CN219643805U - 一种变频起动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种变频起动器，包括依次连接的工频控制腔室、逆变腔室和整流腔室，背面对应设置有工频水冷板、逆变侧水冷板和整流侧水冷板，所述工频控制腔室用于4路3300V工频回路控制及检测；所述逆变腔室用于1路逆变回路检测、控制及输出；所述整流腔室用于交流电整流为直流电，高压电源转化为控制电，为变频起动器内部器件提供电源；在工频控制腔室下方设置有辅助工频控制腔，用于1140V工频和127V工频检验及控制。本实用新型主要应用于煤矿井下采煤工作面，替代传统供电组合(变频+组合电磁起动器+照明综合保护器)，将工业物联网、云计算、智能装备等与现代煤炭开发深度融合，可与集控中心配套形成全面实时互联、动态预测、协同控制的智慧煤矿管理系统。实现煤矿采掘、运输、安全、管理等过程的智能化运转。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变频器，尤其是涉及一种用于煤矿井下工作面多功能组合式的变频起动器。
背景技术
在全国工业制造业智能化的浪潮下，煤炭行业作为我国重要的能源行业，其先进化建设直接关系我国国民经济和社会的进程。纵观煤矿行业，煤矿井下设备发展集成化、智能化、可视化是大势所趋，其次煤矿井下空间狭小，如能有一种将变频器、组合电磁起动器、照明综合保护器功能集成且外观尺寸较小的设备，这将颠覆传统煤矿井下供电、驱动设备组合模式。
实用新型内容
本实用新型提供了一种变频起动器，解决了集变频器、组合电磁起动器、照明综合保护器一体的问题，其技术方案如下所述：
一种变频起动器，包括依次连接的工频控制腔室、逆变腔室和整流腔室，背面对应设置有工频水冷板、逆变侧水冷板和整流侧水冷板，所述工频控制腔室用于4路3300V工频回路控制及检测；所述逆变腔室用于1路逆变回路检测、控制及输出；所述整流腔室用于交流电整流为直流电，高压电源转化为控制电，为变频起动器内部器件提供电源；在工频控制腔室下方设置有辅助工频控制腔，用于1140V工频和127V工频检验及控制。
所述工频控制腔室内，包括控制线接线腔室、电压工频输出、隔离开关、输入电源接口；所述控制线接线腔室，设置有变频起动器内部的PLC主控器和工频控制模块中的信号接口；所述电压工频输出包括127V工频输出、1140V工频输出、四路3300V工频、变频输出回路，各个电压工频输出之间通过隔离开关分开，所述电压工频输出通过接入电源，对应设置有三个输入电源接口。
所述整流腔室设置有依次连接的过压抑制模块、整流连接母排、预充电单元，所述过压抑制模块，在变频回路母线电压值高于保护值后由PLC主控器控制投入母线进行抑制电压上升；所述整流连接母排，用于将整流腔室的整流单元和逆变腔室的逆变单元连接；所述预充电单元用于减少充电电流冲击，母线电压达到标准值后由PLC主控器控制预充电单元断开，吸合逆变腔室的真空接触器单元。
所述逆变腔室设置有逆变主控器、主控电源箱和电压采样模块，所述逆变主控器与PLC主控器之间进行485通讯，并接收电压采样模块的信号，通过光纤与逆变腔室的逆变单元连接，控制逆变单元中IGBT导通；所述主控电源箱为逆变主控器、电压采样模块、逆变单元提供电源；所述电压采样模块将检测的电压信号转化为电流信号给逆变主控器，与逆变单元连接，检测输出电压和母线电压值。
所述辅助工频控制腔中，设置有127V工频启停复位试验旋钮、127V工频隔离开关、1140V-1工频启停旋钮、1140V-2工频启停旋钮，用于实现127V回路、1140-1工频回路、1140V-2工频回路的控制。
所述辅助工频控制腔内部，设置有127V照明回路综合保护器、1140V-1工频接触器、1140V-1工频漏电检测单元、1140V-1工频电流检测单元、127V工频接触器、127V工频电流检测单元；所述127V照明回路综合保护器与127V工频接触器连接，控制其开关，并与工频电流检测单元连接，接收其检测的电流信号；所述1140V-1工频接触器与1140V-1工频漏电检测单元相连接，实现对外输出1140V工频电源；所述1140V-1工频电流检测单元，用于检测1140V-1工频三相线的电流值。
所述辅助工频控制腔内部，设置有1140V-2工频漏电检测单元、1140V-2工频接触器、1140V-2工频电流检测单元，所述1140V-2工频漏电检测单元和1140V-2工频接触器相连接，实现对外输出1140V工频电源；所述1140V-2工频电流检测单元用于检测1140V-2工频三相线的电流值。
所述变频起动器的PLC主控器，设置有CX8000系列PLC，所述CX8000系列PLC通过内部E-bus总线直接连接有EL6021、EL6022、两块EL6731，一块EL6731与BK5150模块连接，BK5150通过内部K-bus总线后面直接连接KL1408、KL2408、KL3464模块；另一块EL6731连接到接线腔，外部通讯备用；所述EL6021模块自带一路485端口，用于逆变控制器通讯使用，所述EL6022模块自带两路485端口，用于备用通讯使用。
所述工频控制腔室设置有工频控制模块，用于工频1140V、127V回路控制及保护；与1140V-1工频漏电检测单元、1140V-2工频漏电检测单元连接，接收漏电信号，并控制其投入检测时间；与辅助工频控制腔内部的1140V-1工频接触器、1140V-2工频接触器控制线圈连接，控制启停。
所述变频起动器，通过将煤矿井下变频软起、3300V/1140V工频供电、照明综合保护器等功能集成，并且尺寸与传统变频器一致，完美解决煤矿井下供电及驱动设备组合繁琐、各设备通讯协议不同等问题，缩短设备摆放空间的同时，减少因铺设电缆产生的浪费和工人重复劳动。
本实用新型具有以下优点：
(1)相比传统供电组合(变频+组合电磁起动器+照明综合保护器)简化设备布局；
(2)减轻设备管理人员负担，易于检修和维护；
(3)实现煤矿采掘、运输、照明等过程的智能化运转；
(4)将工业物联网、云计算、大数据、智能装备等与现代煤炭开发深度融合，形成全面感知、实时互联、动态预测、协同控制的智慧煤矿管理系统；
(5)完全代替电磁起动器，在使用原高低速电机基础上，省去高低速电机一根动力电缆，节省铺设电缆使用数量。
附图说明
图1是所述变频起动器的正面外观示意图；
图2a是是变频起动器输出侧示意图；
图2b是变频起动器输入侧示意图；
图3是所述变频起动器的背面外观示意图；
图4a是所述整流腔室的左侧示意图；
图4b是所述整流腔室的右侧示意图；
图5a是所述逆变腔室2的左侧示意图；
图5b是所述逆变腔室2的右侧示意图；
图6是所述整流水冷板图；
图7a是所述辅助工频控制腔的前面板内侧示意图；
图7b是所述辅助工频控制腔的前面板外侧示意图；
图7c是所述图7a的A-A剖面示意图；
图8a是所述辅助工频控制腔7内部的示意图；
图8b是所述辅助工频控制腔7内部的示意图；
图9是所述变频起动器的内部布局示意图；
图10a是逆变水冷板的示意图；
图10b是逆变腔前门的示意图；
图11是工频腔前门示意图；
图12是所述控制线接线腔室的内部示意图；
图13是所述变频起动器的冷却示意图；
图14是所述逆变回路真空接触器单元的位置示意图；
图中：1-工频控制腔室；2-逆变腔室；3-显示屏；4-电源指示窗；5-急停按钮；6-整流腔室；7-辅助工频控制腔；8-控制线接线腔室；9-127V工频输出；10-1140V工频输出；11-第一3300V工频；12-第二3300V工频；13-第三3300V工频；14-第四3300V工频；15-变频输出回路；16-第二隔离开关摇臂；17-第三隔离开关摇臂；18-第三输入电源；19-第二输入电源；20-隔爆排水口；21-第一输入电源；22-第一隔离开关摇臂；23-整流侧水冷板；24-逆变侧水冷板；25-工频水冷板；26-过压抑制模块；27-整流连接母排；28-预充电单元；29-第一隔离开关；30-第二隔离开关；31-第三隔离开关；32-逆变主控器；33-主控电源箱；34-电压采样模块；35-整流单元；36-除湿模块；37-127V工频启停复位试验旋钮；38-127V工频隔离开关；39-1140V-1工频启停旋钮；40-1140V-2工频启停旋钮；41-127V照明回路综合保护器；42-1140V-1工频接触器；43-1140V-1工频漏电检测单元；44-1140V-1工频电流检测单元；45-127V工频接触器；46-127V工频电流检测单元；47-1140V-2工频漏电检测单元；48-1140V-2工频接触器；49-1140V-2工频电流检测单元；50-3300V工频控制腔室；51-逆变回路腔室；52-电源输入及整流腔室；53-辅助工频腔室；54-PLC主控器；55-逆变单元；56-工频控制模块；57-端子排；58-RJ45接口；59-光纤接口；60-冷却单元进水口；61-电动球阀3；62-电动球阀2；63-电动球阀1；64-3300V变1140V变压器；65-3300V变127V变压器；66-逆变输出滤波单元；67-逆变回路真空接触器单元；68-充电总成；69-控制电总成。
具体实施方式
如图1所示，所述变频起动器，包括依次连接的工频控制腔室1、逆变腔室2和整流腔室6，在工频控制腔室1下方设置有辅助工频控制腔7，所述整流腔室6设置有显示屏3、电源指示窗4和急停按钮5。
所述工频控制腔室1，用于4路3300V工频回路控制及检测。
所述逆变腔室2，用于1路逆变回路检测、控制及输出。
所述整流腔室6，用于交流电整流为直流电，高压电源转化为控制电，为变频起动器内部器件提供电源。
所述辅助工频控制腔7，用于1140V工频和127V工频检验及控制。
如图2a和图2b所示，在工频控制腔室1内，包括控制线接线腔室8、电压工频输出、隔离开关、输入电源接口，所述电压工频输出包括127V工频输出9、1140V工频输出10、3300V工频、变频输出回路15，所述3300V工频设置有四个输出接口，分别是第一3300V工频11、第二3300V工频12、第三3300V工频13和第四3300V工频14。
各个电压工频输出之间通过隔离开关分开，所述隔离开关包括第一隔离开关29、第二隔离开关30、第三隔离开关31，并设置有相应的第三隔离开关摇臂17、第二隔离开关摇臂16、第一隔离开关摇臂22，所述电压工频输出通过接入电源，对应设置有三个输入电源接口，分别是第一输入电源21、第二输入电源19和第三输入电源18，并设置有隔爆排水口20。
其中，各部件的功能和连接描述如下：
所述控制线接线腔室8，将变频起动器内部的PLC主控器54和工频控制模块56中的信号接口连接到控制线接线腔室，其中包括变频状态、工频状态、球阀控制、启动先导等控制端口。
所述127V工频输出9，内部与3300V变127V变压器65连接，然后经127V照明回路综合保护器41对回路进行检测保护，通过127V工频接触器45控制输出。
所述1140V工频输出10，内部与3300V变1140V变压器64连接，用于对外输出1140V工频电源。
所述第一3300V工频11，与隔离开关30连接，中间经3300V工频控制腔室的检测线路进行保护。
所述第二3300V工频12，与隔离开关30连接，中间经3300V工频控制腔室的检测线路进行保护。
所述第三3300V工频13，与隔离开关31连接，中间经3300V工频控制腔室的检测线路进行保护。
所述第四3300V工频14，与隔离开关31连接，中间经3300V工频控制腔室的检测线路进行保护。
所述变频输出回路15，与逆变单元55连接，用于对外输出逆变电源。
所述第一隔离开关摇臂22，用于控制第三隔离开关31。
所述第二隔离开关摇臂16，用于控制第二隔离开关30；
所述第三隔离开关摇臂17，用于控制第一隔离开关29；
所述第一输入电源21，通过电缆与内部隔离开关31相连接，用于电源输入。
所述第二输入电源19，通过电缆与内部隔离开关30相连接，用于电源输入。
所述第三输入电源18，通过电缆与内部隔离开关29相连接，用于电源输入。
所述隔爆排水口20，通过水管与除湿模块36连接，用于排除冷却水。
这样，所述变频起动器集成了1路3300V变频输出、4路3300V工频输出、2路1140V工频输入、集成1路127V照明控制回路。四路3300V工频(11、12、13、14)，两路可为采煤机供电(11、13)，配置采煤机专用输出电缆连接器；另外两路为普通工频回路(12、14)，可为破碎机、转载机等供电。为保护供电对象，工频回路具有漏电闭锁、缺相、短路、三相不平衡、过压、欠压、过载等保护功能，其中过载具有反时限保护功能。两路1140V工频(10)，可满足煤矿井下辅助电机供电，如清水泵、油泵等。保护功能与3300V工频一致。
所述变频起动器符合MT/T1123-2011矿用隔爆型照明信号综合保护装置行业标准，并由照明综合保护器模块41进行独立控制，变频或3300V/1140V工频故障时，仍可保障照明独立供电。保护方面有照明短路保护、信号短路保护、在线漏电、漏电闭锁、过压、欠压、过载等功能。
如图3所示，所述变频起动器的工频控制腔室1、逆变腔室2和整流腔室6，背面对应设置有工频水冷板25、逆变侧水冷板24和整流侧水冷板23。
所述工频水冷板25，内部有水道，通过外部冷却水带走腔内热量，达到散热的效果。
所述逆变侧水冷板24，逆变回路的功率模块安装于水冷板上，内部有水道，通过外部冷却水带走功率模块热量，达到散热的效果。
所述整流侧水冷板23，整流回路的整流模块安装于水冷板上，内部有水道，通过外部冷却水带走整流模块热量，达到散热的效果。
如图4a和图4b所示，所述整流腔室6设置有过压抑制模块26、整流连接母排27、预充电单元28、第四隔离开关29、第五隔离开关30、第六隔离开关31。
所述过压抑制模块26，与整流连接母排27连接，变频回路母线电压值高于保护值后由PLC主控器54控制投入母线进行抑制电压上升。
所述整流连接母排27，用于将整流单元35和逆变单元55连接起来。
所述预充电单元28，连接整流连接母排27，用于减少充电电流冲击，通过小电流进行充电后，母线电压达到标准值后由PLC主控器54控制预充电单元断开，吸合如图14所示的逆变回路真空接触器单元67。
所述第四隔离开关29，隔离开关29后级连接整流单元35，将输入的交流电经整流为直流电，在供给逆变单元55。
所述第五隔离开关30，隔离开关30后级连接两路3300V工频，用于供电。
所述第六隔离开关31，隔离开关31后级连接2路3300V工频、1个3300V变1140V变压器64和1个3300V变127V变压器65。
如图5a和图5b所示，所述逆变腔室2设置有逆变主控器32、主控电源箱33和电压采样模块34。
所述逆变主控器32，与PLC主控器54之间进行485通讯，并接收电压采样模块34的信号用于闭环控制，通过光纤与逆变单元55连接，控制逆变单元中IGBT导通。
所述主控电源箱33，与电压采样模块34连接，为其提供±15V直流电源；与逆变主控器32连接，为其提供+24V、±15V、+5V直流电源；与逆变单元55连接，为其提供+24V直流电源。
所述电压采样模块34，由主控电源箱33提供±15V直流电源；与逆变主控器32连接，将检测的电压信号经模块转化为电流信号给逆变主控器32；与逆变单元55连接，检测输出电压和母线电压值；
如图6所示，所述整流侧水冷板23包括包括整流单元35和除湿模块36。
所述整流单元35，前级与逆变回路真空接触器单元连接，后级与逆变单元55连接，将输入的交流高压电整流为直流电。
所述除湿模块36，与PLC主控器54之间连接，PLC主控器54控制器投入，该模块投入后内部半导体制冷片工作，通过冷凝原理将腔体内空气中水分凝结成水珠，在通过内部集水槽将水导出到隔爆排水口20。
如图7a、图7b和图7c所示，所述辅助工频控制腔7中，设置有127V工频启停复位试验旋钮37、127V工频隔离开关38、1140V-1工频启停旋钮39、1140V-2工频启停旋钮40。
所述127V工频启停复位试验旋钮37，与工频控制模块56连接，实现127V回路启动、复位、试验操作。
所述127V工频隔离开关38，与3300V变127V变压器65连接，用于实现127V回路电气隔离。
所述1140V-1工频启停旋钮39，与工频控制模块56连接，用于实现1140-1工频回路启动和停止操作。
所述1140V-2工频启停旋钮40，与工频控制模块56连接，用于实现1140-2工频回路启动和停止操作。
如图8a所示，所述辅助工频控制腔7内部，设置有127V照明回路综合保护器41、1140V-1工频接触器42、1140V-1工频漏电检测单元43、1140V-1工频电流检测单元44、127V工频接触器45、127V工频电流检测单元46。
所述127V照明回路综合保护器41，与PLC主控器54之间进行485通讯，接收PLC主控器54控制指令；与127V工频接触器45连接，控制其开关；与工频电流检测单元46连接，接收其检测的电流信号。
所述1140V-1工频接触器42，与3300V变1140V变压器连接，有工频控制模块56控制开关，实现对外输出1140V工频电源。
所述1140V-1工频漏电检测单元43，与1140V-1工频接触器42连接，检测其中一相电流绝缘状态，如绝缘异常将输出反馈信号给工频控制模块56，从而实现其保护作用。
所述1140V-1工频电流检测单元44，1140V-1工频三相线穿过1140V-1工频电流检测单元44，用于检测电流值，再通过与工频控制模块56之间CAN通讯发送电流值到CAN总线上。
所述127V工频接触器45，接收127V照明回路综合保护器41信号进行开关操作，输出127V工频电源。
所述127V工频电流检测单元46，检测127V工频线路电流值，发送电流信号给127V照明回路综合保护器41，用于127V工频保护。
如图8b所示，所述辅助工频控制腔7内部，还设置有1140V-2工频漏电检测单元47、1140V-2工频接触器48、1140V-2工频电流检测单元49。
所述1140V-2工频漏电检测单元47，与1140V-2工频接触器48连接，检测其中一相电流绝缘状态，如绝缘异常将输出反馈信号给工频控制模块56，从而实现其保护作用。
所述1140V-2工频接触器48，与3300V变1140V变压器连接，有工频控制模块56控制开关，实现对外输出1140V工频电源。
所述1140V-2工频电流检测单元49，1140V-2工频三相线穿过1140V-2工频电流检测单元49，用于检测电流值，再通过与工频控制模块56之间CAN通讯发送电流值到CAN总线上。
图8a和图8b是两个安装板，分别安装的不同器件。
如图9所示，所述变频起动器的内部布局示意图对应有：3300V工频控制腔室50、逆变回路腔室51、电源输入及整流腔室52、辅助工频腔室53。
如图10a所示，所述逆变水冷板，包括逆变单元55。
所述逆变单元55用于：前级连接整流单元35整流出的直流电，后级连接变频输出回路；接收逆变主控器32控制信号，触发IGBT开关。
如图10b所示，所述逆变水冷板的逆变腔前门设置有PLC主控器54，所述PLC主控器54用于变频起动器控制，接收各器件信号进行处理和控制，与逆变主控器32之间进行485通讯，接收变频回路电压、电流及状态信号，发送启动和停止命令；与工频控制模块56之间CAN通讯，接收和发送工频各个回路数据及控制命令；与显示屏连接，发送变频起动器数据，用于显示；与除湿模块36连接，控制其投入；与127V照明回路综合保护器41之间485通讯，接收和发送127V工频回路数据和控制命令；与急停按钮5连接，接收急停反馈信号；与过压抑制模块连接，控制母线电压，防止过压故障；
变频起动器内部PLC主控器54包括CX8000系列PLC、一块EL6021、一块EL6022、两块EL6731、一块BK5150、两块KL1408、两块KL2408、一块KL3464、10路光耦板、10路继电器控制板、2块CAN隔离网桥、一块12V本安电源，按控制对象进行分离并模块化制作，相互之间采用先进的CAN总线方式进行数据交互，便于故障排查并增加模块通用性。
所述CX8000系列PLC通过内部E-bus总线直接连接EL6021、EL6022、EL6731，模块之间为快插的方式。
其中2块EL6731为CANopen模块，一块EL6731与BK5150模块连接，采用CAN通讯，BK5150通过内部K-bus总线后面直接连接KL1408、KL2408、KL3464模块；另一块EL6731连接到接线腔，外部通讯备用。
所述EL6021模块自带一路485端口，用于逆变控制器通讯使用。
所述EL6022模块自带两路485端口，用于备用通讯使用。
所述2块CAN隔离网桥分别与2块EL6731连接，通讯时实现电气隔离。
所述10路光耦板连接KL1408，实现电信号隔离。
所述10路继电器控制板连接KL2408，将DO转化为常开触点。
整个控制器以CX8000系列PLC为核心，通过拓展的EL6021、EL6022、EL6731、KL1408、KL2408、KL3464、CAN隔离网桥、10路光耦板、10路继电器控制板模块，实现变频器各个电气部件的控制及信息处理。
如图11所示，工频腔前门设置有工频控制模块56，所述工频控制模块56用于工频1140V、127V回路控制及保护，与1140V-1工频漏电检测单元43、1140V-2工频漏电检测单元连接47，接收漏电信号，并控制其投入检测时间；与1140V-1工频启停旋钮39、1140V-2工频启停旋钮40连接，接收启停信号；与1140V-1工频接触器42、1140V-2工频接触器48控制线圈连接，控制启停。
所述变频起动器除符合常规煤矿标准外，还需符合《MT/T1178-2019矿用防爆高压变频器行业标准》、《MT/T1123-2011矿用隔爆型照明信号综合保护装置行业标准》。变频起动器采用自研主板在实现基础功能基础上重点从安全性、可靠性、智能化、维护性四个方面实现如下功能：
(1)满足多种应用场景：工作面控制系统/泵站控制系统应用；
(2)具有隔离检修功能，可应用于工作面：变频一路隔离+煤机一路隔离+其余工频一路隔离；
(3)启停采煤机具有远程先导功能，驱动转载机具有联动功能；
(4)具有驱动部保护及常规工频保护功能；
(5)满足1140V及以下辅助工频回路应用；且辅助工频部分可灵活配置；
(6)具有照明综保功能；
本实用新型具有以下特点：
所述变频起动器外部第一输入电源21、第二输入电源19、第三输入电源18、变频输出回路15、第一3300V工频11、第二3300V工频12、第三3300V工频13、第四3300V工频14采用快插式矿用电缆连接器，方便连接电缆；电源经输入电缆连接器到内部隔离开关，可保障与前级移动变压器之间形成明显断点，以便于变频起动器停机检修。
所述变频起动器具有人机交互系统，通过使用一块液晶显示屏3和16键矩阵键盘组合，用户可使用矩阵键盘完成对设备所有操作及设置，显示屏具备自动存储功能，数据可连续存储1年。另变频起动器左侧配置控制线接线腔室8，可通过网线或光纤实现数据上传，控制线接线腔室8的内部(如图12)为端子排(如图12的57)和RJ45接口(如图12的58)、光纤接口(如图12的59)。
所述变频起动器的冷却方面，具备水路异常保护功能，外采用一体化冷却系统模块，直供水冷却方式，电动球阀和管路(如图13，在现场安装时放置在变频器输出电缆连接器一侧的滑靴上。图13中60是进水口，61、62、63为三个电动球阀)安装在设备上，让系统更简洁；该模块内置3个矿用电动截止阀依次给整流侧水冷、逆变一水冷板、工频水冷板供水，每个电动球阀通过4芯防爆电缆接入变频起动器接线腔，2根由内部提供24VDC电源，另2根分别接入控制点和反馈点，电动截止阀开启和关闭时阀体如未旋转至标定位置，电动截止阀反馈点发出高电平信号，反馈给PLC控制器，PLC控制器发送给显示屏提示用户检测对应位置阀体。
所述变频起动器的数据上传功能，通过光纤(光纤是通过图12的59光纤接口输出到外部)、网线(网线是通过图12的58RJ45接口输出到外部)、RS485通讯(RS485是通过图12的57端子排对外输出)与上位机连接，将各个变/工频回路运行状态、电流、转速(变频)、转矩(变频)、功率及各腔室温度等数据上传。
所述变频起动器具有智能调速功能，智能调速是通过PLC控制器中的KL3464模块作为外部信号接收，通过KL3464进行信号转化为模拟量信号，经过PLC处理后自动实现调速，对变频起动器设定目标值，只需连接外部模拟量输入型传感器，变频起动器通过模拟量接收单元，换算为实时值，在通过PID计算进行自动调节输出转速，已达到目标值。
所述变频起动器的智能除湿模块36，安装于整流侧水冷板下方，通过湿度传感器检测腔体内湿度，然后跟设定湿度值进行对比，高于设定值除湿模块自动工作，利用半导体制冷片形成温差，腔体内空气中水份预冷凝结到水珠收集铝板上，水珠依靠重力下流至集水槽中，集水槽收集水珠后通过隔爆型排水口将水分慢慢排除，从而达到降低腔体内湿度的效果；如排水口堵塞导致冷凝水无法排除，模块内置一体式单点光电式液位传感器检测到水位异常，反馈信号到PLC，PLC发送警报到显示屏提示用户应停机检查排水口。
所述变频起动器的过压抑制模块54，安装于整流侧腔左侧，主要包括一块IGBT、2根3KΩ/1KW电阻、2块驱动板、一块光电转换板及散热风扇，光电转换板连接驱动板光接收口，驱动板连接IGBT门极和发射极，IGBT的集电极和发射极连接3KΩ/1KW电阻。工作原理是光电转换板接收PLC控制信号后，将电信号转化为信号发送给驱动板光接收口，驱动板控制IGBT集电极和发射极导通，将3KΩ/1KW电阻连接到母线上，实现启动瞬间抑制电压的作用。由PLC控制其投入，控制逻辑为PLC接收到逆变主控器检测母线电压值，在逆变启动时计时4秒，如电压值高于保护值则通过驱动IGBT集电极和发射极导通，分别让2份电阻投入母线，已达到抑制变频回路启动瞬间电压尖峰的效果，同时启动散热风扇给电阻散热。
所述变频起动器绝缘检测无盲点，变频器起动器内配有分时绝缘检测模块(图5b的模块34带有漏电闭锁检测模块，可以满足绝缘检测功能，可实现绝缘检测无盲点)，以满足绝缘检测无盲点，符合煤矿绝缘检测标准；常规情况下一条线路中只能同时存在一个绝缘检测模块，而当前移变和变频起动器都有各自的绝缘检测装置，在初期调试时往往会甩掉一个，这样缺点就是不能检测移变-变频起动器-电机整条线路绝缘状态。依据分时检测技术原理，将模块控制点串入主接触器常闭触点，①主接触器断开时，以主接触器断开点为界，断开点到移变之间线路由移变进行检测，断开点之后到电机之间线路由变频起动器配套的绝缘检测单元进行检测，②主接触器闭合后，分时绝缘检测模块控制变频起动器绝缘检测单元断开，整条线路由移变进行绝缘检测。
所述变频起动器具有过载预警功能，过载预警功能是通过PLC将采集的转矩、电流、转速值进行计算后，控制输出常开点，常开点在控制接线腔内端子排上，参见图12的标号57，通过设定负载电机过载阈值，变频起动器启动后实时检测电机电流数值，除常规反时限保护外，当达到过载阈值，变频器将过载预警信号通过数据上传发送给上位机并将状态输出到接线腔反馈点。
所述变频起动器具有关键器件温度实时监控功能，变频起动器内置多个温度传感器，分别安装在整流水冷板、逆变一水冷板、工频水冷板、整流腔体、逆变一腔体、工频腔体、1140V工频变压器、127V工频变压器、控制电变压器、除湿模块；监控各水冷板温度用于整流模块、逆变单元温度，防止器件超温损坏；监控各腔体温度用于实时采集各腔体情况，出现异常时提前报警提醒；监控1140V、127V工频及控制电变压器温度用于实时检测状态，防止过温；监控除湿模块用于判断除湿模块内半导体制冷片状态，如出现故障或散热不良时，根据温度趋势做出故障判断。
工频控制方式用户可选择近控旋钮(37、38、40)、远控先导、远控CAN进行启停操作，以满足用户各种工装下不同安装位置的使用。
Claims (8)
1.一种变频起动器，其特征在于：包括依次连接的工频控制腔室(1)、逆变腔室(2)和整流腔室(6)，背面对应设置有工频水冷板(25)、逆变侧水冷板(24)和整流侧水冷板(23)，所述工频控制腔室(1)用于4路3300V工频回路控制及检测；所述逆变腔室(2)用于1路逆变回路检测、控制及输出；所述整流腔室(6)用于交流电整流为直流电，高压电源转化为控制电，为变频起动器内部器件提供电源；在工频控制腔室(1)下方设置有辅助工频控制腔(7)，用于1140V工频和127V工频检验及控制。
2.根据权利要求1所述的变频起动器，其特征在于：所述工频控制腔室(1)内，包括控制线接线腔室(8)、电压工频输出、隔离开关、输入电源接口；所述控制线接线腔室(8)，设置有变频起动器内部的PLC主控器(54)和工频控制模块(56)中的信号接口；所述电压工频输出包括127V工频输出(9)、1140V工频输出(10)、四路3300V工频、变频输出回路(15)，各个电压工频输出之间通过隔离开关分开，所述电压工频输出通过接入电源，对应设置有三个输入电源接口。
3.根据权利要求2所述的变频起动器，其特征在于：所述整流腔室(6)设置有依次连接的过压抑制模块(26)、整流连接母排(27)、预充电单元(28)，所述过压抑制模块(26)，在变频回路母线电压值高于保护值后由PLC主控器(54)控制投入母线进行抑制电压上升；所述整流连接母排(27)，用于将整流腔室(6)的整流单元(35)和逆变腔室(2)的逆变单元(55)连接；所述预充电单元(28)用于减少充电电流冲击，母线电压达到标准值后由PLC主控器(54)控制预充电单元(28)断开，吸合逆变腔室(2)的真空接触器单元(67)。
4.根据权利要求1所述的变频起动器，其特征在于：所述逆变腔室(2)设置有逆变主控器(32)、主控电源箱(33)和电压采样模块(34)，所述逆变主控器(32)与PLC主控器(54)之间进行485通讯，并接收电压采样模块(34)的信号，通过光纤与逆变腔室(2)的逆变单元(55)连接，控制逆变单元中IGBT导通；所述主控电源箱(33)为逆变主控器(32)、电压采样模块(34)、逆变单元(55)提供电源；所述电压采样模块(34)将检测的电压信号转化为电流信号给逆变主控器(32)，与逆变单元(55)连接，检测输出电压和母线电压值。
5.根据权利要求1所述的变频起动器，其特征在于：所述辅助工频控制腔(7)中，设置有127V工频启停复位试验旋钮(37)、127V工频隔离开关(38)、1140V-1工频启停旋钮(39)、1140V-2工频启停旋钮(40)，用于实现127V回路、1140-1工频回路、1140V-2工频回路的控制。
6.根据权利要求1所述的变频起动器，其特征在于：所述辅助工频控制腔(7)内部，设置有127V照明回路综合保护器(41)、1140V-1工频接触器(42)、1140V-1工频漏电检测单元(43)、1140V-1工频电流检测单元(44)、127V工频接触器(45)、127V工频电流检测单元(46)；所述127V照明回路综合保护器(41)与127V工频接触器(45)连接，控制其开关，并与工频电流检测单元(46)连接，接收其检测的电流信号；所述1140V-1工频接触器(42)与1140V-1工频漏电检测单元(43)相连接，实现对外输出1140V工频电源；所述1140V-1工频电流检测单元(44)，用于检测1140V-1工频三相线的电流值。
7.根据权利要求1所述的变频起动器，其特征在于：所述辅助工频控制腔(7)内部，设置有1140V-2工频漏电检测单元(47)、1140V-2工频接触器(48)、1140V-2工频电流检测单元(49)，所述1140V-2工频漏电检测单元(47)和1140V-2工频接触器(48)相连接，实现对外输出1140V工频电源；所述1140V-2工频电流检测单元(49)用于检测1140V-2工频三相线的电流值。
8.根据权利要求6所述的变频起动器，其特征在于：所述工频控制腔室(1)设置有工频控制模块(56)，用于工频1140V、127V回路控制及保护；与1140V-1工频漏电检测单元(43)、1140V-2工频漏电检测单元(47)连接，接收漏电信号，并控制其投入检测时间；与辅助工频控制腔(7)内部的1140V-1工频接触器(42)、1140V-2工频接触器(48)控制线圈连接，控制启停。
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| CN117517784A (zh) * | 2024-01-05 | 2024-02-06 | 华夏天信智能物联股份有限公司 | 一种矿用高压变频器绝缘电阻检测装置、方法及优化方法 |
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2023
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