CN201450485U - 一种矿用隔爆兼本质安全型组合变频调速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿用隔爆兼本质安全型组合变频调速装置，包括箱体和防爆外壳，其特征在于箱体整体坐落在一长型底架上，由主腔、接线腔和输入输出电缆连接器构成，箱体表面配有显示屏及操作按钮，箱体背后设有检修门，主腔被分隔为五个相通腔体，这五个相通腔体分别为：控制单元、进线单元、整流单元、逆变单元以及水冷单元，其中逆变单元最靠近水冷单元，其次依次为整流单元、进线单元和控制单元。该装置高度集成，安装、运输方便，操作控制方便灵活，控制精确，总驱动功率高。可广泛用于含有甲烷混合气体、具有煤尘爆炸危险煤矿井下的大型带式输送机的软启动、软停止自动控制，总驱动功率达1500kW。

Description

一种矿用隔爆兼本质安全型组合变频调速装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿井下输送机驱动控制装置。

背景技术

目前煤矿大型皮带机普遍采用“软启动”装置来降低皮带机起动时对电网以及皮带机系统其它部件的冲击，其中应用最普遍的是液力耦合软起动器和CST(可控起动传输装置)。其中液力耦合器是利用液量的增减来改变输出轴的转速，以获得软起动的效果，但其有传动效率低、损耗大、驱动功率低的缺点；CST软启动器是带有电液反馈控制及齿轮减速器的软起动装置，其核心元件是线性湿式离合器，它具有较高的驱动功率以及较精确的起动效果，其缺点是采用液压油作为传动介质，实际应用中泄漏现象难免，对矿井环境有影响，另外液压油更换频繁，增加了维护强度。

随着电力电子技术、微电子技术、控制技术和网络化技术的高速发展，尤其是高电压、大功率电力电子器件的开发与应用，使交流变频调速技术得以迅速发展，以交流变频调速为核心技术的驱动装置因其精确灵活的控制功能、运行的稳定可靠以及显著的节能效果正逐步取代原有的“软启动”驱动系统成为皮带输送机的主流驱动设备，现已普遍推广到矿山地面大型输送机系统。但是对于煤矿井下的皮带运输系统，由于受防爆要求的限制，变频调速系统一直未能得到很好的应用，已有的一些防爆变频器(单驱防爆变频器)都存在驱动功率低、系统复杂的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种矿用隔爆兼本质安全型组合变频调速装置，该装置高度集成，安装、运输方便，操作控制方便灵活，控制精确，总驱动功率高。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种矿用隔爆兼本质安全型组合变频调速装置，包括箱体和隔爆外壳，其特征在于：箱体整体坐落在一长型底架上，由主腔、接线腔和输入输出电缆连接器构成，箱体表面配有显示屏及操作按钮，箱体背后设有检修门，主腔被分隔为五个相通腔体，这五个相通腔体分别为：控制单元、进线单元、整流单元、逆变单元以及水冷单元，其中逆变单元最靠近水冷单元，其次依次为整流单元、进线单元和控制单元。

控制单元具有3路主电机输出控制回路和13路辅助电机控制回路，控制单元中的控制器采用可编程控制器，外部以及内部的信号通过通讯或硬接线方式接入控制器实现控制和监测保护功能。

在箱体表面设有DH+、DeviceNet、Modbus通讯接口。

本实用新型采用国际先进水冷系列通用变频器作为主要部件，将配电系统、控制系统、变频系统以及冷却系统都组装在一个防爆腔体内，可同时实现对3台及以下三相交流电动机进行软起动、软停止和变频调速控制，总驱动功率可达1500kW；并配有660VAC、220VAC、24VDC辅助电源，可对输送机附属设备进行供电及控制；能对所有电动机及供电线路进行保护；作为隔爆型的带式输送机的软启动器自动组合控制装置，可广泛用于含有甲烷混合气体、具有煤尘爆炸危险的煤矿井下大型输送机驱动控制.

功能特点

1.适用于煤矿井下大巷及顺槽长距离胶带输送机驱动控制；

2.高度集成，集配电、控制、保护于一体。可同时控制3台500kW的驱动电机及其相关的辅助电机；

3.精确的软启动、软停车控制性能；

4.可实现多点、多驱动功率平衡控制；

5.可在低于同步转速的任何速度下长期运行；

6.具备与上位以及其它系统的通讯功能；

7.全中文大屏幕人机界面，操作控制方便灵活、运行状态参数以及故障信息显示完备；

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是图1的后视图。

具体实施方式

如附图所示，本组合变频装置为长方型箱体1，由优质钢板焊接而成，开门结构为螺栓固定型。隔爆性能符合GB3836.1、GB3836.2、GB3836.3的有关规定，本安性能符合GB3836.4的有关规定。箱体整体坐落在一长型底架2上。由主腔3、接线腔4和输入输出电缆连接器5构成。主腔分隔为五个相通腔体，分别为：控制单元6、进线单元7、整流单元8、逆变单元9以及水冷单元10，主要产生热量的整流和逆变单元最靠近水冷单元，其次依次为进线单元和控制单元，以达到最佳的冷却效果。箱体背后设有两个检修门11。与外部的电缆连接均采用快速电缆连接器5。这样的设计结构具有紧凑、安装简单、维修方便等优点。

控制单元：包括PLC控制系统以及辅助电机控制回路。选用美国AB-SLC500系列控制器，通过DeviceNet总线与变频传动部分以及水冷系统进行数据交换实现精确的驱动控制；通过通讯模块实现远程上位通讯及第三方通讯；通过硬接线实现辅助配电系统的控制及保护；通过箱体门上的显示屏12和操作按钮13可实现人为的参数设定和维护操作以及各种状态参数的监视。

进线单元：包括2台大电流真空断路器及变频预充电回路，负责给整流装置提供配电，并对母线进线保护；预充电回路的设计是为了避免整流部分的电压迅速升高给设备带来损坏。

整流单元：安装有整流模块、整流控制模块、风机、换热器、熔断器等元部件；采用大功率整流二极管组成全波整流桥；12脉冲整流，谐波抑制符合IEEE519的标准；直流母线设计，直流畸变率降低80％。

逆变单元：安装逆变模块、逆变控制模块、风机、换热器、熔断器等；直流母线下侧并接三组逆变单元，采用IGBT功率管作为逆变器件，并采用PMW(脉宽调制)技术以提供正弦波输出.在运转过程中变频传动系统自动完成功率平衡.

水冷单元：安装内循环水泵、主换热器、水冷控制模块、压力计、储能罐和阀门等；水冷系统通过循环水泵直接对整流和逆变单元进行降温。配有温度传感器、压力传感器随时监测循环水的温度和压力，保证设备正常运行。

当收到系统起动命令时，控制器按照预设程序依次起动设备，包括主变频器以及各相关的辅助配电回路；按照设定启动曲线和流程控制变频器启动皮带机，尽可能地减小皮带机启动时对设备以及电网的冲击；在运行过程中可根据负载情况调整运行速度，实现节能的目的；同时对多驱动电机实现自动的功率平衡控制；当收到停机命令或系统出现故障时，按照相应的停机曲线进行停机；在箱体上的显示屏上可随时监视全部的运行工况。

Claims (3)

1.一种矿用隔爆兼本质安全型组合变频调速装置，包括箱体(1)和防爆外壳，其特征在于：箱体(1)整体坐落在一长型底架(2)上，由主腔(3)、接线腔(4)和输入输出电缆连接器(5)构成，箱体表面配有显示屏(12)及操作按钮(13)，箱体背后设有检修门(11)，主腔(3)被分隔为五个相通腔体，这五个相通腔体分别为：控制单元(6)、进线单元(7)、整流单元(8)、逆变单元(9)以及水冷单元(10)，其中逆变单元最靠近水冷单元，其次依次为整流单元、进线单元和控制单元。

2.如权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型组合变频调速装置，其特征在于：控制单元(6)具有3路主电机输出控制回路(14)和13路辅助电机控制回路(15)，控制单元中的控制器(16)采用可编程控制器，外部以及内部的信号通过通讯或硬接线方式接入控制器实现控制和监测保护功能。

3.如权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型组合变频调速装置，其特征在于箱体表面设有DH+、DeviceNet、Modbus通讯接口(17)。

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