专利名称：矿用隔爆型整流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种用于矿山(煤矿)井下爆炸性环境中使用的矿用隔爆型整流器。商品名称ZLB-600/600 275型矿用隔爆型整流器或ZLB-1000/600 275型矿用隔爆型整流器。可与1000kVA、630kVA、500kVA、315kVA矿用隔爆型整流变压器配套使用，经三相桥式整流后输出直流电压和直流电流。整流器采用微电脑智能控制保护，全中文显示，具有欠压、过压、短路、过载、断相、漏电闭锁、温度显示、自动降温等保护功能。
背景技术：
在现有技术中，大功率整流器由硅整流电路、电能输入与馈出电路、操作与保护电路、參数检测与显示电路等构成，为柜式结构，体积较大，其功能是将交流电源转换成直流电源。目前用于煤矿井下的整流器，大都是传统技术的非防爆整流设备，即控制系统是有触点的开关；控制技术属于模拟继电器控制；保护系统是阻容式的；显示系统是指针式仪表； 开关操作复杂、有触点、有火花、不安全；体积大、防护等级低、不允许安装在有瓦斯、粉尘的井下峒室里，只能安装在通风处；非防爆，不符合井下电器设备防爆一致性要求，给井下安全管理带来不便和安全隐患。传统技术的非防爆设备在井下工作时存在以下缺点有触点开关可产生火花，是井下失爆因素之一；阻容式保护可靠性低；指针式显示仪表精度低、在井下光线不足情况下不易观察；开关多、操作复杂，失爆点多；分离元件结构，体积大；防护等级低，使用条件受限制，不便管理、存在安全隐患。因此，传统技术的非防爆整流设备已无法满足煤矿井下的特殊环境安全生产的需求，需要有高新技术含量、高性能、高防护等级的设备生产和投入使用。中国实用新型专利说明书2009年6月3日公开了ー种名称为“防爆型牵引整流器”专利文献，专利号CN200820090186. 4，申请日:2008. 06. 11。它是能够在煤炭矿井中防止可燃气体或粉尘因电爆炸引起人身和其他设备损坏的牵引用整流电源设备，防爆型牵引整流器是由牵引整流器机芯和具有防爆功能的腔体构成的，它是将牵引整流器机芯置于防爆腔体内构成的ー种安全电カ设备。该专利只是笼统的把整流器电路置于防爆腔体内(防爆腔体是煤矿井下防爆设备常用结构)，没有阐述针对性的改进，实际是没有专利性的，只是借助新型专利不审查程序才得以通过罢了，无实际保护意义。事实上，整流器整个机芯置于防爆壳体内的关键技术是如何在有限空间内排布整流电路，如何散热，该专利文献没有具体阐述。
发明内容本发明的目的是针对上述不足而提供一种结构紧凑，散热效果好，使用安全可靠的矿用隔爆型整流器。本发明的技术解决方案是矿用隔爆型整流器包括防爆壳体和防爆壳体内的电气线路，电气线路其中包括三相桥式整流电路。三相桥式整流电路中整流ニ极管采用共阳极整流模块和共阴极整流模块输出连接方式，实现整流模块输出极性不同，连接简捷，线路排布合理，減少了ニ极管占用空间，使硅整流电路集成在有限的空间内成为可能。所有整流模块固定在与防爆壳体外连接的热管散热器上，实现热量从防爆壳体内传出壳外，利于散热，解决了散热难题。所述的共阳极整流模块内有两个或两个以上ニ极管的阳极连接在一起，共阴极整流模块内有两个或两个以上ニ极管的阴极连接在一起。整流模块采用两个大功率整流硅片或多个硅片集成；在其内部采用变换硅片极性的方法制造成共阴极或共阳极输出连接；同时为其输出端接线柱加有输出增大导电帽。防爆壳体的前门为三角形，上有斜面式观察窗，观察方便。前门ー侧有合页，关上后是通过前门四周边缘的螺栓固定的，如果壳体内电气电路不断电而打开前门是非常危险的，为了防止随便拧下螺栓而打开前门，在前门的一边铰接并扣压有扣板，扣板旁边的右侧防爆壳体表面上安装有机械电气连锁操作手柄，手柄通过连接轴与防爆壳体内转换开关相连接，防爆壳体外的连接轴上有旋入扣板插槽内的摆片。保证手柄处于分开位置吋，门才能 打开，同时通过控制总开关断电。前门打开以后，手柄即被定位销锁定，可保证以正常的操作方式不会使整流器合闸。本发明的优点是1、通过应用热管散热技术和调换整流模块输出极性，解决了大功率电器设备的散热难题，使该设备能够被设计为防爆结构型式，该设备可用于煤矿井下任何场所，解决了煤矿有史以来电器设备的防爆不一致性的问题，填补了煤矿防爆设备的ー项空白，方便安全管理，消除安全隐患。2、三相桥式整流电路中整流ニ极管采用三相共阳极整流模块和三相共阴极整流模块输出方式，整流模块输出极性有正、有负，并按同极性排布，整流模块输入端子靠近连接，实现连接简捷，线路排布合理，減少了ニ极管占用空间，使硅整流电路集成在有限的防爆壳体空间内成为可能。3、实现开关无触点、控制智能化、结构模块化、保护系统智能化、显示系统数字化、控制操作简单化、防护等级高，安全可靠。4、因采用永磁真空断路器，实现开关无触点，避免了有触点开关产生火花失爆的危险；因采用微电脑控制技木，实现保护控制智能化，控制灵敏度高；因采用数字式电流表和电压表，其计量精度高，便于在光线不足的煤矿井下观察；因采用了模块结构，比较分离元件使设备性能更可靠、维修更方便且缩小了设备体积。5、广泛用于煤矿生产，能够产生较好的经济效益和社会效益。下面将结合实施例对本发明的实施方式作进ー步详细描述。
图I为本发明的主视结构示意图；图2是图I的剖视图；图3是图I的左视图；图4是图I的俯视图；图5是共阳极整流管结构示意图；图6是共阴极整流管结构示意图；图7为本发明整流模块排布电路原理图；图8是整流模块内部结构示意图。
具体实施方式
參见图1-8，零部件名称为防爆壳体I、前门2、观察窗3、微电脑智能控制装置4、输入接线腔5、输出接线腔6、热管散热器7、底座8、电流互感器9、永磁真空断路器10、鸭咀式动触头11、变压器12、侧吹式风机13、整流模块14、模块整流散热器15、防爆风机16、右侧门17、手柄18、连接轴19、摆片20、扣板21、扣板合页22、前门合页23、左侧门24、快速熔断器25、分流器26、塑料封闭壳体27、输出増大导电帽28、整流ニ极管输出接线柱29、填充绝缘导热材料30、ニ极管31、整流模块安装底板32、整流模块输入端子33。參见图I、2，矿用隔爆型整流器包括带前门2的防爆壳体(箱体)I和防爆壳体I内的电气线路，电气线路包括电能输入与输出电路、控制与保护电路、三相桥式整流电路、參数检测与显示电路。三相桥式整流电路中整流ニ极管采用共阳极整流模块14和共阴极整流模块14输出方式，六个整流模块14固定在与防爆壳体I外连接的热管散热器7上。具体是热管散热器7与模块整流散热器15 (铜板)连接，模块整流散热器15固定在防爆壳体I后孔面上，整流模块14固定在模块整流散热器15处于防爆壳体I里面的面上(即模块整流散热器15把整流模块14和热管散热器7隔在了防爆壳体I里外之间)。热管散热 器7下部设有防瀑风机16,连同热管散热器7 —起罩在防护罩内与防瀑壳体I相连接。整流器采用自然散热加强迫风冷的混合冷却方式。整流器的智能综合控制保护装置内设两路温度传感器，其中任意一项超过整定值，即可启动强迫风冷。參见图5、6、7，8，整流模块14采用两个大功率整流硅片31或多个硅片31集成；在其内部采用变换硅片31极性的方法制造成共阴极或共阳极输出连接；同时为其输出端接线柱29加有输出增大导电帽(连接座片)28，扩大了接触面积。图7中，+、-是DC输出，A、B、C是AC输入。整流模块14输出极性有正、有负，并按同极性排布，图7中左边是三个共阳极整流模块14，里面的两个ニ极管的阳极连接在一起，右边是三个共阴极整流模块14，里面的两个ニ极管的阴极连接在一起，实现反向封装，不同极性整流模块14的交流电输入端子靠近连接，实现连接简捷，线路排布合理，減少了 ニ极管占用空间，使硅整流电路集成在有限的防爆壳体空间内成为可能。參见图1，防爆壳体I的前门2的一边铰接并扣压有扣板21，扣板21旁边的右侧防爆壳体I表面上安装有机械电气连锁操作手柄18，手柄18通过连接轴19与防爆壳体I内转换开关相连接，防爆壳体I外的连接轴19上有旋入扣板21插槽内的摆片20。保证手柄18处于分开位置时，前门2才能打开。前门2打开以后，手柄18即被定位销锁定，可保证以正常的操作方式不会使整流器合闸。前门2为三角形，上有斜面式观察窗3，观察窗3内有直流电压表、直流电流表等，前门2三角形内凹侧有微电脑智能控制装置4。整流器防爆壳体I采用钢板焊接加工而成。前门2、右侧门17、左侧门24与防爆壳体I法兰为螺栓紧固。整流器前门2上设有数字电压表、数字电流表、汉显液晶屏，还有分闸、合闸、移位、确认、复位等按钮。參见图1、3，防爆壳体I上左、右侧各有ー个左侧门24、右侧门17。打开左侧门24可检查驱动器的接线与航空插头的接线，动触头与静触头、分流器和温度传感器。打开右侧门17可检查互感器、熔断器、控制电源变压器12、侧吹式风机13、整流ニ极管整流模块14、压敏电阻。參见图4，电能输入与输出电路在防爆壳体I上部前面有输入接线腔5，输入接线腔5内安装有大电流套管及七芯接线端子和四芯接线端子；防爆壳体I上部后面有双回路输出接线腔6，内有电缆引入装置和七芯、四芯接线端子。整流器防爆壳体I上部有两个隔爆接线腔，前面的ー个为交流输入接线腔5，电源来自于隔爆整流变压器的输出端，输入的交流电压为480V或220V。后面的ー个为直流输出接线腔6，直流输出电压为600V或275V。防爆壳体I的前门2上安装有方形观察窗和启动、停止、复位、合闸、分闸、漏电等控制按钮。參见图2，输入接线腔5的电缆引入装置在壳体内通过软连接接到鸭咀式动触头11，进入永磁真空断路器10的输入端，通过真空断路器10输出端鸭咀式动触头11连接到快速熔断器25的下端，再经过快速熔断器25的上端通过软连接经电流互感器9连接到绝缘整流模块14的输入端，由整流器的输出正端经直流分流器26连接到双回路输出接线腔6的电缆引入装置的正端。主回路的A、B、C三相480伏电源电压，通过输入接线腔5连接到永磁真空断路器 10 (DLQI DLQ3)的输入端，经永磁真空断路器10的输出端连接到快速熔断器25的HR3,再经过电流互感器9的LH1-LH3连接到绝缘整流模块14的输入端，经输出接线腔6输出双回路正、负电源。控制回路的控制变压器B2—次输入电压480伏，二次输出36伏和100伏，36伏作为综合保护系统的控制电源，100伏作为永磁真空断路器10的合闸电源。跨接和串接在主回路的数字电压表和数字电流表显示输出端的额定直流电压和额定直流电流。整流器电气线路主要由主电路、控制电路、保护电路等三大部分组成。主电路是通过1000A永磁真空断路器10的A，B, C三相真空管的接通与分断来完成的，电源侧和负荷侧由插接式的导电铜排相连接。控制电路由组合开关GK，永磁真空断路器10的常开、常闭辅助触点等元件组成，当网络出现过载、短路、欠压、漏电等故障时，控制电路可发出动作信号，使主回路按规定时间动作，通过液晶屏显示动作状态。控制回路的电源变压器将一次480V或220V电压变为二次220V，100V, 36V，分别作为合闸线圈、数字电压表、数字电流表和综合控制保护器的电源。电气參数(见表I ;表2)表I矿用隔爆型整流器技术參数
权利要求1.一种矿用隔爆型整流器，包括防爆壳体(I)和防爆壳体(I)内的电气线路，电气线路其中包括三相桥式整流电路，其特征在于三相桥式整流电路中整流二极管采用共阳极整流模块(14)和共阴极整流模块(14)输出连接方式，整流模块(14)固定在与防爆壳体(I)外连接的热管散热器(7)上；所述的共阳极整流模块(14)内有两个或两个以上二极管的阳极连接在一起，共阴极整流模块(14)内有两个或两个以上二极管的阴极连接在一起。
2.按照权利要求I所述的矿用隔爆型整流器，其特征在于整流模块(14)采用两个大功率整流硅片(31)或多个硅片(31)集成；在其内部采用变换硅片(31)极性的方法制造成共阴极或共阳极输出连接；同时为其输出端接线柱(29)加有输出增大导电帽(28)。
3.按照权利要求I所述的矿用隔爆型整流器，其特征在于热管散热器(7)下部设有防爆风机(16) ο
4.按照权利要求I所述的矿用隔爆型整流器，其特征在于防爆壳体(I)上有前门(2)，左、右侧各有一个左侧门(24)和右侧门(17)。
5.按照权利要求4所述的矿用隔爆型整流器，其特征在于前门(2)为三角形，上有斜面式观察窗⑶。
6.按照权利要求I所述的矿用隔爆型整流器，其特征在于防爆壳体(I)上有前门(2)，前门⑵的一边铰接并扣压有扣板(21)，扣板(21)旁边的右侧防爆壳体表面上安装有机械电气连锁操作手柄(18)，手柄(18)通过连接轴(19)与防爆壳体(I)内转换开关相连接，防爆壳体(I)外的连接轴(19)上有旋入扣板插槽内的摆片(20)。
7.按照权利要求I所述的矿用隔爆型整流器，其特征在于电能输入与输出电路在防爆壳体(I)上部前面有输入接线腔(5)，输入接线腔(5)内安装有大电流套管及七芯接线端子和四芯接线端子；防爆壳体(I)上部后面有双回路输出接线腔(6)，内有电缆引入装置和七芯、四芯接线端子。
8.按照权利要求7所述的矿用隔爆型整流器，其特征在于输入接线腔(5)的电缆引入装置在防爆壳体(I)内通过软连接接到鸭咀式动触头(11)，进入永磁真空断路器(10)的输入端，通过永磁真空断路器(10)输出端鸭咀式动触头(11)连接到快速熔断器(25)的下端，再经过快速熔断器(25)的上端通过软连接经电流互感器(9)连接到绝缘整流模块(14)的输入端，由整流器的输出正端经直流分流器(26)连接到双回路输出接线腔(6)的电缆引入装置的正端。
9.按照权利要求I所述的矿用隔爆型整流器，其特征在于主回路的A、B、C三相480伏电源电压，通过输入接线腔连接到永磁真空断路器(10)的输入端，经永磁真空断路器(10)的输出端连接到快速熔断器(25)，再经过电流互感器(9)连接到绝缘整流模块(14)的输入端，经输出接线腔(6)输出双回路正、负电源。
10.按照权利要求I所述的矿用隔爆型整流器，其特征在于控制回路的控制变压器(12) —次输入电压480伏，二次输出36伏和100伏，36伏作为综合保护系统的控制电源，100伏作为永磁真空断路器(10)的合闸电源。
专利摘要本实用新型涉及一种用于煤矿井下爆炸性环境中使用的矿用隔爆型整流器。包括防爆壳体和防爆壳体内的电气线路，电气线路其中包括三相桥式整流电路。三相桥式整流电路中整流二极管采用共阳极整流模块和共阴极整流模块输出连接方式，实现整流模块输出极性不同，连接简捷，线路排布合理，减少了二极管占用空间，使硅整流电路集成在有限的空间内成为可能。所有整流模块固定在与防爆壳体外连接的热管散热器上，实现热量从防爆壳体内传出壳外，利于散热，解决了散热难题。具有结构紧凑，散热效果好，使用安全可靠的特点。
文档编号H02M7/06GK202475286SQ201220078570
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者任刚平, 刘兆祥, 张采兴, 杜晓锋 申请人:张采兴