CN2237901Y

CN2237901Y - 交流电力电子开关柜

Info

Publication number: CN2237901Y
Application number: CN 95242632
Authority: CN
Inventors: 汤仕龙; 李大福; 李弘光
Original assignee: CHONGQING HIGHER SPECIALIZED SCHOOL OF IRON AND STEEL ENGINEERING
Current assignee: CHONGQING HIGHER SPECIALIZED SCHOOL OF IRON AND STEEL ENGINEERING
Priority date: 1994-12-31
Filing date: 1994-12-31
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2004-12-31

Abstract

本实用新型涉及的电力电子开关柜包括开关柜、抽屉和位于各抽屉内的相同电路部分，电路部分包括主电路和控制电路其特征是在控制电路中采用了可编程序控制器PLC及隔离触发模块ZM3-ZM7等。本实用新型具有无触点、无噪声、功耗低、体积小、占地少、制动快等优点，适于钢铁、矿山、机械等工业企业异步电动机的重复短期快速频繁启、制动可逆运行场合。

Description

交流电力电子开关柜

本实用新型涉及交流电力设备的电子控制装置，特别是一种采用了晶闸管及可编程微型控制器的交流电力电子开关柜。

目前国内控制交流异步电动机重复短期频繁可逆运行大都采用交流接触器有触点系统。由于它存在一系列严重缺点，因而新开发的交流电力电子开关正处于推广应用阶段，目前该类产品主回路部份大同小异，差别不大，二次控制回路部分有两种类型：其一用小型继电器加简单电子电路(仍属于有触点)；其二用大量逻辑门电路、触发器、运放等元件构成无触点电路，但存在着电路复杂，抗干扰能力差，可靠性较差的不足。

本实用新型的目的在于提供一种采用了微型可编程控制器用及无触点的隔离触发模块，具有高可靠性及抗干扰能力强的结构大为简化的交流电力电子开关柜。

本实用新型的上述目的是通过这样的技术方案实现的，即本实用新型包括开关柜，抽屉和位于各抽屉内的相同电路部分，电路包括主电路和控制电路，主电路主要包括自动开关，快速熔断器，正转组晶闸管，反转组晶闸管，其中每两个单向晶闸管构成一个双向晶闸管电路；其特征在于控制电路主要包括主令控制器，可编程序控制器。隔离触发集成控制模块，每个控制模块的输出端接主器路中双向晶闸管电路中的控制极，其输入端接可编程序控制器第53脚及“正转”信号输出脚、“反转”信号输出脚及第56脚，其电源端接变压器电路，主令控制器通过可编程序控制器的输入端向其传递“正转”、“反转”和“零位”信号。可编程序控制器的制动移相触发信号输出端和续流触发信号输出端与移相控制模块ZM1连接。

本实用新型的上述结构可以通过图进一步说明。

本实用新型有如下附图：

附图1为本实用新型主电路的结构示意图；

附图2为本实用新型控制电路的结构意图。

本实用新型所提出的电力电子开关柜有四个抽屉，由于各抽屉电路相同，以下仅阐述一个抽屉内的电路，包括主电路和控制电路。

本实用新型的主电路参见图1，三相交流电路自动开关QM1和快速熔断器FU1～FU3把电源电压施加在正转组晶阐管(KP1；KP2；KP9；KP10；KP3；KP4)与反转组晶闸管(KP5；KP6；KP7；KP8；KP9；KP10)上，其中每两个单向晶阐管构成一个双向晶闸管电路，以适应功率的要求。当电动机正转时，正转组晶闸管触发导通；反之，当电动机反转时，反转组晶阐管触发导通。当电动机进行能动停车时，A相KP3，B相KP9，KP10触发导通，电源UBC为正半波时，电流经C相、KP3，电动机组W—V，经KP10触发导通，提供制动电流。电源UBC为负半周时，KP3，KP10阻断，触发KP11导通给电机绕组提供续流回路，直到制动结束。

主电路内所有晶闸管均设有RC保护。进线侧采用RC及压敏电阻(YM1—YM3)作浪涌吸收保护，快速熔断器FU1—FU3)作晶阐管。短路路保护，电压表V和电流表A分别检测电动机的线电压及线电流。电流互感器LH1—LH3分别测得三相线电流信号送保护模块ZM2(见图2)作电动机的缺相过机过流保护。信号灯XD1—XD3作直观的电源缺相指示。电组R24—R26作电机绕组能量释放的消耗。

参见图2，控制电路由主令控制器ZLK送来的“零位”、“正转”、“反转”信号分别输入给可编程序控制PLC的输入端X2；X3；X4。经过PLC软件的处理(包括组合逻辑和时序逻辑)。从Y2输出“正转”信号，Y3输出“反转”信号。当电机作能耗制动时，Y0、Y1分别输出制动移相触发信号与续流触发信号。厚膜集成模块电路ZM1作移相控制，调节K2切换R28，R29，R30调节制动强度，集成模块ZM3—ZM7作为控制电路与主回路晶阐管KP1—KP10的隔离触发控制。其中ZM3、ZM5、ZM6分别对应触发KP1、KP2、KP9、KP10、KP3、KP4正转组晶闸管；ZM4；ZM5；ZM7；分别对就触发KP5；KP6；KP9；KP10；KP7；KP8反转组晶闸管。因为B相在正所转时均需导通故ZM5；KP9；KP10在正反转时均起作用。

变压器GB1除了给PLC供电外，在能耗制动时以ZZM1模块供电起信号同步作用。变压GB2、GB3；一方面对ZM3—ZM7供电，同时对ZM2供电。ZM2模块起电动机缺相和过流保护作用。其输入信号来自主回路电流互感器LH1—LH3输出信号由端子④接PLC输入X5，RW可以调节过载电流的倍数。

本实用新型的工作原理是这样的：

主电路投入QM1自动开关，控制电路投入K1开关，主令控制器处于零(0)位，即作好电动机启动准备。

正转：主令控制器倒向正转(Z)，PLC X3输入导通，PLC Y2有输出，经二极管D1供ZM3、ZM3和ZM7三个模块工作。模块的输出对应触发主电路正转组晶闸管，电动机正向启动运行。

反转：主令控制器倒向反转(F)，PLCX3输入导通，PLC Y3有输出，同时经二极管D2供ZM4、ZM5和ZM7三个模块工作。模块的输出对应触发主电路反转组晶阐管，电动机反向启动运行。

能耗制动：当主令控制器从正转(Z)或所转(F)位置回到零位(0)进行停车，时间超过900MS则进行能耗制动。如小于900MS时又将主令控制ZLK转向原来运行方向，则电动机瞬间启动，称为点动，如小于900MS时将主令控制器ZLK转向相反方向，则先反接制动，后启动进行。

能耗制动时PLC输入X2导通，凡于PLC软件记忆电动机原来是在运行，故发出能耗制动信号，PLC输出Y0，Y1，Y4信号。其中Y0信号送ZM1，移相触发KP3晶阐管，Y4使ZM5工作，触发KP9，KP10晶闸管，UBC正半波使电动机定子绕组获得直流，产生制动磁场。KP11由于受反压不能导通。UBC负半波时KP3阻断，由于PLCY1作用使KP11导通，电动机释放电磁能KP11进行续流。制动强度可以用K2变更R8-R30调节移相进行整定。制动时间，可以用PLC的定时器整定。

电动机的缺相与过载保护由模块ZM2实现。当主回路任缺一相时，电流互感器LH1-LH3送给ZM2的电流信号也不对称，经适当延时后ZM2输出给PLCX5信号导通，切断PLC的输出，致使主回路晶闸管阻断，电机停车。同样当电动机过载电流太大(可用RW整定)，有可能损坏电动机时，由LH1-LH3送入ZM2的信号足以(经适当延时)使PLCX5导通，封锁PLC输出，主回路恢复阻断，实现过流保护，电动机停车。

本实用新型由于采用上述结构，与现有技术相比效果是非常显著的，即：

1、与传统继电接触器控制系统比较，本实用新型无触点、无机械摩损、无火花、无噪声、可靠性高、耗电省、制动快、操作频率高、一柜多抽屉、体积小、占地少。

2、与工厂现用的电力电子交流开关比较，本实用新型无触点，抗干扰能力强，可靠性高，制动快速性好，便于维修。

本实用新型适用于钢铁、矿山、机械等工业企业异步电动机的重复短期快速频繁启制动可逆运行场合。

Claims

1.一种交流电力电子开关柜，包括开关柜，抽屉和位于各抽屉内的相同电路部分，电路包括主电路和控制电路，主电路主要包括自动开关QMl，快速熔断器Ful—Fu3，正转组晶闸管(KP1、KP2；KP9；KP10；KP3；KP4)反转组晶阐管(KP5；KP6；KP9；KP10；KP7；KP8)，其中每两个单向晶阐管构成一个双向晶阐管电路；其特征在于控制电路主要包括主令控制器ZLK，可编程序控制器PLC，移相控制模块ZM1，隔离触发集成控制模块ZM3～ZM7，每个隔离触发控制模块的输出端①②脚接主回路中双向晶闸管电路中的控制极，其输入端④接PLC的第53脚，其输入端③分别与PLC的“正转”信号输出脚PY2，“反转”信号输出脚Y3及第56脚连接，其电源端⑤⑥接变压器电路BG2、BG1、主令控制器ZLK通过PLC的X2～X4输入端向其传递“正转”、“反转”“零位”信号，PLC的制动移相触发信号输出端Y0和续流触发信号输出端Y1与移相控制模块ZM1连接。