矿用隔爆兼本质安全型真空组合交流软起动器的制作方法

[0001]
本发明涉及一种软启动器，具体涉及一种双速分频起动的软启动器。


背景技术：

[0002]
现有双速起动控制器由于无双速分频起动，只有调压加限流功能不能有效的提高转矩，无法实现双速起动器的重载软起动，且存在起动电流较大的问题，对机械冲击较大，在重载下无法正常运行。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是为了克服现有双速起动控制器无法实现双速起动器的重载软起动的问题，提供了一种矿用隔爆兼本质安全型真空组合交流软起动器。
[0004]
本发明的矿用隔爆兼本质安全型真空组合交流软起动器，包括低速软起动回路、高速软起动回路和处理器；
[0005]
低速软起动回路包括低速先导回路、低速中间回路和低速接触器回路；
[0006]
低速先导回路包括开关装置xd1和开关qa1，开关装置xd1的a3引脚和b3引脚与低速先导回路电源电气连接；且开关qa1电气连接于开关装置xd1的a6引脚和b6引脚之间，当开关qa1闭合时，使得开关装置xd1的常开触点闭合；
[0007]
低速中间回路包括主回路中间继电器zj11和旁路中间继电器zj12，主回路中间继电器zj11的线圈通过开关装置xd1的常开触点与低速中间回路电源电气连接；旁路中间继电器zj12的线圈通过主回路中间继电器zj11的第一常开触点与低速中间回路电源电气连接；
[0008]
低速接触器回路包括低速起动接触器km11和低速全压起动接触器km12，低速起动接触器km11通过主回路中间继电器zj11的第二常开触点与低速接触器回路电源电气连接；低速全压起动接触器km12通过旁路中间继电器zj12的常开触点与低速接触器回路电源电气连接；
[0009]
电机的低速起动端通过低速起动接触器km11的常开触点与电机电源电气连接，电机的低速全压起动端通过低速全压起动接触器km12的常开触点与电机电源电气连接；
[0010]
高速软起动回路包括高速先导回路、高速中间回路和高速接触器回路；
[0011]
高速先导回路包括开关装置xd2和开关qa2，开关装置xd2的a3引脚和b3引脚与高速先导回路电源电气连接；且开关qa2电气连接于开关装置xd2的a6引脚和b6引脚之间，当开关qa2闭合时，使得开关装置xd2的常开触点闭合；且开关装置xd2的常开触点的联机信号输入端与处理器的联机信号输出端电气连接，处理器的联机信号输入端与开关装置xd1的常开触点的联机信号输出端电气连接；
[0012]
高速中间回路包括主回路中间继电器zj21、辅助中间继电器zj21a和旁路中间继电器zj22，主回路中间继电器zj21的线圈和辅助中间继电器zj21a的线圈均通过开关装置xd2的常开触点与低速中间回路电源电气连接；旁路中间继电器zj22的线圈通过辅助中间
继电器zj21a的第一常开触点与低速中间回路电源电气连接；
[0013]
高速接触器回路包括高速起动接触器km21和高速全压起动接触器km22，高速起动接触器km21通过主回路中间继电器zj21的第一常开触点与高速接触器回路电源电气连接；高速全压起动接触器km22通过旁路中间继电器zj22的第一常开触点与高速接触器回路电源电气连接；
[0014]
主回路中间继电器zj21的第一常闭触点和旁路中间继电器zj22的第一常闭触点均串联于低速起动接触器km11的线圈与低速接触器回路电源之间；主回路中间继电器zj21的第二常闭触点和旁路中间继电器zj22的第二常闭触点均串联于低速全压起动接触器km12的线圈与低速接触器回路电源之间；
[0015]
电机的高速起动端通过高速起动接触器km21的常开触点与电机电源电气连接，电机的高速全压起动端通过高速全压起动接触器km22的常开触点与电机电源电气连接。
[0016]
本发明的有益效果是：
[0017]
在原双速起动器的基础上增加低、高速重载软起功能。本矿用双回路分频软起动保护器起动方式采用电压时间斜坡方式和起动电流限制功能，并兼有调频软起动功能。起动电流小，双速起动速度平稳提升，并可有效地提高双速电动机的起动转矩。解决了常规双速起动器没有软起功能，重载起动难和起动电流大以及不稳定的问题。同时减小因直接起动或星/角起动产生的过大起动转矩对电网的冲击，减少电机起动时对机械传动系统的冲击。
附图说明
[0018]
图1为本实用新型的矿用隔爆兼本质安全型真空组合交流软起动器的电气结构示意图；
[0019]
图2为本实用新型的矿用隔爆兼本质安全型真空组合交流软起动器的电路拓扑结构示意图；
[0020]
图3为本实用新型中电机通过可控硅与电源电气连接的电路拓扑结构示意图(包括km11的常开触点、km12的常开触点、km21的常开触点和km22的常开触点)；
[0021]
图4为本实用新型中先导组件的电路拓扑结构示意图；
[0022]
图5为本实用新型中可控硅组件与起动器芯架的配合结构示意图。
具体实施方式
[0023]
具体实施方式一，本实施方式的矿用隔爆兼本质安全型真空组合交流软起动器，包括低速软起动回路1、高速软起动回路2和处理器3；
[0024]
低速软起动回路1包括低速先导回路1-1、低速中间回路1-2和低速接触器回路1-3；
[0025]
低速先导回路1-1包括开关装置xd1和开关qa1，开关装置xd1的a3引脚和b3引脚与低速先导回路电源电气连接；且开关qa1电气连接于开关装置xd1的a6引脚和b6引脚之间，当开关qa1闭合时，使得开关装置xd1的常开触点闭合；
[0026]
低速中间回路1-2包括主回路中间继电器zj11和旁路中间继电器zj12，主回路中间继电器zj11的线圈通过开关装置xd1的常开触点与低速中间回路电源电气连接；旁路中
间继电器zj12的线圈通过主回路中间继电器zj11的第一常开触点与低速中间回路电源电气连接；
[0027]
低速接触器回路1-3包括低速起动接触器km11和低速全压起动接触器km12，低速起动接触器km11通过主回路中间继电器zj11的第二常开触点与低速接触器回路电源电气连接；低速全压起动接触器km12通过旁路中间继电器zj12的常开触点与低速接触器回路电源电气连接；
[0028]
电机的低速起动端通过低速起动接触器km11的常开触点与电机电源电气连接，电机的低速全压起动端通过低速全压起动接触器km12的常开触点与电机电源电气连接；
[0029]
高速软起动回路2包括高速先导回路2-1、高速中间回路2-2和高速接触器回路2-3；
[0030]
高速先导回路2-1包括开关装置xd2和开关qa2，开关装置xd2的a3引脚和b3引脚与高速先导回路电源电气连接；且开关qa2电气连接于开关装置xd2的a6引脚和b6引脚之间，当开关qa2闭合时，使得开关装置xd2的常开触点闭合；且开关装置xd2的常开触点的联机信号输入端与处理器3的联机信号输出端电气连接，处理器3的联机信号输入端与开关装置xd1的常开触点的联机信号输出端电气连接；
[0031]
高速中间回路2-2包括主回路中间继电器zj21、辅助中间继电器zj21a和旁路中间继电器zj22，主回路中间继电器zj21的线圈和辅助中间继电器zj21a的线圈均通过开关装置xd2的常开触点与低速中间回路电源电气连接；旁路中间继电器zj22的线圈通过辅助中间继电器zj21a的第一常开触点与低速中间回路电源电气连接；
[0032]
高速接触器回路2-3包括高速起动接触器km21和高速全压起动接触器km22，高速起动接触器km21通过主回路中间继电器zj21的第一常开触点与高速接触器回路电源电气连接；高速全压起动接触器km22通过旁路中间继电器zj22的第一常开触点与高速接触器回路电源电气连接；
[0033]
主回路中间继电器zj21的第一常闭触点和旁路中间继电器zj22的第一常闭触点均串联于低速起动接触器km11的线圈与低速接触器回路电源之间；主回路中间继电器zj21的第二常闭触点和旁路中间继电器zj22的第二常闭触点均串联于低速全压起动接触器km12的线圈与低速接触器回路电源之间；
[0034]
电机的高速起动端通过高速起动接触器km21的常开触点与电机电源电气连接，电机的高速全压起动端通过高速全压起动接触器km22的常开触点与电机电源电气连接。
[0035]
最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，还包括低压自保电路，低压自保电路包括zj11的第三常开触点，该zj11的第三常开触点与开关qa1并联，且电气连接于开关装置xd1的a6引脚和b6引脚之间。
[0036]
最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，还包括高压自保电路，高压自保电路包括zj21的第二常开触点，该zj21的第二常开触点与开关qa2并联，且电气连接于开关装置xd2的a6引脚和b6引脚之间。
[0037]
对上述实施例具体展开说明，本实用新型的矿用隔爆兼本质安全型真空组合交流软起动器适用于煤矿井下及其周围介质中含有甲烷与煤尘混合物的爆炸性气体的环境中，使用在交流50hz、电压1140v或660v，额定总电流1200a、单回路最大电流600a及以下的线路中，可组成二个独立软起动回路，也可组成联机双回路软起动和双速软起动对三相交流异
步(含双速)电动机进行软起动、软停车控制。
[0038]
起动前先设定好升速的方式(时间、电流)及相应的参数，如低速旁路时间：低速软起完成后旁路运行时间；切换电流：低速起动完成后，电流下降的设定值；切换时间：低速满足切换条件后，等待高速启动的时间；双速启动延时时间；延时切换时间等，设定方式根据实际需要而定，均存储于处理器3型号为rjb-07mfddyt用双回路分频软起动保护器中，处理器3通过外置或自身内置时钟对时间进行判断，通过低速软起动回路1和高速软起动回路2的电流、电压采集端接入到自身引脚中，对电流、电压进行记录判断。同时处理器3的多个继电器控制信号输入端分别与低速软起动回路1和高速软起动回路2中的各继电器控制信号输入端电气连接，用于个继电器在线圈通电的状态下进行相应控制，比如延时等。
[0039]
具体起动顺序如下：
[0040]
如图2和图3所示，按下qa1
→
zj11的线圈有电
→
zj11的常开触点闭合
→
km11的线圈有电
→
km11的的常开触点吸合
→
低速电机软起动，同时zj11辅助常开触点(zj11a)闭合(zj11辅助常开触点与qa1并联)
→
xd1自保；在设定的时间内(上述设定过程中设定)zj12的常开触点吸合
→
km12的线圈有电
→
km12的常开触点吸合
→
电机低速全压运行。
[0041]
高速回路的联机点在设定的时间(上述设定过程中设定)内或约定的电流范围内(可以设定为0.8-1.2ie)闭合
→
zj21的线圈有电
→
zj21的常开触点闭合
→
km21的线圈有电(km11的线圈失电)
→
低速电机停止，高速电机软起动(一般起始电压较高，因低速已经起动)。同时zj21a的常开触点吸合实现xd2自保。在设定的时间内zj22的常开触点吸合
→
km22的常开触点吸合
→
高速全压运行。
[0042]
并且，在起动器原线路设计上一般故障诊断简单且不可靠，增加了维修的难度。在原线路设计上处理器3本身不能有效的引导线路维修，不能准确诊断出故障的类型及位置，使维修故障只能依靠维修人员的经验，导致维修的效率和质量不高
[0043]
因此，为实现故障判断判断,我们分别将xd1(xd2)、zj11(zj21)、km12(km22)的常开触点引入到处理器3的a14－a15、a16－a17、a8－a9(或其他功能相同的引脚中)作为故障反馈信号端，用于输入故障反馈信号，这样在增加自动监测功能(监测电压、电流)的同时也增加了新的监测故障点，为此我们对这些信号反馈回路也同时进行自动判断，这种判断并不影响控制器的正常工作，只是在正常停机后显示故障内容，提示用户检修。进行自动判断是在启动和运行过程中，处理器3对低速/高速先导回路、低速/高速中间回路、低速/告诉接触器回路进行工作状态检测，无故障时正常启动和运行，有故障时可以在人机交互界面显示相应故障内容并停止启动和运行，等待处理及人工复位。
[0044]
例如，按下“起动”按钮5秒钟内不启动并且显示内容无变化，判定为“先导回路xd1故障”，检查先导回路xd1，修好后继续启动。
[0045]
当起动回路zj11有故障时，显示“起动回路故障”，应断电检查zj11回路，修好后继续启动。
[0046]
当接触器回路km12有故障时，显示“接触器回路故障”，应断电检查km12回路，修好后应能正常使用。
[0047]
最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，km11的第一常闭触点和km12的第一常闭触点均串联于km21的线圈与高速接触器回路电源之间；km11的第二常闭触点和km12的第二常闭触点均串联于km22的线圈与高速接触器回路电源之间。
[0048]
具体地，即km11的线圈有电
→
km11的第一/第二常闭触点断开
→
km21的线圈无法通电，km12同理。
[0049]
避免电机低速运行和高速运行发生冲突。
[0050]
并且，现有电机通常通过可控硅组件与电源电气连接，但是在现有机械结构设计中可控硅组件一般安装在本体芯架上须与壳体绝缘隔离，不方便安装维护，且散热效率较低，由于散热效率不高，经常损坏；
[0051]
如图5所示，采用可控硅组件直接安装在整机的壳体内芯架9上的方式，即方便安装又提高了散热效率，并保证可控硅组件使用寿命的延长。
[0052]
进一步地，如图4所示，开关装置xd1和开关装置xd2均为先导组件；
[0053]
先导组件包括隔离变压器4、整流桥5、稳压器6、光耦7、三极管8、接触器k1、接触器k2和接触器k3；
[0054]
a3引脚同时与隔离变压器4初级线圈的一端和整流桥5的一个交流电压输入端电气连接；b3引脚同时与隔离变压器4初级线圈的另一端和整流桥5的另一个交流电压输入端电气连接；
[0055]
隔离变压器4次级线圈的一端与a6引脚电气连接、另一端与光耦7中发光二极管的阴极电气连接；光耦7中发光二极管的阳极与b6引脚电气连接；
[0056]
整流桥5的直流正极电压输出端与稳压器6的电压输入端电气连接，整流桥5的直流负极电压输出端接地；
[0057]
稳压器6的电压输出端同时与接触器k1的线圈的一端电气连接，与接触器k2的线圈的一端电气连接，以及通过接触器k1的第一常开触点k1-1与接触器k3的线圈的一端电气连接；
[0058]
接触器k2的线圈的另一端通过接触器k3的第一常开触点k3-1接地；接触器k3的线圈的另一端接地；
[0059]
光耦7中受光器的集电极同时与接触器k1的线圈的一端电气连接，以及通过接触器k1的第一常开触点k1-1与接触器k3的线圈的一端电气连接；
[0060]
光耦7中受光器的发射极与三极管8的基极电气连接；三极管8的集电极与接触器k1的线圈的另一端电气连接，发射极接地；
[0061]
接触器k1的第二常开触点k1-2和接触器k3的第二常开触点k3-2均作为xd先导组件的常开触点，且第二常开触点k1-2串联于a1引脚和a2引脚之间，第二常开触点k3-2串联于b1引脚和b2引脚之间。
[0062]
其中，稳压器6为7812稳压电路；光耦7为2501光电耦合器；三极管8为9013三极管。
[0063]
以常开触点引入处理器3，作为联机信号发出端。