一种矿用高压变频器电容放电测控装置的制作方法

一种矿用高压变频器电容放电测控装置
[技术领域]
[0001]
本实用新型涉及煤矿井下用隔爆兼本质安全型高压变频器技术领域，具体地说是一种矿用高压变频器电容放电测控装置。
[

背景技术：
]
[0002]
矿用高压变频器主要采用交直交的控制原理，其中间直流回路要依靠电容来进行储能，设备的功率越大配置的电容数量也越多。在设备进行日常维护和检修时，依据标准要求当打开设备主腔隔爆门之前，必须快速有效的将电容内的能量消耗掉，使其能量不大于0.2mj，以防止发生瓦斯爆炸的事故。
[0003]
目前，矿用高压变频器均采用母线端直挂功率电阻来消耗电容的能量，此种方式的放电效率低且不可控，电阻需要额外配置散热装置，在变频器正常运行的过程中无法断开电阻，功率电阻长时间工作容易损坏。
[

技术实现要素：
]
[0004]
本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种矿用高压变频器电容放电测控装置，该装置体积小，能实现监测与控制整个放电过程，且放电控制可靠。
[0005]
为实现上述目的设计一种矿用高压变频器电容放电测控装置，包括闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4、高压真空继电器a5、高压真空继电器b6、厚膜平面无感功率电阻10，所述闭环霍尔电流传感器a3的一端连接变频器直流电容正极，所述变频器直流电容正极与直流母线p正极接口1相接，所述闭环霍尔电流传感器a3的另一端连接高压真空继电器a5的动触点com端，所述高压真空继电器a5的常闭静触点nc端引线到放电电阻正极接口8，所述放电电阻正极接口8另一端连接厚膜式功率电阻10的一端，所述厚膜式功率电阻10另一端连接放电电阻负极接口9的一端，所述放电电阻负极接口9另一端引线与高压真空继电器b6的常闭静触点nc连接，所述高压真空继电器b6的动触点com端引线到闭环霍尔电流传感器b4，所述闭环霍尔电流传感器b4的另一端与直流母线n负极接口2连接，所述直流母线n负极接口2与变频器直流电容负极相接。
[0006]
进一步地，所述直流母线p正极接口1接线正向穿过闭环霍尔电流传感器a3的中间孔洞，且穿线方向与闭环霍尔电流传感器a3上箭头一致，所述高压真空继电器b6的动触点com端引线正向穿过闭环霍尔电流传感器b4的中间孔洞，且穿线方向与闭环霍尔电流传感器b4上箭头一致。
[0007]
进一步地，所述直流母线p正极接口1、直流母线n负极接口2、放电电阻正极接口8、放电电阻负极接口9均采用sm
‑
7100绝缘端子。
[0008]
进一步地，所述厚膜平面无感功率电阻10为串联厚膜平面无感功率电阻uxp800，所述厚膜平面无感功率电阻10安装在风扇散热器上。
[0009]
进一步地，所述闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4、高压真空继电器a5、高压真空继电器b6均选用pcb电路板集成式安装方式，所述闭环霍尔电流传感器a3、闭
环霍尔电流传感器b4、高压真空继电器a5、高压真空继电器b6均焊接或螺丝固定在电路板上。
[0010]
进一步地，所述闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4的供电信号线路，以及高压真空继电器a5、高压真空继电器b6的线圈驱动线路均为电路板上铜箔。
[0011]
进一步地，所述闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4用于测量放电回路放电电流值，所述闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4的测量信号经电路板上信号处理电路处理，使放电回路电流值以4
‑
20ma信号传输至控制器。
[0012]
进一步地，还包括插座7，所述插座7用于装置供电及测控信号输入输出，所述插座7为采用9位排针排插。
[0013]
本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：
[0014]
(1)闭环霍尔电流传感器、高压真空继电器、电流信号处理电路均集成在电路板上，体积小；
[0015]
(2)装置供电及测控信号输入输出使用插座，安装方便，故障发生快速插拔更换，减少故障处理时间；
[0016]
(3)两个闭环霍尔电流传感器检测放电电流，放电回路故障及时可靠反馈；
[0017]
(4)两个高压真空继电器控制放电，控制可靠，真空灭弧无火花适于危险爆炸性气体环境使用；
[0018]
(5)放电电阻使用厚膜平面无感功率电阻，体积小，易于安装风扇散热，且电阻无感抗，可防止产生寄生振荡损坏回路中的其他器件；
[0019]
综上：本实用新型由pcb板集成式闭环霍尔电流传感器、高压真空继电器、厚膜式功率电阻组成，可以适应于pn直流母线架构或者pon直流母线架构，该装置体积小，能实现监测与控制整个放电过程，值得推广应用。
[附图说明]
[0020]
图1是本实用新型的原理示意图；
[0021]
图2是本实用新型闭环霍尔电流传感器的结构示意图；
[0022]
图3a是本实用新型sm
‑
7100绝缘端子的主视图；
[0023]
图3b是本实用新型sm
‑
7100绝缘端子的俯视图；
[0024]
图中：1、直流母线p正极接口 2、直流母线n负极接口 3、闭环霍尔电流传感器a 4、闭环霍尔电流传感器b 5、高压真空继电器a 6、高压真空继电器b 7、插座 8、放电电阻正极接口 9、放电电阻负极接口 10、厚膜平面无感功率电阻。
[具体实施方式]
[0025]
下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：
[0026]
如附图1所示，本实用新型提供了一种矿用高压变频器电容放电测控装置，包括闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4、高压真空继电器a5、高压真空继电器b6、厚膜平面无感功率电阻10，闭环霍尔电流传感器a3的一端连接变频器直流电容正极，变频器直流电容正极与直流母线p正极接口1相接，即，从直流母线p正极接口1接线正向穿过闭环霍尔电流传感器a3中间孔洞(穿线方向与闭环霍尔电流传感器a3上箭头一致)；闭环霍尔电
流传感器a3的另一端连接高压真空继电器a5的动触点com端，高压真空继电器a5的常闭静触点nc端引线到放电电阻正极接口8，放电电阻正极接口8另一端连接厚膜式功率电阻10的一端，厚膜式功率电阻10另一端连接放电电阻负极接口9的一端，然后从放电电阻负极接口9另一端引线与高压真空继电器b6的常闭静触点nc连接，从高压真空继电器b6的动触点com端引线正向穿过闭环霍尔电流传感器b4孔洞(穿线方向与闭环霍尔电流传感器b4上箭头一致)，闭环霍尔电流传感器b4的另一端与直流母线n负极接口2连接，直流母线n负极接口2与变频器直流电容负极相接。
[0027]
其中，放电电阻使用高压厚膜平面无感功率电阻，直流母线p正极接口1、直流母线n负极接口2、放电电阻正极接口8、放电电阻负极接口9均采用sm
‑
7100绝缘端子，其伸缩强度为500lbs，耐压为10kv，扭矩为10n/m，螺纹为8mm，螺纹深度为10mm。厚膜平面无感功率电阻10为串联厚膜平面无感功率电阻uxp800，厚膜平面无感功率电阻10安装在风扇散热器上。闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4、高压真空继电器a5、高压真空继电器b6均选用pcb电路板集成式安装器件方式，闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4、高压真空继电器a5、高压真空继电器b6均焊接或螺丝固定在电路板上；闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4的供电信号线路，以及高压真空继电器a5、高压真空继电器b6的线圈驱动线路均为电路板上铜箔；闭环霍尔电流传感器a3、闭环霍尔电流传感器b4用来测量放电回路放电电流值，测量信号经电路板上信号处理电路处理，使放电回路电流值以4
‑
20ma信号传输至控制器。
[0028]
本实用新型装置体积小，采用pcb板集成式闭环霍尔电流传感器、高压真空继电器和厚膜平面无感功率电阻组成，能实现监测与控制整个放电过程。直流母线p正极接口1、直流母线n负极接口2、放电电阻正极接口8、放电电阻负极接口9使用如附图3a和附图3b所示的sm
‑
7100绝缘端子，耐压10kv，高35mm增大爬电距离，适合高压接线。对于闭环霍尔电流传感器a、闭环霍尔电流传感器b，使用中霍传感的chcs
‑
gbm
‑
5a闭环霍尔电流传感器，小型pcb电路板安装，以1000:1比例转换实际电流值，对高压电流进行隔离测量；使用ti(德州仪器)公司的xtr111传感器接口芯片，对传感器信号处理输出(4
‑
20)ma标准信号电路。如附图1所示，输出两路工业标准(4
‑
20)ma io1、io2信号，可在其中一路损坏时仍然可以检测放电电流。
[0029]
对于高压真空继电器a、高压真空继电器b，使用jpk
‑
11/008dpdt高压真空继电器，15kv耐压，使继电器的两个动触点短接，两个常闭静触点短接，可在其中一刀故障时继电器放电回路仍然有效；连接常闭点将在变频器断电时继电器自动闭合，开始放电；使用两个双刀双掷高压真空继电器将使一个继电器故障时，可控制另一个继电器停止放电，变频器正常运行。对于装置供电、测控信号输入输出的插座，使用2edgk/e2dgrc型9位排针排插，方便更换。放电电阻使用串联厚膜平面无感功率电阻(10)uxp800，电阻安装在风扇散热器上。
[0030]
本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。