柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及柴油发电机技术领域，更具体地说，涉及柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路。


背景技术：

2.索道新规范要求索道应为四象限变频器或四象限直流调速器的拖动控制主件，四象限驱动产品为电气工业节能产品，它的功能特性是在正常驱动的情况下具有将电气制动时回馈的能量送回电网的功能，它不仅可以用电，也可以反向送电给电网，当索道发生故障或者电气停车过程中，电气制动产生巨大的能量需要回馈回电网，变频器或直流调速器则实现节能拖动与回馈能量传递的任务，柴油发电机取代市电供电拖动，采用额定功率为主电机3-5 倍功率的柴油发电机去拖动，而且电机速度与负荷大小必须严格控制，限制其回馈的功率大小，现在工况是回馈能量到电网变为柴油发电机本体去承受，此种做法是一种非常危险的做法，一是柴油机发电机接受回馈能量的冲击大，而且能量随着负荷变化不可控，对柴油发电机、电控元件、变频器(直流调速器)存在较大的安全风险，因索道设备功率大，恶劣情况会导致索道电控与柴油发电机与变频器烧毁，则损失金额巨大可达数百万。
3.旧规范承建的索道若选用两象限变频器，变频器不会回馈能量到电网，当索道发生故障或者电气停车，变频器回逆变能量聚集在其直流母线上，导致直流母线电压升高，通过变频器制动单元(制动斩波器)外接金属电阻，采取能耗制动的方式，通过电阻将能量消耗掉，索道在空上重下工况时，变频器为了保持速度稳定，会通过制动单元进行制动，制动能量通过电阻发热消耗掉，若通过柴油发电机拖动，当变频器在空上重下工况时，本身已经处于制动过程中，又突然电气停车，此时变频器发生电气制动，并且触发巨大制动能量到直流母线上，正常情况通过变频器制动单元上的金属电阻去消耗，当电阻达到极限后则被烧毁，从而进一步导致变频器能量无法消耗而将变频器烧毁，并且此种方案为非节能的变频拖动方式，新规范已经不允许使用两象限变频器，实际应用中也少见柴油发电机去拖动两象限变频器。
4.同时现有的索道主电机电气控制电路不能对功率方向进行良好的保护。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路，本实用新型是利用变频器inv的急停工作功能的本身具有的自由停车的功能，在自由停车方式下，变频器inv不会主动去制动而产生回馈能量，达到对索道柴油发电机与主电控有效的保护，在采取此新型控制技术时，则需要对电控运行状态进行实时监测，当出现故障与人为停车时候进行电气制动时，有制动功率产生时，保护电路对其迅速准确判断后(毫秒级)进行对其的有效控制，采取自由停车方式，使得索道安全停下来，满足柴油发电机安全拖动，同时本实用新型便于实现对功率方向进行良好的监测与保
护控制。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案：
9.柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路，包括三相智能监测缺相、过欠压继电器kc1和变频器inv，所述过欠压继电器kc1的l1端、l2端和l3端分别连接有熔断器fu5、熔断器fu6和熔断器fu7，且过欠压继电器 kc1的l1端、l2端和l3端均连接有电压表pv，其特征在于，还包括：
10.功率方向检测电路，所述功率方向检测电路的输入端与熔断器fu6和熔断器fu7的输出端连接；
11.急停电路，所述急停电路与变频器inv的控制急停回路连接；
12.电源检测保护电路，所述电源检测保护电路的输入端与急停电路的输出端连接，其用于实时控制回路电源；
13.功率方向保护电路，所述功率方向保护电路的输入端与电源检测保护电路的输入端连接，其中，所述功率方向保护电路包括断路器qf3、功率方向继电器jj和时间继电器kt2，所述断路器qf3的输入端与功率方向继电器jj的输入端连接，所述断路器qf3、功率方向继电器jj和时间继电器kt2依次串联，所述时间继电器kt2的输出端与故障信号输出紧急停车继电器jt的l﹣端连接；以及
14.故障电路，所述故障电路的输入端与功率方向保护电路的输出端连接。本实用新型是利用变频器inv与急停电路本身具有的自由停车的功能，在变频器急停后，采取自由停车方式下，变频器inv不会主动去制动而产生回馈能量，达到对索道柴油发电机与主电控有效的保护，在采取此新型控制技术需要对电控运行状态进行监测，当出现电气制动时，有制动功率产生时，其准确判断后进行对其的有效控制，采取自由停车方式，使得索道安全停下来，满足柴油发电机安全拖动，同时本实用新型便于实现对功率方向进行良好的保护。
15.作为本实用新型的一种优选方案，所述功率方向检测电路包括电流互感器taa、电流表pa、断路器qf1、熔断器fu1、熔断器fu2、熔断器fu3和熔断器fu4，所述断路器qf1设置有两个，两个所述断路器qf1的输入端分别与熔断器fu6的输出端和熔断器fu7的输出端连接，所述电流互感器taa与熔断器fu7互感，所述电流表pa设置于电流互感器taa上。
16.作为本实用新型的一种优选方案，控制电源电路包括断路器qf5、接触器触点km1、三相电源继电器kc2，所述过欠压继电器kc1的l2端分别与断路器qf5的输入端和三相电源继电器kc2的输入端连接，所述断路器qf5的输出端和三相电源继电器kc2的输出端均与接触器触点km1的输入端连接，所述接触器触点km1的输出端与过欠压继电器kc1的l3端连接。
17.作为本实用新型的一种优选方案，所述急停电路包括断路器qf2、差动继电器kd4、开关sb1﹣1、开关sb2﹣1、开关sa1、时间继电器kt1、指示灯 hl1、指示灯hl5、指示灯hl2、指示灯hl6和时间继电器kt3，控制回路直流电源pw1的l+端分别与差动继电器kd4的输入端和断路器qf2的输入端连接，所述断路器qf2的输出端分别与开关sb1﹣1的输入端、指示灯hl1的输入端和指示灯hl5的输入端连接，所述开关sb1﹣1的输出端与开关sb2﹣1的输入端连接，所述开关sb2﹣1的输出端与开关sa1的输入端连接，所述开关sa1 的输出端分别与时间继电器kt1的输入端、指示灯hl2的输入端和指示灯hl6 的输入端连接，所述时间继电器kt1的输出端与继电器kt3的输入端连接，所述断路器qf2的输出端、指示灯hl1的输出端、指示灯hl5的
输出端、时间继电器kt3的输出端、指示灯hl2的输出端和指示灯hl6的输出端均与控制回路直流电源pw1的l﹣端连接。
18.作为本实用新型的一种优选方案，电源检测保护电路包括指示灯hl3和指示灯hl7，所述开关sb1﹣1的输出端分别与继电器kt3的输入端和过欠压继电器kc1的输入端连接，所述时间继电器kt3的输出端与断路器qf3的输入端连接，所述过欠压继电器kc1的输出端分别与时间继电器kt1的输入端、指示灯hl3的输入端和指示灯hl7的输入端连接，所述时间继电器kt1的输出端、指示灯hl3的输出端和指示灯hl7的输出端均与控制回路直流电源pw1 的l﹣端连接。
19.作为本实用新型的一种优选方案，所述故障电路包括差动继电器kd1、差动继电器kd2、开关jt、指示灯hla、指示灯hl8和故障继电器jt，所述开关sb2﹣1的输出端还分别与差动继电器kd1的输入端、过欠压继电器kc1的输入端、时间继电器kt2的输入端、开关jt的输入端和差动继电器kd2的输入端连接，所述差动继电器kd1的输出端、过欠压继电器kc1的输出端、时间继电器kt2的输出端、开关jt的输出端和差动继电器kd2的输出端连接均与指示灯hl4的输入端、指示灯hl8的输入端和继电器jt的输入端连接，所述指示灯hl4的输出端、指示灯hl8的输出端和故障继电器jt的输出端均过欠压继电器kc1的l﹣端连接。
20.作为本实用新型的一种优选方案，还包括：
21.变频器输出电压检测电路，所述变频器输出电压检测电路的输入端与继电器kd4的输入端连接；以及
22.失速保护电路，所述失速保护电路的输入端与变频器输出电压检测电路的输出端连接。
23.作为本实用新型的一种优选方案，所述变频器输出电压检测电路包括霍尔传感器htib和智能电压控制仪wpx，直流控制电源pw1的l+端和l﹣端与电源供电端连接，芯片htib的5引脚和6引脚与电源供电端连接，芯片htib 的1引脚和4引脚均与差动继电器kd4的输出端连接，对输入信号进行断点隔离，来减少电控未投入使用时对霍尔传感器输入端无电压信号而进行保护。
24.作为本实用新型的一种优选方案，所述失速保护电路包括直流4-20ma变送信号一分二wp9044变送器和智能电压控制仪wpy，所述霍尔传感器htib 的输出变送端与变送信号一分二wp9044变送器的变送信号输入端连接，所述智能电压控制仪wpx的变送信号监测输入端与变送一分二传感器变送输出1 通道连接，所述变送信号一分二wp9044的变送输出2通道与变送信号监测输入端连接，所述变送信号一分二wp9044的14引脚和13引脚分别与直流控制电源的l+端和l﹣端连接，所述智能电压控制仪wpy的10引脚和9引脚分别与直流控制电源pw1的l+端和l﹣端连接。
25.3.有益效果
26.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
27.(1)本实用新型通过功率方向保护电路的设置，便于实现对功率方向进行良好监测与保护控制。
28.(2)本实用新型利用变频器inv与急停电路本身具有的自由停车的功能，在自由停车方式下，变频器inv与急停电路不会主动去制动而产生回馈能量，达到对索道柴油发电机与主电控有效的保护，在采取此新型控制技术需要对电控运行状态进行实时在线监测，智
能电压控制仪wpx、wpy进行双通道监测，进行冗余对比保护的可靠性，可以实现控制电源丢失、霍尔传感器失效、变送信号一分二wp9044变送器失效、wpx、wpy任一只控制仪损坏的比较保护，当索道出现电气制动时，有制动功率产生时，其准确判断后进行对其的有效控制去执行，让变频器发生自由停车方式，使得索道安全停下来，满足柴油发电机安全拖动。
29.(3)本实用新型通过控制电源电路实现对电源进行控制。
30.(4)本实用新型通过电源检测保护电路对电源进行检测和保护。
31.(5)本实用新型通过故障电路实现故障检测。
32.(6)本实用新型通过变频器输出电压检测电路、过欠压继电器kc1的电源检测和保护，通过失速保护电路实现失速保护。
附图说明
33.图1为本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路的电路原理图；
34.图2为本实用新型本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路中功率方向检测电路处的电路原理图；
35.图3为本实用新型本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路中控制电源电路处的电路原理图；
36.图4为本实用新型本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路中急停电路处的电路原理图；
37.图5为本实用新型本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路中电源检测保护电路处的电路原理图；
38.图6为本实用新型本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路中功率方向保护电路处的电路原理图；
39.图7为本实用新型本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路中故障电路处的电路原理图；
40.图8为本实用新型本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路中变频器inv处的电路原理图；
41.图9为本实用新型本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路中变频器输出电源检测电路和失速保护电路处的电路原理图；
42.图10为本实用新型本实用新型柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路中的部分电路原理图。
43.图中标号说明：
44.1、功率方向检测电路；2、控制电源电路；3、急停电路；4、电源检测保护电路；5、功率方向保护电路；6、故障电路；7、变频器输出电压检测电路；8、失速保护电路。
具体实施方式
45.下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.实施例：
49.请参阅图1-10，柴油发电机拖动循环式索道主电机电气控制电路，包括：
50.三相智能监测缺相、过欠压继电器kc1和变频器inv，过欠压继电器kc1 的l1端、l2端和l3端分别连接有熔断器fu5、熔断器fu6和熔断器fu7，且过欠压继电器kc1的l1端、l2端和l3端均连接有电压表pv；
51.功率方向检测电路1，功率方向检测电路1的输入端与熔断器fu6和熔断器fu7的输出端连接，具体的：功率方向检测电路1包括电流互感器taa、电流表pa、断路器qf1、熔断器fu1、熔断器fu2、熔断器fu3和熔断器fu4，断路器qf1设置有两个，两个断路器qf1的输入端分别与熔断器fu6的输出端和熔断器fu7的输出端连接，电流互感器taa与熔断器fu7互感，电流表 pa设置于电流互感器taa上，此处属于本领域技术人员的公知常识，故此不再赘述；
52.控制电源电路2，控制电源电路2的输入端与过欠压继电器kc1的l1端连接，具体的：控制电源电路2包括断路器qf5、接触器触点km1、三相电源继电器kc2，过欠压继电器kc1的l2端分别与断路器qf5的输入端和三相电源继电器kc2的输入端连接，断路器qf5的输出端和三相电源继电器kc2的输出端均与接触器触点km1的输入端连接，接触器触点km1的输出端与过欠压继电器kc1的l3端连接，通过控制电源电路2实现对电源进行控制；
53.急停电路3，急停电路3与直流控制电源pw1连接，具体的：急停电路3 包括断路器qf2、差动继电器kd4、开关sb1﹣1、开关sb2﹣1、开关sa1、继电器kt1、指示灯hl1、指示灯hl5、指示灯hl2、指示灯hl6和通电延时时间继电器kt3，直流控制电源pw1的l+端分别与差动继电器kd4的输入端和断路器qf2的输入端连接，断路器qf2的输出端分别与开关sb1﹣1的输入端、指示灯hl1的输入端和指示灯hl5的输入端连接，开关sb1﹣1的输出端与开关sb2﹣1的输入端连接，开关sb2﹣1的输出端与开关sa1的输入端连接，开关sa1的输出端分别与断电延时时间继电器kt1的输入端、指示灯hl2的输入端和指示灯hl6的输入端连接，断电延时继电器kt1的输出端与通电延时时间继电器kt3的输入端连接，断路器qf2的输出端、指示灯hl1的输出端、指示灯hl5的输出端、继电器kt3的输出端、指示灯hl2的输出端和指示灯hl6的输出端均与直流控制电源的l﹣端连接，通过电源检测保护电路4 对电源进行检测和保护；
54.电源检测保护电路4，电源检测保护电路4的输入端与急停电路3的输出端连接，具体的：电源检测保护电路4包括指示灯hl3和指示灯hl7，开关 sb1﹣1的输出端分别与通电延时继电器kt3的输入端和过欠压继电器kc1的输入端连接，时间继电器kt3的输出端与断路
器qf3的输入端连接，过欠压继电器kc1的输出端分别与断电延时继电器kt1的输入端、指示灯hl3的输入端和指示灯hl7的输入端连接，时间继电器kt1的输出端、指示灯hl3的输出端和指示灯hl7的输出端均与直流控制电源pw1的l﹣端连接；
55.功率方向保护电路5，功率方向保护电路5的输入端与电源检测保护电路 4的输入端连接，其中，功率方向保护电路5包括断路器qf3、功率方向监测功率方向继电器jj和时间继电器kt2，断路器qf3的输入端与电源检测保护电路4的输入端连接，断路器qf3、功率方向继电器功率方向继电器jj和时间继电器kt2依次串联，时间继电器kt2的输出端与直流控制电源pw1的l ﹣端连接；
56.故障电路6，故障电路6的输入端与功率方向保护电路5的输出端连接，具体的：故障电路6包括差动继电器kd1、差动继电器kd2、开关jt、指示灯 hl4、指示灯hl8和控制继电器jt，开关sb2﹣1的输出端还分别与差动继电器kd1的输入端、过欠压继电器kc1的输入端、时间继电器kt2的输入端、开关jt的输入端和差动继电器kd2的输入端连接，差动继电器kd1的输出端、过欠压继电器kc1的输出端、时间继电器kt2的输出端、开关jt的输出端和差动继电器kd2的输出端连接均与指示灯hl4的输入端、指示灯hl8的输入端和控制继电器jt的输入端连接，指示灯hl4的输出端、指示灯hl8的输出端和控制继电器jt的输出端均与过欠压继电器kc1的l﹣端连接，通过故障电路6实现故障检测；
57.变频器输出电压检测电路7，变频器输出电压检测电路7的输入端与kd4 的输入端连接，具体的：变频器输出电压检测电路7包括霍尔传感器htib和智能电压控制仪wpx，直流控制电源pw1的l+端和l﹣端与电源供电端连接，芯片htib的5引脚和6引脚与电源供电端连接，芯片htib的1引脚和4引脚均与差动继电器kd4的输出端连接，通过变频器输出电压电路7接触器km1 的电源检测和保护，通过失速保护电路8实现失速保护；
58.失速保护电路8，失速保护电路8的输入端与变频器输出电源检测电路7 的输出端连接，具体的：失速保护电路8包括直流4-20ma变送信号一分二 wp9044变送器和智能电压控制仪wpy，霍尔传感器htib的输出变送端与变送信号一分二wp9044变送器的变送信号输入端连接，智能电压控制仪wpx的变送信号监测输入端与变送一分二传感器变送输出1通道连接，变送信号一分二wp9044的变送输出2通道与变送信号监测输入端连接，变送信号一分二 wp9044的14引脚和13引脚分别与直流控制电源的l+端和l﹣端连接，智能电压控制仪wpy的10引脚和9引脚分别与直流控制电源pw1的l+端和l﹣端连接；
59.本实用新型的工作原理或者工作过程为：本实用新型利用变频器inv与急停电路3本身具有的自由停车的功能，在自由停车方式下，变频器inv与急停电路3不会主动去制动从而避免产生回馈能量，达到对索道柴油发电机与主电控有效的保护，在采取此新型控制技术需要对索道主机运行状态进行精确监测，当出现电气制动时，有制动功率产生时，其准确判断后进行对其的有效控制，采取自由停车方式，使得索道安全停下来，满足柴油发电机安全拖动与变频器、主电控的保护，实现了技术性突破，改变了目前国内现有索道靠能耗制动通过电阻发热方式去消耗制动功率的常规做法，发热电阻的热能被消耗于空气中，故在节能环保方面有一定作用于贡献。
60.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。