专利名称：矿用风机智能切换启动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿井下风机的启动控制装置，具体为矿用风机智能切换启动器。
背景技术：
煤矿井下以风机进行通风。为保证井下通风的可靠性，采掘工作面采用双风机双电源(专供电源和备用电源)、以专供风机为主的通风工作方式，双风机之间要能够实现自动切换，即当专供电源故障、专供风机停运时，通过切换启动器自动启动由备用电源供电的备用风机。现有的切换启动器在电路结构上都是以继电器作为控制部件来实现自动切换的，电路结构相对较复杂且不可靠；而且，现有切换启动器只具备单向切换的功能，即专供电源故障时，能自动切换至备用风机上，而当专供电源恢复后无法自动从备用风机再切换回专供风机上(此时，只能采用手动方式实现备用风机向专供风机的切换)，给使用带来不便。另外，随着井下通风设备的更新，目前井下大都采用了带有I级和II级电机的对旋式风机，对旋式风机在启动时，应该是I级电机先启动，II级电机再延时启动，以防止I、II级电机同时启动造成的“一风吹”吹裂风筒，并减小I、II级电机同时启动对电网的冲击。由于现有的切换启动器都是针对原有的单台电机驱动的风机设计的，因此，其无法满足目前煤矿广泛使用的对旋式风机启动的要求。
发明内容
本实用新型解决现有井下风机切换启动器结构相对复杂、功能单一且不适用于对旋式风机的问题，提供一种新型的矿用风机智能切换启动器。并只以提供其硬件结构为目的。
本实用新型是采用如下技术方案实现的矿用风机智能切换启动器，包含隔爆外壳和位于隔爆外壳内的内部电路，内部电路包含分别串接有真空交流接触器KM1、KM2的开关主触点的对旋式风机I、II级电机的主供电回路，还包含与主供电回路相连的变压器TRAN，还包含一端与变压器的次级一端相连含有相互串接的真空交流接触器KM1的线圈、停车按钮SB2、启动按钮SB1的I级电机启动控制支路和含有相互串接的真空交流接触器KM2的线圈、停车按钮SB6、启动按钮SB3的II级电机启动控制支路；I、II级电机启动控制支路的另一端都与由真空交流接触器KM1的常闭辅助触点KM1-4和钮子开关K并联而成的支路相串联后与变压器TRAN的次级另一端相连；在变压器TRAN的另一次级端经过整流电路连接含有单片机芯片的切换控制回路，在单片机芯片的输入端对地(低电位)连接有真空交流接触器KM1的辅助常开触点KM1-5，在单片机芯片的输出端连接有继电器J1的线圈和时间继电器SJ的线圈，时间继电器SJ的常开触点并联在II级电机启动控制支路中的启动按钮SB3的两端，继电器J1的常开触点的一端与I级电机启动控制支路中的启动按钮SB1的后结点相连、另一端作为外接线端2引出隔爆外壳，同时，从I级电机启动控制支路中的启动按钮SB1的前结点引出外接线端1，从电机启动控制回路中的真空交流接触器KM1的常闭触点KM1-4的前结点引出外接线端9。
本实用新型所述的矿用风机智能切换启动器以单片机为控制部件来实现双风机双电源间的自动切换，其电路结构简单、工作性能稳定、可靠性高、故障率低，且单片机的通讯接口可与远端的计算机连接，以实现遥测、遥控、遥控通讯功能；由于该切换启动器的电路结构设计巧妙、合理，可实现双风机双电源间的双向切换，克服了现有切换启动器只能进行单向切换的不足；针对目前井下普遍采用对旋式风机，该切换启动器可控制对旋式风机I、II级电机间的延时启动，保证了对旋式风机的启动安全稳定性。
图1为本实用新型的壳体外观结构示意图；图2为图1的左视图；图3为本实用新型用双风机双电源切换时两台启动器间的外部引线连接示意图；图4为本实用新型的内部电路原理图；具体实施方式
矿用风机智能切换启动器，包含隔爆外壳和位于隔爆外壳内的内部电路，内部电路包含分别串接有真空交流接触器KM1、KM2的开关主触点的对旋式风机I、II级电机的主供电回路，还包含与主供电回路相连的变压器TRAN，还包含一端与变压器的次级一端(01端)相连含有相互串接的真空交流接触器KM1的线圈、停车按钮SB2、启动按钮SB1的I级电机启动控制支路和含有相互串接的真空交流接触器KM2的线圈、停车按钮SB6、启动按钮SB3的II级电机启动控制支路；I、II级电机启动控制支路的另一端都与由真空交流接触器KM1的常闭辅助触点KM1-4和钮子开关K并联而成的支路相串联后与变压器TRAN的次级另一端(02端)相连；在变压器TRAN的另一次级端经过整流电路连接含有单片机芯片的切换控制回路，在单片机芯片的输入端对地连接有真空交流接触器KM1的辅助常开触点KM1-5，在单片机芯片的输出端连接有继电器J1的线圈和时间继电器SJ的线圈，时间继电器SJ的常开触点并联在II级电机启动控制支路中的启动按钮SB3的两端，继电器J1的常开触点的一端与I级电机启动控制支路中的启动按钮SB1的后结点相连、另一端作为外接线端2引出隔爆外壳，同时，从I级电机启动控制支路中的启动按钮SB1的前结点引出外接线端1，从电机启动控制回路中的真空交流接触器KM1的常闭触点KM1-4的前结点引出外接线端9。
单片机芯片的输入端对地(低电位端)连接有真空交流接触器KM2的常开辅助触点KM2-4，同时，在单片机芯片的输出端连接有风机I、II级电机工作指示发光二极管D1、D2，在变压器TRAN的次级两端连接有电源供电指示发光二极管D3；在隔爆壳体上开有玻璃观察窗10，以便观察电源供电、风机I、II级电机工作是否正常。
像现有切换启动器一样，在风机I、II级电机的主供电回路中连接有电动机综合保护器JDB，其触点JDB1、JDB2分别串接于I、II级电机启动控制支路中。
在II级电机启动控制支路还串接有真空交流接触器KM1的常开辅助触点KM1-3。以此保证I级电机未启动时，II级电机不能启动。
I级电机启动控制支路中的停车按钮SB2为双联动开关，双联动开关的另一联动按钮串接在II级电机启动控制支路中。以此保证I级电机停车时，II级电机随之停车。
单台的切换启动器可作为普通磁力启动器使用(此时钮子开关K拨至主机位置上)，作近控开关控制单台对旋式风机(可同时控制对旋风机的I、II级电机)。当用于控制主供风机和备用风机间的切换时，主供风机和备用风机各配一台上述的切换启动器，主供风机的启动器的1、2号外接线端分别与备用风机的启动器的2、1号外接线端相连，两台切换启动器的9号外接线端相互连接。并且与专供风机配套的启动器中的钮子开关K拨至主机位置，与备用风机配套的启动器中的钮子开关K拨至付机位置。
单片机采用89C2051或其它公知的型号。
其工作过程如下把隔离换向开关QS打向“合”的位置，变压器TRAN得电，电机综合保护器JDB得电，当电机及相关线路正常时，电机可以起动；
正常起动按下启动按扭SB1，真空交流接触器KM1的线圈得电，其开关触点闭合，I级电机正常启动、运转，同时，并联于启动按钮SB1两端的真空交流接触器的辅助常开触点KM1-1闭合，实现自保，真空交流接触器KM1的常开辅助触点KM1-5、KM1-6闭合，向单片机提供电源，并向其中一个输入端给出低电位信号，单片机在其内部相应软件的支持下，使其输出端的继电器J1得电，其常开触点闭合，为自动切换作好准备，同时，时间继电器SJ开始延时，达到延时预定时间，时间继电器SJ的常开触点闭合，真空交流接触器KM2线圈得电，其开关触点闭合，II级电机正常启动。
正常停机按下停车按钮SB2(联动)，使真空交流接触器KM1、KM2失电，I、II级电机停机；或单独按下II级电机的停车按钮SB6，使II级电机单独停机。
专供电源停电、切换到备用风机运行专供电源突然停电专供风机停机，在单片机的控制下，此时专供风机启动器内的继电器J1的常开触点延时打开，备用风机启动器内的I级真空接触器KM1自变压器TRAN次级的一端(01端)经JDB1、SB2、1号外接线端到专供风机启动器的2号外接线端、继电器J1的常开触点(此时，因延时仍处于闭合态)接地，同时，备用风机启动器内的变压器TRAN次级的另一端(02端)经其I级真空接触器KM1的常闭辅助触点KM1-4和钮子开关K(此时为付机闭合位置)的并联到9号外接线端，再到专供风机启动器的9号外接线端和其内的辅助触点KM1-4、钮子开关K(主机闭合位置)接地，从而构成备用风机启动器内的I级真空接触器线圈的得电回路，其开关触点闭合，使备用风机的I级电机启动；备用风机启动器内的时间继电器SJ达到延时预定时间，其常开触点闭合，其II级电机启动控制支路与变压器TRAN次级相连的一端(02端)经钮子开关K(此时，其被拨至付机位置)、9号外接引线、专供风机启动器的9号外接引线、专供风机启动器中的辅助触点KM1-4、钮子开关K(主机闭合位置)接地，使II级电机得电回路接通，从而完成专供风机向备用风机的切换控制。
专供电源来电后，专供风机启动器内的I级真空交流接触器KM1线圈自变压器TRAN次级的一端(01端)经JDB1、SB2、1号外接线端到备用风机启动器的2号外接线端、继电器J1的常开触点(此时，处于闭合态)接地，与变压器TRAN的另一端(02端)形成回路，真空交流接触器KM1的开关触点闭合，专供风机的I级电机启动，同时，专供风机启动器中的真空交流接触器KM1的常闭辅助触点KM1-4开启，断开备用风机电源02线的接地使备用风机停机；专供风机的II级电机按上述原理延时自启动投入运行，从而使专供风机正常运行，完成从备用风机向专供风机的自动切换。
权利要求1.一种矿用风机智能切换启动器，包含隔爆外壳和位于隔爆外壳内的内部电路，内部电路包含分别串接有真空交流接触器KM1、KM2的开关主触点的对旋式风机I、II级电机的主供电回路，还包含与主供电回路相连的变压器TRAN，还包含一端与变压器的次级一端相连含有相互串接的真空交流接触器KM1的线圈、停车按钮SB2、启动按钮SB1的I级电机启动控制支路和含有相互串接的真空交流接触器KM2的线圈、停车按钮SB6、启动按钮SB3的II级电机启动控制支路；其特征为I、II级电机启动控制支路的另一端都与由真空交流接触器KM1的常闭辅助触点KM1-4和钮子开关K并联而成的支路相串联后与变压器TRAN的次级另一端相连；在变压器TRAN的另一次级端经过整流电路连接含有单片机芯片的切换控制回路，在单片机芯片的输入端对地连接有真空交流接触器KM1的辅助常开触点KM1-5，在单片机芯片的输出端连接有继电器J1的线圈和时间继电器SJ的线圈，时间继电器SJ的常开触点并联在II级电机启动控制支路中的启动按钮SB3的两端，继电器J1的常开触点的一端与I级电机启动控制支路中的启动按钮SB1的后结点相连、另一端作为外接线端(2)引出隔爆外壳，同时，从I级电机启动控制支路中的启动按钮SB1的前结点引出外接线端(1)，从电机启动控制回路中的真空交流接触器KM1的常闭触点KM1-4的前结点引出外接线端(9)。
2.如权利要求1所述的矿用风机智能切换启动器，其特征为单片机芯片的输入端对地连接有真空交流接触器KM2的常开辅助触点KM2-4，同时，在单片机芯片的输出端连接有风机I、II级电机工作指示发光二极管D1、D2，在变压器TRAN的次级两端连接有电源供电指示发光二极管D3；在隔爆壳体上开有玻璃观察窗(10)。
专利摘要本实用新型为矿用风机智能切换启动器。其包含隔爆外壳和位于隔爆外壳内的内部电路，内部电路包含对旋式风机I、II级电机的主供电回路，还包含与主供电回路相连的变压器TRAN，连接于变压器次级回路的I、II级电机启动控制回路，真空交流接触器KM1的常闭辅助触点KM1－4和钮子开关K并联而成的支路串联在电机启动控制回路，在变压器TRAN的另一次级端经过整流电路连接含有单片机芯片的切换控制回路。该矿用风机智能切换启动器以单片机为控制部件，其电路结构简单、工作性能稳定，且单片机的通讯接口可与远端的计算机连接；可实现双风机双电源间的双向切换和对旋式风机I、II级电机间的延时启动控制，且可显示风机及电源的工作状态。
文档编号E21F1/00GK2697317SQ20042001595
公开日2005年5月4日 申请日期2004年3月24日 优先权日2004年3月24日
发明者王燕桥 申请人:王燕桥