CS198459B1

CS198459B1 - Equipment for cooling thyristor controllers in environments and explosion hazards

Info

Publication number: CS198459B1
Application number: CS194477A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Smisek; Jaroslav Sindel; Vladimir Mynar
Original assignee: Stanislav Smisek; Jaroslav Sindel; Vladimir Mynar
Priority date: 1977-03-24
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1980-06-30

Abstract

Zařízení pro chlazení tyristorových regulátorů v prostředích s nebezpečím výbuchu. Vynález se týká chlazení tyristorovýoh regulátorů v prostředích s nebezpečím výbuohu, zejména tyristorových regulátorů pro pohony důlních strojů. Podstatou zařízení podle vynálezu je, že je tvořeno nevýbuěným závěrem se dvěma prostory, které jsou kanály propojeny v uzavřený cirkulační okruh, do něhož je vřazen zdroj nucené oirkulaoe. Jeden prostor nevýbuěného závěru je určen po umístění tyrištorového regulátoru nebo jeho část a ve druhém prostoru nevýbuěného závěru je vestavěn ohladič.Device for cooling thyristor regulators in explosive environments. The invention relates to the cooling of thyristor regulators in explosive environments, in particular thyristor regulators for mining machine drives. The essence of the device according to the invention is that it consists of an unexploded enclosure with two spaces, which are connected by channels into a closed circulation circuit, into which a source of forced circulation is inserted. One space of the unexploded enclosure is designated for the placement of the thyristor regulator or its part, and a cooler is built into the second space of the unexploded enclosure.

Description

(54) Zařízení pro chlazení tyristorovýoh regulátorů v prostředích a nebezpečím výbuchu(54) Equipment for cooling thyristor controllers in environments and explosion hazards

Zařízení pro chlazení tyristorových regulátorů v prostředích s nebezpečím výbuchu.Equipment for cooling thyristor controllers in potentially explosive atmospheres.

Vynález se týká chlazení tyristorovýoh regulátorů v prostředích s nebezpečím výbuohu, zejména tyristorových regulátorů pro pohony důlních strojů.The invention relates to the cooling of thyristor controllers in potentially explosive atmospheres, in particular thyristor controllers for mining machine drives.

Podstatou zařízení podle vynálezu je, že je tvořeno nevýbuěným závěrem se dvěma prostory, které jsou kanály propojeny v uzavřený cirkulační okruh, do něhož je vřazen zdroj nucené oirkulaoe. Jeden prostor nevýbuěného závěru je určen po umístění tyrištorového regulátoru nebo jeho část a ve druhém prostoru nevýbuěného závěru je vestavěn ohladič.The principle of the device according to the invention is that it consists of a non-explosive enclosure with two spaces, which are interconnected by channels in a closed circulation circuit, into which a forced air circulation source is inserted. One non-explosion-proof enclosure is designed after the thyristor regulator or a part thereof is placed, and the second non-explosion-enclosed enclosure has a built-in cooler.

198 459198 459

Vynálezem je zařízení pro chlazení tyristorovýoh regulátorů v prostředíoh s nebezpečím výbuohu, zejména pro pohony důlních strojů.The invention is a device for cooling thyristor controllers in potentially explosive atmospheres, in particular for mining machine drives.

Regulace pohonů strojů pracujících v prostředích s nebezpečím výbuohu je za dosvadního stavu prováděna nej častěji hydraulickými zařízeními a je možná i zařízeními elektrickými. Regulace prováděná hydraulickými zařízeními je značně složitá, je náročné na přesnost a pracnost výroby a je častým zdrojem poruch v provozu, které se projevují ve svých důsledcích v prostojích strojů, které jsou těmito zařízeními vybaveny. Z těohto důvodů jsou kladeny na jejioh údržbu zvýšené nároky. Zanedbatelný není rovněž potřebný prostor, který zabírají zařízení hydraulické regulace v poměru k prostoru ostatníoh celků strojů. Z hlediska provozní i obecné bezpečnosti je nevýhodný velký obsah oleje, kterého se u hydrauliokýoh zařízení používá jako provozního média. Dosavadní regulace otáček u elektrických pohonů v prostředí s nebezpečím výbuchu se provádí jednak s použitím stejnosměrných motorů a jednak trojfázovýoh asynchronních elektromotorů s kotvou kroužkovou. Použití stejnosměrných motorů je dosud pouze v experimentálním stádiu, přičemž jeho rozšíření brání složitost a cena vlastních elektromotorů a zejména nedostupnost vhodného zařízení pro jejioh regulaci. Regulace otáček s použitím trojfázovýoh asynchronních elektromotorů s kotvou kroužkovou není dokonalá pro svůj malý rozsah, nepřesnost regulace a nízkou účinnost. Z těchto důvodů se použití obou uvedených způsobů regulace elektrických pohonů u důlních pracovních strojů nerozšířilo. Zmíněné nevýhody nemá tyristorová regulace, kterou je možno použít u pohonů s trojfázovými elektromotory s kotvou nakrátko a její zařízení je možno umístit mimo poháněný stroj nezávisle na jeho pracovní poloze a pohybu. Za současných technických podmínek není tyristorová regulace použitelná do prostředí s nebezpečím výbuchu, protože by musela být umístěna v nevýbušném závěru, který s ohledem na neprodyšnost nedovoluje potřebný obvod tepla, což vede ke zvyšování teploty prostředí uvnitř závěru. Správná funkce tyristorovýoh regulátorů však vyžaduje nepřekročení přípustné teploty prostředí, zpravidla nad 40 °C. Překročení přípustné teploty způsobuje selhávání funkoe tyristorovýoh regulátorů. Z tohoto důvodu nedošlo zatím k jejioh využití pro regulaci otáček pohonů strojů, pracujících v prostředí s nebezpečím výbuohu.The drives of machines operating in potentially explosive atmospheres are most often controlled by hydraulic devices in the aftermath, and possibly also by electrical devices. Control by hydraulic devices is complex, demanding in terms of manufacturing precision and labor, and is a frequent source of operational failures that result in machine downtime. For these reasons, increased maintenance is required. Also, the space required by the hydraulic control devices in relation to the space of the other machine units is not negligible. From the point of view of operational and general safety, the high oil content, which is used as an operating medium in hydraulic equipment, is disadvantageous. The current speed control of electric drives in potentially explosive atmospheres is carried out using DC motors as well as three-phase asynchronous electric motors with ring anchor. The use of DC motors is still only in an experimental stage, its expansion being hampered by the complexity and cost of the electric motors themselves, and in particular by the unavailability of a suitable device for its regulation. Speed control using three-phase asynchronous electric motors with annular armature is not perfect due to its small range, inaccuracy of regulation and low efficiency. For these reasons, the use of both of these methods of electric drive control in mining working machines has not been widespread. The mentioned disadvantages have no thyristor control, which can be used in drives with three-phase electric motors with short armature and its equipment can be placed outside the driven machine independently of its working position and movement. Under current technical conditions, thyristor control is not applicable to explosive atmospheres as it would have to be placed in an explosion-proof enclosure which, due to its airtightness, does not allow the necessary heat circuit, leading to an increase in ambient temperature inside the enclosure. However, the correct operation of thyristor controllers requires that the permissible ambient temperature is not exceeded, usually above 40 ° C. Exceeding the permissible temperature will cause the funcoe thyristor regulators to fail. For this reason, it has not yet been used for speed control of drives operating in potentially explosive atmospheres.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny zařízením pro chlazení tyristorových regulátorů v prostředíoh s nebezpečím výbuohu podle vynálezu. Jeho podstatou je, že je tvořeno nevýbuěným závěrem se dvěma prostory, propojenými kanály v uzavřený cirkulační okruh vhodného média, do něhož je vřazen zdroj nucené cirkulace. Jeden prostor nevýbušného závěru je Upraven pro umístění tyristorového regulátoru a ve druhém prostoru nevýbušného závěru je vestavěn chladič. Podstatou tohoto zařízení je rovněž to, že chladič je opatřen jednak vnitřními průtokovými kanály, jimiž je veden uvnitř nevýbušného závěru uzavřený cirkulační okruh vhodněho média a jednak vnějšími průtokovými kanály chladíoího média, odvádějícího teplo mimo nevýbuěný závěr.These disadvantages are overcome by the device for cooling the thyristor controllers in an explosive atmosphere according to the invention. Its essence is that it consists of an explosion-proof enclosure with two spaces interconnected by channels in a closed circulation circuit of a suitable medium into which a forced circulation source is inserted. One explosion-proof enclosure is adapted to accommodate a thyristor controller and a cooler is built in the other explosion-proof enclosure. It is also an object of the device that the cooler is provided on the one hand with internal flow channels through which a closed circulation circuit of a suitable medium is guided inside the explosion-proof enclosure and on the other hand with external coolant flow channels dissipating heat outside the non-explosive enclosure.

Zařízením podle vynálezu se dosahuje možnosti využití tyristorová regulace elektrických pohonů v prostředí s nebezpečím výbuohu v širokém rozsahu otáček na žádaný kroutící moment, a to jak u pohonů na stejnosměrný, tak i střídavý proud, především však u trojfá198 459 zovýoh asynohronníoh elektromotorů a kotvou nakrátko, jejichž používání je v prostředí s nebezpečím výbuchu převažující. Zařízení podle vynálezu umožní náhradu dosavadní hydraulioká regulaoe, při dosažení plynulá nebo jinak programově řízená regulaol otáček ve větěím rozsahu, a tím snížení požadavků na přesnost a pracnost výroby praoovníoh strojů. Vyloučením hydraulioká regulaoe se zároveň umožní vyloučení, z hlediska požáru nebezpečnýoh velkých množství oleje v důlním provozu. Zařízení podle vynálezu umožňuje použití regulace, která je ovládána výlučně elektrloky, a proto může být umístěna mimo praoovní stroj nezávisle na jeho poloze a pohybu a přitom může být řízena jednak dálkově a jednak automaticky. Umístěním regulaoe mimo praoovní stroj se dosáhne zmenSení jeho rozměru a hmotnosti. Použitelnost zařízení podle vynálezu k otáčková regulaci pohonů s asynchronními motory s kotvou nakrátko nevyžaduje úpravy vlastních pohonů, přičemž umožňuje použití regulace i tam, kde to dosud nebylo možná, čímž se dosáhne zlepšení parametrů poháněných strojů.The device according to the invention achieves the possibility of using thyristor control of electric drives in a potentially explosive atmosphere in a wide range of revolutions for the required torque, both in direct and alternating current drives, especially in three-phase asynchronous electric motors and short-circuit anchors. whose use is predominant in an explosive atmosphere. The device according to the invention makes it possible to replace the existing hydraulic control, when a continuous or otherwise program-controlled speed control is achieved to a greater extent, thereby reducing the requirements for precision and labor intensive production of the machine. By eliminating the hydraulic control, large quantities of oil in the mine operation can be eliminated from the point of view of fire. The device according to the invention permits the use of a control which is exclusively operated by the electroblocks and can therefore be placed outside the machine, independently of its position and movement, while being controlled both remotely and automatically. Placing the control outside the machine will reduce its size and weight. The applicability of the device according to the invention to the speed control of the drives with asynchronous squirrel-cage motors does not require modifications of the drives themselves, and allows the use of control even where this has not been possible so far, thus improving the parameters of the driven machines.

Připojený výkres znázorňuje schematicky v nárysném pohledu příkladná provedení zařízení podle vynálezu.The attached drawing shows schematically in a side view exemplary embodiments of the device according to the invention.

Zařízení je tvořeno nevýbuSným závěrem 1, ohraničujíoím dva prostory 2, 2» které jsou pomooí kanálů 4 propojeny tak, že uvnitř nevýbuěného závěru 1 je vytvořen uzavřený oirkulační okruh 5 primárního ohladíoího mádla, s výhodou vzduehu, jehož proudění zajišťuje zdroj 6 nuoená clrkulaoe, například ventilátor. Prostor 2 nevýbuěného závěru 1 je uspořádán tak, že je do něho vestavěn tyristopový regulátor 2, uzpůsobený pro ohlazení uzavřeným cirkulačním okruhem 2 primárního ohladíoího média. V prostoru J je vestavěn chladič 8, provedený s výhodou jako výměník tepla mezi uzavřeným cirkulačním okruhem 2 primárního ohladíoího média, proudícího vnitřními průtokovými kanály jl, kterými je ohladič 8 vybaven a vnějším okruhem 11. s výhodou otevřeným, sekundárního ohladíoího média, například vzduohu, který odvádí sdílené teplo nevýbušný závěr 1 tím, že proudí vnějšími průtokovými kanály 10 ohladiče 8. Konstrukoe chladiče 8 je uzpůsobena tak, že přepážky mezi jeho vnitřními průtokovými kanály 2 ^a vnějšími průtokovými kanály 10 jsou součástí nevýbušného závěru 2· Pod nevýbušným závěrem i se rozumí takový způsob krytí elektriokýoh zařízení a ostatních zdrojů vysokých teplot, které zabrání přenosu vznětová inloiaoe do okolního prostoru, vyznačeného určitým stupněm nebezpečí výbuohu.The device consists of an explosion-proof enclosure 1, enclosing two spaces 2, 2 which are interconnected by means of channels 4 such that a closed circulation circuit 5 of a primary smoothing handrail is formed within the non-explosive enclosure 1, preferably a distance provided by a source 6. ventilator. The space 2 of the non-explosive enclosure 1 is arranged such that a thyristop regulator 2 adapted to be flushed through the closed circulation circuit 2 of the primary smoothing medium is incorporated therein. A cooler 8, preferably designed as a heat exchanger between the closed circulation circuit 2 of the primary smoothing medium flowing through the internal flow channels 11 through which the smoother 8 is equipped and an external circuit 11, preferably an open, secondary smoothing medium, e.g. The heat sink 8 is designed such that the bulkheads between its inner flow channels 2 ^{and the} outer flow channels 10 are part of the explosion-proof enclosure 2. such a method of covering electrical appliances and other high-temperature sources that prevents the transmission of diesel inloiao to the surrounding area, indicated by a certain degree of explosion hazard.

Ztrátové teplo, která se vyvíjí v tyristorovém regulátoru 2 je sdíleno do primárního ohladíoího mádla, proudíoího nuoeně v uzavřeném oirkulačním okruhu 2 tak, že tento je zčásti veden speoiálními kanály tyrlstorového regulátoru 2» Ohřáté primární chladíoí médium proudí jedním z kanálů 4 do vnltřníoh průtokovýoh kanálů 2 ohladiče 8. V chladiči 8 se primární ohladíoí médium oohlazuje sdílením tepla do sekundárního ohladíoího média, proudíoího vnějším okruhem 11. kterým je teplo odváděno mimo nevýbušný závěr 1· Oohlazené primární ohladíoí médium proudí druhým z kanálů 4 opět k tyristorovému regulátoru 2« Proudění v uzavřeném cirkulačním okruhu 2 zajišťuje zdroj 6 nuoené clrkulaoe. Proudění ve vnějším okruhu 11 zajišťuje libovolný vhodný zdroj.The heat loss that develops in the thyristor regulator 2 is shared to the primary smoothing bar, flowing through the closed circulation circuit 2 so that it is partially guided through the speoial channels of the thyristor regulator 2. In cooler 8, the primary smoothing medium is quenched by heat transfer to a secondary smoothing medium flowing through the external circuit 11 through which heat is dissipated outside the explosion-proof enclosure 1. The cooled primary smoothing medium flows through the other of channels 4 again to the thyristor regulator 2. the closed circulation circuit 2 is provided by a source 6 of a new air circulation. The flow in the outer circuit 11 is provided by any suitable source.

198 459198 459

Zařízení lze použít ke chlazení tyristorových regulátorů, umísťovaných do proatředí a nebezpečím výbuchu. Může proto nalézt uplatnění v dolech, plynárenství, chemickém průmyslu, ale i v dalších průmyslových odvětvích.The device can be used for cooling of thyristor controllers, placed in the environment and explosion hazard. It can therefore be used in mines, gas, chemical industry, but also in other industries.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for cooling thyristor controllers in potentially explosive atmospheres, characterized in that it consists of an explosion-proof enclosure (1) with two spaces (2, 3) connected by channels (4) to a closed circulation circuit (5). ), in which a source (6) of forced circulation is inserted, one space (2) of the explosion proof enclosure (1) being adapted to accommodate the thyristor regulator (7) or part of the thyristor regulator (7) and in the other space (3) 1) a heat sink (8) is installed.

Device according to claim 1, characterized in that the cooler (8) is provided on the one hand with internal flow channels (9) through which a closed circulation circuit (5) is guided inside the explosion-proof enclosure (1) and media which are arranged outside the flameproof enclosure (1).