设置有电压阈值，当检测的电压值超过阈值时，第三单片机向微控制单元发送电压异常数据。
还需要说明的是，湿度采集单元包括湿度传感器和第四单片机，湿度传感器与第四单片机电连接，用于实时检测变频器外部环境的湿度数据，并将湿度数据发送至第四单片机，第四单片机上设置有湿度阈值，当湿度传感器发送的湿度数据超过设定的湿度阈值时，第四单片机向微控制单元发送湿度异常数据。
还需要说明的是，数据处理模块与第一单片机、第二单片机、第三单片机、第四单片机电连接，用于接收第一单片机、第二单片机、第三单片机和第四单片机发送的异常数据，并将数据进行放大、滤波和模数转换，然后发送至控制模块，控制模块根据收到的异常数据控制接触器模块断开。
微控制单元为微控制器(Microcontroller)：微控制器是一种集成了处理器核心、存储器、输入/输出接口等功能的单芯片控制器。它可以接收各种数据，包括温度数据、湿度数据、电压数据和电流数据，并进行相应的逻辑处理和控制操作。具体型号可根据现场需要而定。
在使用时，温度采集单元、电流采集单元、电压采集单元与湿度采集单元实时检测变频器的环境数据，包括温度数据、湿度数据、电压数据和电流数据，并将这写数据发送至各自连接的单片机上，通过第一单片机、第二单片机、第三单片机和第四单片机分别判断采集的温度数据、湿度数据、电压数据和电流数据是否在设定的阈值内，若其中一项或多项数据不在各自设定的阈值内，则微控制单元向控制模块发送数据异常信息，发送的数据异常信息包括温度异常或湿度异常或电压异常或电流异常，并通过数据处理模块对发送的异常数据进行预处理后再发送至控制模块，控制模块断开接触器模块，使得电机和变频器断电，从而停止运行，预防了事故的发生，保护了使用者的安全。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述控制模块包括：
微处理器，用于对外部输入的数据进行处理，并控制电机的旋转频率；
储存器，与所述微处理器连接，用于存储逻辑程序和数据，所述微处理器根据所述储存器储存的逻辑程序进行计算和决策。
需要说明的是，微处理器为FPGA，FPGA可进行编程，实现用不同的方式精确的控制电机，其内部集成了保护功能，可以监测和处理电机运行过程中出现的异常情况，提高电机的工作效率和安全性。
还需要说明的是，储存器包括片上存储器(on-chip memory)和外部存储器(external memory)，片上存储器位于FPGA芯片内部，可以直接与逻辑电路进行高速通信。它通常用于存储数据、状态寄存器和小规模的程序代码。常见的片上存储器包括：块RAM(Block RAM)：用于存储大量数据，具有较快的读写速度。分布式RAM(Distributed RAM)：以LUT(查找表)的形式分布在FPGA的逻辑单元中，用于存储少量数据。外部存储器位于FPGA芯片外部，需要通过外部接口与FPGA进行通信。它通常用于存储大容量的数据和程序代码。常见的外部存储器包括：SRAM(静态随机存取存储器)：速度快、可读写，但容量较小。SDRAM(同步动态随机存取存储器)：容量大、速度相对较慢，但适合存储大量数据和程序代码。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述变频器还包括：
驱动模块，与所述控制模块和逆变模块连接，用于将控制信号转化为驱动信号。
驱动模块的输入端与控制模块电连接，驱动模块的输出端与逆变模块电连接，驱动模块包括，光耦、推挽放大器和隔离二极管，光耦的输入端与控制模块的输出端连接，光耦的输出端与推挽放大器的输入端连接，推挽放大器的输出端与隔离二极管的正极连接，二极管的负极与逆变模块的输入端连接。
光耦是一种光电隔离元件，用于隔离控制模块的低电压信号和逆变模块的高电压电路。它将控制模块的信号转换为光信号，通过光耦输出接口传输到逆变模块侧。
推挽放大器用于将光耦输出的光信号转换为逆变模块所需的驱动信号。它具有较高的功率放大能力，能够提供足够的电流和电压驱动逆变模块的功率电路。
隔离二极管用于在逆变模块侧，将来自推挽放大器的驱动信号与逆变模块的功率电路进行隔离。它确保驱动信号只流向逆变模块的电源侧，防止电流倒流和保护控制模块。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述保护电路包括过压保护电路、欠压保护电路、缺相保护电路、过载保护电路、瞬时断电保护电路和短路保护电路；其中所述缺相保护电路电路包括电流检测传感单元，所述电流检测传感单元与所述控制模块连接，所述电流检测传感单元用于检测电机的每相输入电流。
过载保护电路为过载保护器，过载保护器可用于保护电动机在超负荷运行时不受损坏。过载保护器可以通过热继电器控制电动机的启动和停止，当电动机超载时，热继电器产生的热量会使得过载保护器开关动作，从而切断电源。
短路保护电路为短路保护器，短路保护器可用于保护电动机在短路时不受损坏。短路保护器可以依靠熔断器或电子保护器进行保护电动机，当电路短路时，熔断器或电子保护器会迅速切断电源。
欠压保护电路为欠压保护器，欠压保护器可用于保护电动机在低电压状态下不受损坏。欠压保护器可以检测电动机运行时的电源电压，当电源电压降低到不足时，欠压保护器会切断电源。
保护电路还包括过热保护器，过热保护器可用于保护电动机在过热时不受损坏。当电动机温度过高时，过热保护器会发出警报或切断电源，以防止电动机过热造成损坏。
过压保护电路为过压保护器，过压保护器用于当线路中过电压超过规定值时能自动断开，并能自动检测线路电压，当线路中电压恢复正常时能自动闭合。
瞬时断电保护电路为瞬时断电保护器，瞬时断电保护器的作用是防止电机在瞬时断电后重新通电时受到冲击。当电源突然断电时，电机可能处于高速旋转状态，而重新通电时电机会突然受到电压和电流的冲击，可能导致电机损坏或其他不良后果。瞬时断电保护器可以在断电后延时一段时间再重新通电，以避免这种冲击。瞬时断电保护器的是通过监测电源电压的变化来实现。瞬时断电保护器使用电容储存能量，当电源突然断电时，电容会继续提供电流，使电机能够平滑降速并停止旋转。同时，瞬时断电保护器还包括一个延时器，用于延时一段时间后再重新通电，以确保电机停止运动后再次启动。
缺相保护电路，利用电流检测传感单元来检测电机输入端的每一相的电流值，若出现有缺相的情况时，向控制模块发送电流异常信息，控制模块将断开接触器模块，以此来断开电源，保护电源的不受损伤。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述变频器还包括：
显示模块3，与所述控制模块连接，用于显示变频器的运行状态；
操作键盘4，与所述控制模块连接，用于设置所述变频器的运行参数；
通信模块，与所述控制模块连接，用于接收外界的控制信号。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述变频器还包括：
报警模块，与所述微控制单元连接，用于根据所述微控制单元发出的控制信号进行报警。
需要说明的是，显示模块3为显示器，通过螺钉安装在变频器的外壳1上，可显示变频器的启动停止等操作以及变频器的各种运行状态显示等。
还需要说明的是，通信模块为rs485通讯串口，可与远程的控制器连接，进行数据传输，节约人力成本。
还需要说明的是，操作键盘4安装在变频器的外壳1上，与控制模块电连接，可对控制模块进行参数设定。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述数据处理模块包括：
放大电路，用于将采集的所有数据进行放大；
滤波电路，与所述放大电路电连接，用于滤除电路中的干扰信号；
模数转换电路，与所述滤波电路电连接，用于将采集的模拟信号数据转化为数字信号数据。
作为本发明的一种可选实施例，可选地，所述变频器还包括：带电指示窗2、闭锁机构5、输入喇叭口6、第一输出喇叭口7、第二输出喇叭口8、输入接线仓10、输出接线仓11和控制线接线仓12，所述带电指示窗2、闭锁机构5、输入喇叭口6、第一输出喇叭口7、第二输出喇叭口8、输入接线仓10、输出接线仓11和控制线接线仓12均设置在所述外壳1上，且所述输入接线仓10、输出接线仓11和控制线接线仓12依次相邻设置。
如图3至6所示，在本实施例中，带电指示窗2通过螺钉固定在外壳1上，当变频器带电时，带电指示窗2将会显示；闭锁机构5焊接在外壳1的侧面上，用于在变频器的开关柜或户外闸刀的操作部位之间用互相制约和联动的机械机构来达到先后动作的闭锁要求。机械闭锁在操作过程中无需使用钥匙等辅助操作,可以实现随操作顺序的正确进行,自动地步步解锁。在发生误操作时,可以实现自动闭锁,阻止误操作的进行。输入喇叭口6通过螺钉安装在外壳1的一侧；第一输出喇叭口7螺钉安装在外壳1的另一侧，第二输出喇叭口8安装在外壳1的第一输出喇叭口7的同侧；输入接线仓10、输出接线仓11和控制线接线仓12通过螺钉安装在外壳1的顶部，相邻安装。冷却单元9为水冷板，安装在外壳1的后侧，通过螺钉固定，用于在变频器工作时，为变频器进行散热，防止变频器因运行温度过高而损坏。
在使用变频器时需注意：
任何故障发生后，必须保证在已停止状态，复位才有效；
两次启动时间间隔不能小于5分钟，一小时内启动次数不大于12次；
切勿使用兆欧表测量进出线间电阻以免损坏内元器件，如需要测量进出线相间电阻时，可用万用表测量；
用户不得善自更改变频器的结构及电气元件；
使用中应尽可能避开有淋水的地方；
用户应注意隔爆面的防护，防止磕碰、划伤；
非专业操作人员不得使用,防止造成误操作；
严禁带电开盖；断电20分钟后开盖；
未经关联检验，不得随意配接外接设备；
调试接口只能在地面安全场所使用，井下严禁使用；
使用屈服应力≥640MPa的紧固件。
出现故障的解决方法表：
常见故障表
| 序号 | 故障现象 | 故障原因及处理方法 |
| 1 | 过电压保护 | 前级变电站输出电压过高，请调节变电站输出分接点。 |
| 2 | 欠电压保护 | 前级变电站输出电压过低，请调节变电站输出分接点。 |
| 3 | 输出回路漏电保 | 请检查后级输出回路绝缘情况。 |
| 4 | IGBT温保 | 检查水路是否畅通。 |
| 5 | 腔体超温 | 检查腔体风机是否运行 |
| 6 | 电机超温 | 请检查冷却风机是否正常运行。 |
| 7 | 输出在线漏电 | 请检查变频器的输出回路至电机的绝缘情况。 |
| 8 | 电机缺相 | 请检查电机负荷电缆是否有缺相或者接头松动。 |
| 9 | 主通信故障 | 请检查变频器主控器与变频器机芯的主通信线是否断。 |
| 10 | 主从通信故障 | 主从联机运行情况下，请检查变频器主机与从机的通信。 |
实施例2
一种变频器电器系统，其特征在于，所述系统包括所述变频器，还包括：
可编程序控制器，与所述变频器连接，用于控制所述变频器的输出电压和输出频率；
通信接口，与所述可编程序控制器连接，用于与外界进行数据交换和接收控制信号。
需要说明的是，可编程序控制器与变频器电连接或通信连接，用于与变频器之间相互传输数据，可编程序控制器可以向变频器发送控制信号，变频器根据可编程序控制器调整自己的输出电压和输出频率，以此可通过可编程序控制器控制电机。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，其特征在于，包括外壳、保护电路、与电源模块连接的隔离开关、与所述隔离开关连接的接触器模块、与所述接触器模块连接的电抗模块、与所述电抗模块连接的整流模块、与所述整流模块连接的逆变模块和冷却单元，所述变频器还包括：
控制模块，所述控制模块与所述接触器模块连接，用于控制所述接触器模块和电机；
外部检测模块，与所述控制模块连接，用于实时检测所述变频器的运行环境参数，并判断所述变频器是否在正常的工作环境中，若所述外部检测模块判断出所述变频器的工作环境不正常，则所述外部检测模块向所述控制模块发送异常信息，所述控制模块断开接触器模块，包括：
将所述运行环境参数{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}与对应的预设阈值进行比对，包括：
(1)若是{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}中存在任一项超过预设阈值5％的数据，则所述外部检测模块发送第一异常信息至所述控制模块，由所述控制模块向报警模块发出第一报警信号以及向驱动模块发出第一驱动参数，同时所述外部检测模块发出第一检测频率；
所述报警模块接收并响应所述第一报警信号；
所述外部检测模块接收并按照所述第一检测频率，采集所述运行环境参数{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}，其中，所述第一检测频率大于原始检测频率；
所述驱动模块接收并执行所述第一驱动参数，降低其驱动电压；
若未超过，则放弃；
(2)若是{温度数据C，电流数据I，电压数据U，湿度数据P}中存在至少二项超过预设阈值5％的数据，则发送第二异常信息至所述控制模块，由所述控制模块断开所述接触器模块，同时向报警模块发出第二报警信号、向驱动模块发出驱动停止信号以及向所述外部检测模块发出检测停止信号；
所述报警模块接收并响应所述第二报警信号；
所述驱动模块接收所述驱动停止信号并停止驱动；
所述外部检测模块接收所述检测停止信号并停止检测；
若未超过，则放弃。
2.如权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，其特征在于，所述外部检测模块包括：
温度采集单元，用于检测所述变频器的运行的温度数据；
电流采集单元，用于检测所述变频器的运行的电流数据；
电压采集单元，用于检测所述变频器的运行的电压数据；
湿度采集单元，用于检测所述变频器的运行环境中的湿度数据；
数据处理模块，与所述温度采集单元、电流采集单元、电压采集单元与湿度采集单元连接，用于处理所述温度采集单元、电流采集单元、电压采集单元与湿度采集单元采集的数据；
微控制单元，与所述数据处理模块连接，用于根据所述数据处理模块发送的数据判断所述变频器是否在正常的工作环境中。
3.如权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，其特征在于，所述控制模块包括：
微处理器，用于对外部输入的数据进行处理，并控制电机的旋转频率；
储存器，与所述微处理器连接，用于存储逻辑程序和数据，所述微处理器根据所述储存器储存的逻辑程序进行计算和决策。
4.如权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，其特征在于，所述变频器还包括：
驱动模块，与所述控制模块和逆变模块连接，用于将控制信号转化为驱动信号。
5.如权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，其特征在于，所述保护电路包括过压保护电路、欠压保护电路、缺相保护电路、过载保护电路、瞬时断电保护电路和短路保护电路；其中所述缺相保护电路电路包括电流检测传感单元，所述电流检测传感单元与所述控制模块连接，所述电流检测传感单元用于检测电机的每相输入电流。
6.如权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，其特征在于，所述变频器还包括：
显示模块，与所述控制模块连接，用于显示变频器的运行状态；
操作键盘，与所述控制模块连接，用于设置所述变频器的运行参数；
通信模块，与所述控制模块连接，用于接收外界的控制信号。
7.如权利要求2所述的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，其特征在于，所述变频器还包括：
报警模块，与所述微控制单元连接，用于根据所述微控制单元发出的控制信号进行报警。
8.如权利要求2所述的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，其特征在于，所述数据处理模块包括：
放大电路，用于将采集的所有数据进行放大；
滤波电路，与所述放大电路连接，用于滤除电路中的干扰信号；
模数转换电路，与所述滤波电路连接，用于将采集的模拟信号数据转化为数字信号数据。
9.如权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型交流变频器，其特征在于，所述变频器还包括：带电指示窗、闭锁机构、输入喇叭口、第一输出喇叭口、第二输出喇叭口、输入接线仓、输出接线仓和控制线接线仓，所述带电指示窗、闭锁机构、输入喇叭口、第一输出喇叭口、第二输出喇叭口、输入接线仓、输出接线仓和控制线接线仓均设置在所述外壳上，且所述输入接线仓、输出接线仓和控制线接线仓依次相邻设置。
10.一种变频器电器系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至9所述的变频器，还包括：
可编程序控制器，与所述变频器连接，用于控制所述变频器的输出电压和输出频率；
通信接口，与所述可编程序控制器连接，用于与外界进行数据交换和接收控制信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310891036.2A CN117060742A (zh) | 2023-07-20 | 2023-07-20 | 矿用隔爆兼本质安全型交流变频器及变频器电气系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310891036.2A CN117060742A (zh) | 2023-07-20 | 2023-07-20 | 矿用隔爆兼本质安全型交流变频器及变频器电气系统 |
Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117805542A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 张家港市升恒机械设备制造有限公司 | 一种矿用隔爆本质安全型变频器运行监控系统 |
| CN117971603A (zh) * | 2024-03-28 | 2024-05-03 | 宁波长壁流体动力科技有限公司 | 一种矿用隔爆兼本安型多媒体计算机的控制方法及计算机 |
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2023
- 2023-07-20 CN CN202310891036.2A patent/CN117060742A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117805542A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 张家港市升恒机械设备制造有限公司 | 一种矿用隔爆本质安全型变频器运行监控系统 |
| CN117805542B (zh) * | 2024-03-01 | 2024-05-14 | 张家港市升恒机械设备制造有限公司 | 一种矿用隔爆本质安全型变频器运行监控系统 |
| CN117971603A (zh) * | 2024-03-28 | 2024-05-03 | 宁波长壁流体动力科技有限公司 | 一种矿用隔爆兼本安型多媒体计算机的控制方法及计算机 |
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