CN205070876U - 一种用于瓦斯抽放泵站的变频器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于瓦斯抽放泵站的变频器。该变频器外接三相电源，该变频器具有三组变频电路模块，每组变频电路模块的输入端和每相电源电连接，输出端和电机连接；所述变频电路模块包括若干个变频电路子单元，各个变频电路子单元并联连接。该变频电路子单元能够采集从电网输往变频器的电压和电流以及从变频器输往电机的电压和电流，并根据采集的信息使自身保持额定范围频率的工作，以使电机能够平稳地工作。
Description
技术领域
本实用新型属于瓦斯抽放泵站领域，特别涉及一种用于瓦斯抽放泵站的变频器。
背景技术
随着产量逐步的增加和开采水平的延伸，矿井瓦斯涌出量和回采后的瓦斯涌出量越来越大，严重制约着矿井的安全生产和发展，而采用瓦斯抽放泵抽取采空区涌出的瓦斯，能有效的控制采煤工作面和回风系统的瓦斯量，使其不超过《煤矿安全规程》规定，保证矿井的生产。对采空区瓦斯进行抽放时，如果抽放量过大，将使工作面新鲜风进入采空区，造成采空区自然发火事故。如果抽放量偏小，又不能有效的控制工作面风流中的瓦斯浓度不超过《煤矿安全规程》规定。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，该变频器调速运行稳定，工作可靠，并且节能。
为了解决上述的技术问题，本实用新型提出的基本技术方案为：
具体的，本实用新型提供一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，所述变频器外接三相电源，该变频器具有三组变频电路模块，每组变频电路模块的输入端和每相电源电连接，输出端和电机连接；所述变频电路模块包括若干个变频电路子单元，各个变频电路子单元并联连接；所述变频电路子单元包括：
交流侧电路模块：所述交流侧电路模块的输入端接至电网电压，交流侧电路模块对每相电源进行滤波和限压并产生第一输出；
PWM整流器：所述PWM整流器对第一输出的交流电进行整流并产生第二输出；
滤波电路：所述滤波电路对第二输出的直流电进行滤波和储存能量并产生第三输出；
PWM逆变器：所述PWM逆变器对第三输出的直流电逆变成交流电并产生第四输出以驱动电动机；
第一采集电路模块：所述第一采集电路模块采集电网的电压和电流并产生第五输出；
电流检测电路：所述电流检测电路采集第一输出的交流电流并产生第六输出；
第一驱动电路模块：所述第一驱动电路模块产生驱动信号并输入给PWM整流器；
第二采集电路模块：所述第二采集电路模块采集PWM逆变器输出的电压和电流并产生第七输出；
第二驱动电路模块：所述第二驱动电路模块产生驱动信号并输入给PWM逆变器；
继电器：所述继电器和PWM逆变器的输出端并联连接；
分别接入第五输出、第六输出、第七输出的PLC控制器：所述PLC控制器处理采集信息并依采集信息分别控制PWM整流器和PWM逆变器的输出。
进一步，所述继电器为常闭继电器。
进一步，所述第一采集电路模块包括电网电压采集电路和电网相位采集电路；所述电网电压采集电路的输入端接入电网电压，输出端和PLC控制器连接；所述电网相位采集电路的输入端接入电网电压，输出端和PLC控制器连接。
进一步，所述第一驱动电路模块包括第一驱动电路和第一光耦隔离电路；所述第一光耦隔离电路的输入端和PLC控制器连接，第一光耦隔离电路的输出端和第一驱动电路的输入端连接，第一驱动电路的输出端和PWM整流器连接。
进一步，所述第二采集电路模块包括驱动电压采集电路和驱动电压相位采集电路；所述驱动电压采集电路的输入端接入第四输出，输出端和PLC控制器连接；所述驱动电压相位采集电路的输入端接入第四输出，输出端和PLC控制器连接。
进一步，所述第二驱动电路模块包括第二驱动电路和第二光耦隔离电路；所述第二光耦隔离电路的输入端和PLC控制器连接，第二光耦隔离电路的输出端和第二驱动电路的输入端连接，第二驱动电路的输出端和PWM逆变器连接。
进一步，所述交流侧电路模块包括网侧电感和网侧电阻，网侧电感的一端和电网电压连接，另一端和网侧电阻的一端连接，网侧电阻的另一端连接至PWM整流器。
进一步，所述变频器还包括控制显示面板，控制显示面板和PLC控制器连接。
本实用新型的有益效果是：第一采集电路模块采集从电网输入变频器的电压和电流，第二采集电路模块采集PWM逆变器输出的电压和电流，PLC控制器根据采集信息控制PWM整流器和PWM逆变器的输出。一方面，由于瓦斯矿井工况环境恶劣，电网输入电源不够稳定，容易波动，PLC控制器可以根据第一采集电路模块采集的信息控制PWM整流器和PWM逆变器输出的频率和波形，以使电机能够在额定频率下平稳地工作。另一方面，由于瓦斯矿井是一个危险高的工作区域，为了确保变频器能够可靠工作，本实施例提供的变频器具有多个变频电路子单元，当一个变频电路子单元不能正常工作了，PLC通过第二采集电路模块采集的信息分析出该变频电路子单元的工作异常，通过打开继电器来将该变频电路子单元隔离开，以保证变频器能够正常工作。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的用于瓦斯抽放泵站的变频器的结构示意图。
图2为图1中变频电路模块的结构示意图。
图3为图2中变频电路子单元的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图1至3对本实用新型做进一步的说明，但不应以此来限制本实用新型的保护范围。为了方便说明并且理解本实用新型的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。
请参考图1，图1为本实用新型实施例提供一种用于瓦斯抽放泵站的变频器的结构示意图。如图1所示，该变频器外接三相电源，该变频器具有三组变频电路模块，每组变频电路模块的输入端和每相电源电连接，输出端和电机连接。
请参考图2，图2为图1中变频电路模块的结构示意图。如图2所示，变频电路模块包括若干个变频电路子单元，各个变频电路子单元并联连接。
请参考图3，图3为图2中变频电路子单元的结构示意图。如图3所示，该变频电路子单元包括交流侧电路模块、PWM整流器、滤波电路、PWM逆变器、第一采集电路模块、电流检测电路、第一驱动电路模块、第二采集电路模块、第二驱动电路模块、继电器、控制显示面板以及PLC控制器。
如图3所示，交流侧电路模块的输入端接至电网电压，输出端和PWM整流器连接，交流侧电路模块对电网电压进行滤波和限压并产生第一输出10。其中，交流侧电路模块包括网侧电感和网侧电阻，网侧电感的一端和电网电压连接，另一端和网侧电阻的一端连接，网侧电阻的另一端连接至PWM整流器。网侧电感滤除来自电网的电压中的纹波，网侧电阻用于削弱PWM整流器启动时的冲击电流。
PWM整流器接入第一输出，PWM整流器对第一输出的交流电进行整流并产生第二输出20。本实施例采用电压型PWM整流器，PLC控制器通过输出触发脉冲任意控制PWM整流器的输出电压。
滤波电路接入第二输出20，滤波电路对第二输出20的直流电进行滤波和储存能量并产生第三输出30。滤波电路采用一滤波电容，其能够缓冲PWM整流器交流侧和直流侧负载间能量交换，且平稳PWM整流器直流侧电压和抑制直流侧谐波电压。
PWM逆变器接入第三输出30，PWM逆变器对第三输出30的直流电逆变成交流电并产生第四输出40以驱动电动机。本实施例PWM逆变器采用SVPWM控制技术。
第一采集电路模块接入电网电压，第一采集电路模块采集电网的电压和电流并产生第五输出50。其中，第一采集电路模块包括电网电压采集电路和电网相位采集电路，电网电压采集电路的输入端接入电网电压，输出端和PLC控制器连接；电网相位采集电路的输入端接入电网电压，输出端和PLC控制器连接。电网电压采集电路将采集的三相电压值进行调理后输入给PLC控制器，电网相位采集电路将采集的三相电压相位经调理后PLC控制器。由于瓦斯矿井工况环境恶劣，电网输入电源不够稳定，容易波动，PLC控制器可以根据第一采集电路模块采集的信息控制PWM整流器和PWM逆变器输出的频率和波形，以使电机能够在额定频率下平稳地工作。
电流检测电路接入第一输出10，电流检测电路采集第一输出10的交流电流并产生第六输出60。电流检测电路检测交流侧电路模块处理过的交流，并将其传输给PLC控制器。
第一驱动电路模块产生驱动信号并输入给PWM整流器，驱动PWM整流器工作。其中，第一驱动电路模块包括第一驱动电路和第一光耦隔离电路，第一光耦隔离电路的输入端和PLC控制器连接，第一光耦隔离电路的输出端和第一驱动电路的输入端连接，第一驱动电路的输出端和PWM整流器连接。
分别接入第五输出50、第六输出60、第七输出70的PLC控制器。PLC控制器处理采集信息并依采集信息分别控制PWM整流器和PWM逆变器的输出。PLC控制器对采集到的电网电压相关信息进行分析，通过第一驱动电路模块控制PWM整流器的电压输出和交流侧输入电流波形。具体的，PLC控制器产生PWM信号经过第一光耦隔离电路，第一光耦隔离电路将交流侧的强电和PLC控制器侧的弱点隔开，第一光耦隔离电路形成对应的PWM信号并输入给第一驱动电路，经过第一驱动电路的调理后形成驱动信号，驱动PWM整流器工作。
第二采集电路模块接入第四输出40，第二采集电路模块采集PWM逆变器输出的电压和电流并产生第七输出70。第二采集电路模块包括驱动电压采集电路和驱动电压相位采集电路，驱动电压采集电路的输入端接入第四输出40，输出端和PLC控制器连接，驱动电压相位采集电路的输入端接入第四输出40，输出端和PLC控制器连接。由于瓦斯矿井是一个危险高的工作区域，为了确保变频器能够可靠工作，本实施例提供的变频器具有多个变频电路子单元，当一个变频电路子单元不能正常工作了，PLC通过第二采集电路模块采集的信息分析出该变频电路子单元的工作异常，通过打开继电器来将该变频电路子单元隔离开，以保证变频器能够正常工作。其中，本实施例提供的继电器为常闭继电器。
第二驱动电路模块产生驱动信号并输入给PWM逆变器，第二驱动电路模块包括第二驱动电路和第二光耦隔离电路，第二光耦隔离电路的输入端和PLC控制器连接，第二光耦隔离电路的输出端和第二驱动电路的输入端连接，第二驱动电路的输出端和PWM逆变器连接。
PLC控制器通过采集PWM逆变器的三相输出电压的相位，振幅以及频率，根据预设的算法进行分析，并以此输出PWM触发脉冲通过第二驱动电路产生驱动信号驱动PWM逆变器的输出。
控制显示面板和PLC控制器连接，控制显示面板可显示变频器调速参数以及各个相关性能指标。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (8)
1.一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，所述变频器外接三相电源，该变频器具有三组变频电路模块，每组变频电路模块的输入端和每相电源电连接，输出端和电机连接；所述变频电路模块包括若干个变频电路子单元，各个变频电路子单元并联连接，其特征在于：
所述变频电路子单元包括：
交流侧电路模块：所述交流侧电路模块的输入端接至电网电压，交流侧电路模块对每相电源进行滤波和限压并产生第一输出；
PWM整流器：所述PWM整流器对第一输出的交流电进行整流并产生第二输出；
滤波电路：所述滤波电路对第二输出的直流电进行滤波和储存能量并产生第三输出；
PWM逆变器：所述PWM逆变器对第三输出的直流电逆变成交流电并产生第四输出以驱动电动机；
第一采集电路模块：所述第一采集电路模块采集电网的电压和电流并产生第五输出；
电流检测电路：所述电流检测电路采集第一输出的交流电流并产生第六输出；
第一驱动电路模块：所述第一驱动电路模块产生驱动信号并输入给PWM整流器；
第二采集电路模块：所述第二采集电路模块采集PWM逆变器输出的电压和电流并产生第七输出；
第二驱动电路模块：所述第二驱动电路模块产生驱动信号并输入给PWM逆变器；
继电器：所述继电器和PWM逆变器的输出端并联连接；
分别接入第五输出、第六输出、第七输出的PLC控制器：所述PLC控制器处理采集信息并依采集信息分别控制PWM整流器和PWM逆变器的输出。
2.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，其特征在于，所述继电器为常闭继电器。
3.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，其特征在于，所述第一采集电路模块包括电网电压采集电路和电网相位采集电路；所述电网电压采集电路的输入端接入电网电压，输出端和PLC控制器连接；所述电网相位采集电路的输入端接入电网电压，输出端和PLC控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，其特征在于，所述第一驱动电路模块包括第一驱动电路和第一光耦隔离电路；所述第一光耦隔离电路的输入端和PLC控制器连接，第一光耦隔离电路的输出端和第一驱动电路的输入端连接，第一驱动电路的输出端和PWM整流器连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，其特征在于：所述第二采集电路模块包括驱动电压采集电路和驱动电压相位采集电路；所述驱动电压采集电路的输入端接入第四输出，输出端和PLC控制器连接；所述驱动电压相位采集电路的输入端接入第四输出，输出端和PLC控制器连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，其特征在于：所述第二驱动电路模块包括第二驱动电路和第二光耦隔离电路；所述第二光耦隔离电路的输入端和PLC控制器连接，第二光耦隔离电路的输出端和第二驱动电路的输入端连接，第二驱动电路的输出端和PWM逆变器连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，其特征在于：所述交流侧电路模块包括网侧电感和网侧电阻，网侧电感的一端和电网电压连接，另一端和网侧电阻的一端连接，网侧电阻的另一端连接至PWM整流器。
8.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯抽放泵站的变频器，其特征在于：所述变频器还包括控制显示面板，控制显示面板和PLC控制器连接。
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