矿用隔爆兼本质安全型三相异步软起一体机的制作方法

1.本实用新型涉及电机软启动控制装置。


背景技术：

2.在我国煤矿目前使用的电机大部分为三相异步电动机，其起动方式分为直起和软起；二是永磁电动机，一般采用变频器拖动；三是永磁变频一体机，它是将变频器集成在永磁电机上。在使用中三相异步电动机造价低,但起动电流大且电压降大，对电网及对被拖动设备冲击大，损害严重；永磁电机及永磁变频一体机可调速运行，对电网及对被拖动设备冲击均较小，但由于其价格的昂贵，尚未有效地推广，况且其部分功能不是生产现场要求必备的，如刮板输送机一般只需调频以实现重载起动，并不需要调速等，水泵等也是如此，调速只是对皮带运输机有意义，再者变频器产生的谐波对比软起产生的谐波污染更加严重，危害较多。
3.因此变频一体机在煤矿现场只是仅有极少的“样板”而已，较难大面积的推广。而现实是，一方面煤矿需要调频软起，以适应重载起动，而适合此要求的变频一体机又很难有效的推广。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有永磁电机及永磁变频一体机不能够调频软起的问题，提供了一种矿用隔爆兼本质安全型三相异步软起一体机。
5.本实用新型的矿用隔爆兼本质安全型三相异步软起一体机，包括电动机、可控硅、软启动控制器、先导回路、继电器回路和驱动回路；
6.电动机通过可控硅与主电源电气连接；
7.可控硅的各相晶闸管控制信号输入端和各相晶闸管的控制信号输出端分别与软启动控制器的各相晶闸管输出控制端和各相晶闸管输入控制端电气连接；
8.先导回路包括先导回路电源、先导组件xd、启动按钮qa1、停止按钮ta1、启动二极管d1和停止按钮ta2；
9.先导回路电源的一端电气连接先导组件xd的a3引脚，另一端电气连接先导组件 xd的b3引脚；
10.先导组件xd的a6引脚依次通过启动按钮qa1、停止按钮ta2、启动二极管d1的正极、启动二极管d1的负极和停止按钮ta1与先导组件xd的b6引脚电气连接；
11.继电器回路包括继电器回路电源、整流装置、继电器zj1、旁路继电器zj2、先导组件xd的第一常开触点、软启动控制器的内置联机继电器的常开触点、软启动控制器的内置旁路继电器的常开触点和转换开关sa1；
12.整流装置的两个交流电输入引脚分别电气连接继电器回路电源的两个交流电输出端；整流装置的直流电源正极电气连接继电器zj1的线圈的一端，继电器zj1的线圈的另一端依次通过先导组件xd的第一常开触点和转换开关sa1的1-2触点与整流装置的直流电
源负极电气连接；且软启动控制器的内置联机继电器的常开触点与先导组件xd的第一常开触点并联；
13.整流装置的直流电源正极还电气连接旁路继电器zj2的线圈的一端，旁路继电器zj2 的线圈的另一端依次通过继电器zj1的第一常开触点、转换开关sa1的3-4触点和转换开关sa1的7-8触点与整流装置的直流电源负极电气连接；且旁路继电器zj2的线圈的另一端还依次通过内置旁路继电器的常开触点和转换开关sa1的7-8触点整流装置的直流电源负极电气连接；
14.当转换开关sa1处于第一状态时，该转换开关sa1的1-2触点闭合、3-4触点和7-8 触点断开；当转换开关sa1处于第二状态时，该转换开关sa1的1-2触点断开、3-4触点和7-8触点闭合；
15.继电器zj1的软启停常开触点与软启动控制器的软启停信号输入端电气连接；
16.驱动回路包括驱动回路电源、接触器km的线圈和旁路继电器zj2的第一常开触点；
17.驱动回路电源的一端依次通过旁路接触器km的线圈和旁路继电器zj2的第一常开触点与驱动回路电源的另一端电气连接；
18.且旁路接触器km的常开触点与可控硅并联。
19.本实用新型的有益效果是：
20.1、由于采用了电机与软起动器的一体化设计，使调压、限流、分频等变换的电能直接进入电机，使电压减少了在线路传输时的损耗，提高了传输效率，从而更具有优良的起动性能；
21.2、避免或减少由于软起变换的电能对供电线路的谐波污染，使供电线路传输的电能质量得以极大的提高；
22.3、新增加了分级分频软起的功能，适合重载起动，有七分频和四分频，可调整为三波头和四波头，可适于不同的重载，特别适合于重型刮板输送机、皮带输送机、大型水泵等；
23.4、将三相异步电动机与软起动器组合在一起，首先在体积及重量上仅为原二个单体的五分之三左右，体积减小结构紧凑，为现场安装带来了方便；
24.5、具有原软起动器的全部优点，可实现限流和调压以及保护等全部功能；
25.6、在控制回路设计上简单可靠，减少了控制环节，且保护措施齐全，使电机的保护及控制更加灵敏可靠。
附图说明
26.图1为本实用新型的矿用隔爆兼本质安全型三相异步软起一体机中电动机和可控硅配合的电路拓扑结构示意图；
27.图2为本实用新型的矿用隔爆兼本质安全型三相异步软起一体机中先导回路、继电器回路和驱动回路配合的电路拓扑结构示意图；
28.图3为本实用新型的矿用隔爆兼本质安全型三相异步软起一体机中软启动控制器的电路拓扑结构示意图；
29.图4为本实用新型的矿用隔爆兼本质安全型三相异步软起一体机中先导组件xd及外围电路的电路拓扑结构示意图。
具体实施方式
30.具体实施方式一，本实施方式的矿用隔爆兼本质安全型三相异步软起一体机，包括电动机1、可控硅2、软启动控制器3、先导回路4、继电器回路5和驱动回路6；
31.电动机1通过可控硅2与主电源电气连接；
32.可控硅的各相晶闸管控制信号输入端和各相晶闸管的控制信号输出端分别与软启动控制器3的各相晶闸管输出控制端和各相晶闸管输入控制端电气连接；
33.先导回路4包括先导回路电源、先导组件xd、启动按钮qa1、停止按钮ta1、启动二极管d1和停止按钮ta2；
34.先导回路电源的一端电气连接先导组件xd的a3引脚，另一端电气连接先导组件 xd的b3引脚；
35.先导组件xd的a6引脚依次通过启动按钮qa1、停止按钮ta2、启动二极管d1的正极、启动二极管d1的负极和停止按钮ta1与先导组件xd的b6引脚电气连接；
36.继电器回路5包括继电器回路电源、整流装置、继电器zj1、旁路继电器zj2、先导组件xd的第一常开触点、软启动控制器3的内置联机继电器的常开触点、软启动控制器 3的内置旁路继电器的常开触点和转换开关sa1；
37.整流装置的两个交流电输入引脚分别电气连接继电器回路电源的两个交流电输出端；整流装置的直流电源正极电气连接继电器zj1的线圈的一端，继电器zj1的线圈的另一端依次通过先导组件xd的第一常开触点和转换开关sa1的1-2触点与整流装置的直流电源负极电气连接；且软启动控制器3的内置联机继电器的常开触点与先导组件xd的第一常开触点并联；
38.整流装置的直流电源正极还电气连接旁路继电器zj2的线圈的一端，旁路继电器zj2 的线圈的另一端依次通过继电器zj1的第一常开触点、转换开关sa1的3-4触点和转换开关sa1的7-8触点与整流装置的直流电源负极电气连接；且旁路继电器zj2的线圈的另一端还依次通过内置旁路继电器的常开触点和转换开关sa1的7-8触点整流装置的直流电源负极电气连接；
39.当转换开关sa1处于第一状态时，该转换开关sa1的1-2触点闭合、3-4触点和7-8 触点断开；当转换开关sa1处于第二状态时，该转换开关sa1的1-2触点断开、3-4触点和7-8触点闭合；
40.继电器zj1的软启停常开触点与软启动控制器3的软启停信号输入端电气连接；
41.驱动回路6包括驱动回路电源、接触器km的线圈和旁路继电器zj2的第一常开触点；
42.驱动回路电源的一端依次通过旁路接触器km的线圈和旁路继电器zj2的第一常开触点与驱动回路电源的另一端电气连接；
43.且旁路接触器km的常开触点与可控硅2并联。
44.进一步地，还包括自保单元；
45.所述自保单元包括主回路辅助继电器zj1a，所述主回路辅助继电器zj1a的线圈与继电器zj1的线圈并联，且主回路辅助继电器zj1a的常开触点与启动按钮qa1并联。
46.进一步地，所述先导组件xd包括隔离变压器、整流桥、稳压器7812、光耦2501、三极管9013、接触器k1、接触器k2和接触器k3；
47.先导组件xd的a3引脚同时与隔离变压器初级线圈的一端和整流桥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初级线圈的另一端和整流桥的另一个交流电压输入端电气连接；
48.隔离变压器次级线圈的一端与a6引脚电气连接、另一端与光耦2501中发光二极管的阴极电气连接；光耦2501中发光二极管的阳极与b6引脚电气连接；
49.整流桥的直流正极电压输出端与稳压器7812的电压输入端电气连接，整流桥的直流负极电压输出端接地；
50.稳压器7812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k
1-1
与接触器k3的线圈的一端电气连接；
51.接触器k2的线圈的另一端通过接触器k3的第一常闭触点k
3-1
接地；接触器k3的线圈的另一端接地；
52.光耦2501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；
53.光耦2501中受光器的发射极与三极管9013的基极电气连接；三极管9013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；
54.接触器k1的第二常开触点k
1-2
和接触器k3的第二常开触点k
3-2
分别作为xd先导组件的第一常开触点和第二常开触点，且第二常开触点k
1-2
串联于a1引脚和a2引脚之间，第二常开触点k
3-2
串联于b1引脚和b2引脚之间；
55.当先导组件xd的a6引脚和b6引脚闭合时，先导组件xd的第一常开触点和第二常开触点闭合。
56.进一步地，软启动控制器3为rjb-07mf电机软启动控制器；
57.rjb-07mf电机软启动控制器的两个先导反馈输入端分别电气连接先导组件xd的第二常开触点两端；
58.rjb-07mf电机软启动控制器的可控硅控制信号输出端与可控硅2的控制信号输入端电气连接。
59.进一步地，还包括变压器t；
60.先导回路电源、继电器回路电源和驱动回路电源均通过变压器t与总电源耦合取电。
61.具体地，整流装置采用型号为dr-60-24的直流开关电源。
62.具体工作过程如下：
63.软起：
64.转换开关sa1的1-2触点闭合——按下启动按钮qa1——先导组件xd第一常开触点和第二常开触点闭合且xd反馈先导信号——zj11的常开触点闭合，开始软起；软起时间到达后，软起完成；zj11闭合同时内置联机继电器的常开触点闭合——内置旁路继电器的常开触点闭合
→
zj12的常开触点闭合
→
km的常开触点闭合。
65.其中，rjb-07mf电机软启动控制器内置联机继电器的常开触点接入端口a18和a19，内置旁路继电器的常开触点接入端口a20和a21，两个先导反馈输入端分别为端口a14 和a15。软起时间可以根据需要预先设定。
66.软停：
67.按下停止按钮ta1——先导组件xd第一常开触点和第二常开触点断开且无xd反馈先导信号——zj11断开，开始软停；软停时间到达后，软停完成；内置联机继电器的常开触点断开——内置旁路继电器的常开触点断开
→
zj12的常开触点断开
→
km的常开触点断开。
68.软停时间可以根据需要预先设定。
69.硬起：
70.转换开关sa1的3-4触点和7-8触点闭合——按下启动按钮qa1——先导组件xd 第一常开触点和第二常开触点闭合且xd反馈先导信号——zj11的常开触点闭合，同时 zj12闭合
→
km闭合；同时zj13断开，打开漏电检测回路。
71.硬停：
72.按下停止按钮ta1——先导组件xd第一常开触点和第二常开触点断开且无xd反馈先导信号——zj11断开，同时zj12的常开触点断开
→
km断开的常开触点。