专利名称：矿用电机负载功率信号集成取样器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿井下防爆电机过载保护装置，特别是一种用于综采放顶煤工作面、实时对多台设备的电机负载功率信号同时监测取样和集中处理、向综采放顶煤工作面的预警保护检测装置提供电机负载功率信号的本安型矿用电机负载功率信号集成取样器。
背景技术：
自煤矿厚煤层开采实现放顶煤开采新工艺以来，采煤综合机械化的装备水平发生了巨大变化，综采放顶工作面集中了负荷变化频繁、幅值变化大的多种机械设备，如采煤机、输送机、破碎机、转载机等。对综采放顶煤工作面设备进行实时监视，随时掌握设备的运行工况，对降低设备事故率，延长设备运转周期，提高设备的工作效率具有重要意义。例如综采放顶煤工作面的前、后部输送机，二者各有溜头、溜尾两台电机驱动，负荷大且变化频繁，易发生断链、“压死”、烧电机等事故。只有与综采放顶煤工作面输送机负载功率平衡监视预警装置配套使用，才能有效地防止事故的发生，提高输送机的使用效率。现有向综采放顶煤工作面预警、保护、检测装置提供电机负载功率变化的信号取样器接线多而复杂，且接线不便。
发明内容
为了克服现有综采放工作面电机负载功率信号取样器接线多而复杂且接线不便的不足，本实用新型提供一种矿用电机负载功率信号集成取样器，它能实时对多台设备电机负载功率信号同时取样和集中处理，向综放面预警保护检测装置提供电机负载功率信号，并采用本安型电路，使接线安全简便。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是矿用电机负载功率信号集成取样器由两路或多路信号采样处理电路所组成。每一路信号采样处理电路由电流互感器、负载电阻、压敏电阻、整流电路、滤波电路、安全栅等构成。其中，每一路的电流互感器、负载电阻与压敏电阻共同并联，并由环氧树脂灌封于环形壳体中，它们的两端为信号输出端，与信号电缆连接，构成信号采样器。各路整流电路、滤波电路以及连接于其后的安全栅，由环氧树脂灌封一体，构成本安集成信号处理模块。各信号采样器通过信号电缆，与本安集成信号处理模块的输入接线端子连接。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案还可以是矿用电机负载功率信号集成取样器的信号采样处理电路采用四路。
矿用电机负载功率信号集成取样器的信号采样处理电路，每一路中都有发光指示电路。发光指示电路的发光二极管与限流电阻串联后跨接于对应的输入接线端子之间。发光二极管、限流电阻同样也灌封于本安集成信号处理模块上。
矿用电机负载功率信号集成取样器的本安集成信号处理模块的输入接线端子与信号电缆的连接，采用双线并联。本安集成信号处理模块输出端为输出接线端子，该接线端子与多芯输出电缆连接，连接形式也采用双线并联。
本实用新型的有益效果是①本集成取样器为本质安全型电气设备，适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井。能对综放工作面多台设备电机功率信号进行实时取样、分别显示各路信号采样器的工作状态。如对输送机四台电机进行实时取样和监视。
②本装置的信号采样器采用圆环形灌封结构，安全可靠；本安集成信号处理模块采用长方形灌封结构，能够实时处理多路电机负载功率信号，性能可靠、安装简便。
图1是本实用新型的整体结构示意图图2是本安集成信号处理模块外部的、即信号采样器部分的电路原理图图3是本安集成信号处理模块内部的电路原理图图4是信号采样器的结构示意图主视剖视图图5是信号采样器的结构示意图俯视图图中1-信号采样器、2-信号电缆、3-输入接线端子、4-显示板、5-本安集成信号处理模块、6-输出接线端子、7-多芯控制电缆、8-环氧树脂充填胶、9-压敏电阻、10-电路板、11-壳体封盖板、12-负载电阻、13-电流互感器、14-电流互感器的环型铁芯具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
在图1中，本实用新型主要由四只信号采样器(1)与一只本安集成信号处理模块(5)组成。信号采样器(1)通过其信号电缆(2)，与本安集成信号处理模块(5)的输入接线端子(3)连接，本安集成信号处理模块(5)的输出接线端子(6)与多芯控制电缆(7)连接，它们共同组成四路信号采样处理电路。多芯控制电缆(7)的另一端与综采放顶煤工作面的预警、保护、检测装置连接，实时地提供四路电机功率变化信号，实现多路信号采样、集中一缆输出。本安集成信号处理模块(5)上装有显示板(4)，显示板(4)上有四只发光二极管，分别显示四个信号采样器(1)输出的四路电机负载功率采样信号。
在图2中，四路信号采样器(1)的电流互感器(TA1～TA4)分别与对应的负载电阻(R1-1～R1-4)、压敏电阻(RV1～RV4)并联，它们的两端为信号输出端，通过信号电缆分别与本安信号处理模块(5)四路输入接线端子(X11、X21)、(X31、X41)、(X51、X61)、(X71、X81)对应连接。
在图3中，本安信号处理模块(5)的四路输入接线端子(X11、X21)、(X31、X41)、(X51、X61)、(X71、X81)，分别与对应的一路信号处理电路连接，信号处理电路的输出端为输出接线端子(XC-1、XC-2、XC-3、XC-4、XC-5)。信号处理电路依次由发光指示电路、整流电路、滤波电路、安全栅、保护二极管构成。发光指示电路由发光二极管(V11、V21、V31、V41)与限流电阻(R11、R21、R31、R41)串联后跨接于输入接线端子；整流电路由四只整流二极管组成全波桥式整流器(U1～U4)；滤波电路由电容器(C11、C21、C31、C41)、电阻(R12、R22、R32、R42)、电容器(C12、C22、C32、C42)组成的π型滤波器；安全栅由稳压二极管(V12、V22、V32、V42)、电阻(R13、R23、R33、R43)、稳压二极管(V13、V23、V33、V43)组成的安全栅电路，安全栅的正输出端经保护二极管(V14、V24、V34、V44)，接输出接线端子(XC-1、XC-2、XC-3、XC-4)，安全栅的负输出端接公共负输出端(XC-5)。
本安集成信号处理模块(5)的输入接线端子(3)与信号电缆(2)的连接，和其输出接线端子(6)与多芯输出电缆(7)的连接，均采用双线并联联接。采用双线并接，以实现输入、输出联接的高可靠性。
在图4、5中示出信号采样器(1)的内部结构和外形。带环型铁芯(14)的电流互感器(13)，与焊接在环形电路板(10)的压敏电阻(9)、负载电阻(12)、信号电缆(2)的一端，装于圆环状壳体内，用环氧树脂充填胶(8)充填灌封，并加封盖板(11)掩护。信号电缆(2)的另一端由壳体内引出、成为拖线。
为便于安装维护，提高可靠性本实用新型的信号采样器由环氧树脂灌封于圆环形的壳体中，做成圆环状，内部电路设计为本质安全型，其目的是适用于有瓦斯、煤尘爆炸的矿井。
工作原理上述矿用电机负载功率信号集成取样器由四路信号采样处理电路组成，其中每一路电路的构成和工作原理均相同，以下仅以第一路为例说明。
当电动机运转时，信号采样器(1)的电流互感器(TA1)获取实时电流信号，该电流信号按正比例关系反映电动机负载功率的运行状况，该电流信号流经并联的负载电阻(R1-1)转变成电压信号。压敏电阻(RV1)抑制浪涌电压。负载电阻(R1-1)两端的交流电压信号经信号电缆(2)、输入接线端子(X11、X21)进入本安集成信号处理模块(5)，经桥式整流器(U1)整流，再经由电容器(C11、C22)、电阻(R12)组成的π型滤波器滤波，然后经过由稳压二极管(V12、V13)、电阻(R13)组成的安全栅，最后经保护二极管(V14)输出本安信号。
本实用新型适用于综采放顶工作面的采煤机、输送机、破碎机、转载机等负荷变化频繁、幅值变化大的电机，与相关的仪表、预警、保护等装置配套使用，可实现检测、报警、保护等功能。
上述本安集成信号处理模块集成了四路信号处理电路，适合故障多发的综放工作面前、后部输送机的电机负载信号取样，特别适用于负荷中心如CHP33等的负载信号取样。根据需要可增减信号采样处理电路集成的路数。
电路元件规格型号电流互感器(13)TA1～TA41000/1负载电阻(12)R1-1～R1-4RXYC-100～200Ω/10W压敏电阻(9)RV1～RV4RWX-90/1.0发光二极管V11、V21、V31、V41BT-304 IF 10mA限流电阻R11、R21、R31、R41RJ-5.1～20KΩ/0.25W整流器U1～U4整流二极管1N4007 16只电容器C11、C21、C31、C41CZJD-～2.2μF/400V电容器C12、C22、C32、C42CD-100～1000μF/50V电阻R12、R22、R32、R42RJ-4.7～10KΩ/0.5W电阻R13、R23、R33、R43RJ-4.7～10KΩ/0.5W稳压二极管V12、V22、V32、V422CW1 14稳压二极管V13、V23、V33、V432CW114保护二极管V14、V24、V34、V441N400权利要求1.一种矿用电机负载功率信号集成取样器，其信号采样处理电路包括电流互感器、负载电阻、整流电路、滤波电路，其特征在于所说的信号采样处理电路至少为两路；每一路的电流互感器、负载电阻，与压敏电阻共同并联，并由环氧树脂灌封于环形壳体中，它们的两端为信号输出端，与信号电缆(2)连接，构成信号采样器(1)；每一路的整流电路、滤波电路之后接有安全栅，各路的整流电路、滤波电路、安全栅，由环氧树脂灌封一体，构成本安集成信号处理模块(5)；信号采样器(1)通过信号电缆(2)与本安集成信号处理模块(5)的输入接线端子(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的矿用电机负载功率信号集成取样器，其特征在于所说的信号采样处理电路为四路。
3.根据权利要求1或2所述的矿用电机负载功率信号集成取样器，其特征在于所说的信号采样处理电路，每一路中都有发光指示电路，发光指示电路的发光二极管与限流电阻串联后跨接于对应的输入接线端子(3)之间；发光二极管、限流电阻灌封于本安集成信号处理模块(5)上。
4.根据权利要求1所述的矿用电机负载功率信号集成取样器，其特征在于所说的本安集成信号处理模块(5)的输入接线端子(3)与信号电缆(2)的连接，为双线并联；本安集成信号处理模块(5)输出端为输出接线端子(6)，该接线端子(6)与多芯输出电缆(7)相连接，连接形式也为双线并联。
专利摘要一种用于综采放顶煤工作面的矿用电机负载功率信号集成取样器，由两路或多路信号采样处理电路组成。每路信号采样处理电路由电流互感器、负载电阻、压敏电阻、整流电路、滤波电路、安全栅等构成。每一路的电流互感器、负载电阻与压敏电阻并联，由环氧树脂灌封于环形壳体中，构成信号采样器。各路的整流、滤波电路及安全栅，由环氧树脂灌封一体，构成本安集成信号处理模块。各信号采样器通过信号电缆与本安集成信号处理模块的输入端子连接。能实时对多台设备的电机负载功率信号同时监测取样和集中处理，向综放面预警保护检测装置提供电机负载功率信号；属本安型设备，使用安全简便。特别适用于CHP33等负荷中心的负载信号取样。
文档编号G01R31/34GK2701139SQ20042003981
公开日2005年5月18日 申请日期2004年4月16日 优先权日2004年4月16日
发明者金泰, 刘天牧, 梁卫东, 章文靖 申请人:兖矿集团有限公司