专利名称：一种煤矿低压智能开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿设备技术领域，提供了一种煤矿低压智能开关。
背景技术：
煤矿井下工作环境特殊、空间狭窄、湿度大，存在危险的瓦斯和煤尘，井下电气事故、线路故障及各种火花均可能会引起瓦斯、煤尘爆炸，直接危及人身安全和煤矿安全生产。由于煤矿环境的特殊性，煤矿馈电开关设备不仅要具备各种控制保护功能，同时具有隔爆作用而且要求体积小，易于搬运等特点。煤矿馈电开关通常具有的保护功能有漏电保护、过载保护、短路保护、断相保护、过压与欠压、风电闭锁等。开关主要由三部分组成第一部分，隔爆外壳防止开关火花引起瓦斯、煤尘爆炸；第二部分，以交流接触器或真空断路器为开关器件负责电源回路的接通或关断；第三部分，开关的控制保护电路检测设备运行状态和驱动开关动作。由于目前煤矿井下的馈电开关设备均使用有触点开关，控制技术落后。同时存在笨重、体积大、开关寿命短、操作不方便等缺点。煤矿井下大量使用的中小型低压交流电动机与其配套使用的隔爆磁力启动器经历了几个阶段的发展，长期以来一直使用熔断器和热继电器两种保护。由于保护的可靠性差，已陆续被淘汰。后来研制并推广使用的集成电路综合保护器，在保护功能上有了较大发展，除了过载、断相保护外，还增加了短路和漏电闭锁保护，但大部分采用分立式的电子元件，可靠性和稳定性较差，加之元件质量不过关、维修人员技术水平不高、井下环境恶劣和过负荷运行等因素，使得井下电动机的烧损仍然比较严重。因此研究一种新型控制保护开关以取代原有的煤矿馈电开关设备是十分有益的事情。
发明内容本实用新型的目的是提供一种以单片机为控制核心单元实现无触点开关控制保护电动机的一种煤矿低压智能开关。其采用智能开关的硬件电路和软件设计，实现对设备的控制保护功能和以太网通信功能。本实用新型为了实现上述目的采用以下技术方案—种煤矿低压智能开关，其特征在于包括控制主电路中的用电设备通断的开关单元和控制开关单元的通断的控制保护单元；所述开关单元采用双向可控硅开关；所述控制保护单元包括顺序连接的互感单元、信号调理单元、A/D转换器、单片机，所述单片机连接有网络接口、IXD显示、双向可控硅驱动单元；所述双向可控硅驱动单元连接双向可控硅开关为其提供驱动信号。所述互感单元实时对主电路电压和电流进行采样，将采样后得到的信号送给信号调理单元进行电压值调节和信号中的高频分量，然后经过A/D转换器进行模数转换送给单片机，单片机根据交流采样算法，计算出输入信号的有效值，将计算出来的有效值与程序中预先设定的阈值比较，电路正常工作，液晶显示器动态显示三相线电压、电流的值，同时将采样得到的数据通过以太网发送到上位机，需要时通过上位机修改程序中的整定参数大小，检测到电路发生故障，单片机产生一个信号给驱动电路驱动双向可控硅切断电源，液晶显示屏上显示故障类型。上述方案中，所述互感单元包括，电压互感器和电流互感器，所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号。上述方案中，所述信号调理单元包括用于将双极性信号变换到A / D的采样电压范围内的偏置电路模块和用于滤去高频分量的抗混叠滤波器。本实用新型具有以下有益效果一、本实用新型采用双向可控硅取代传统的磁力开关，这种无触点开关无火花、无噪音、体积小。二、本实用新型接触器工作时，其控制回路需要消耗一定的电能，而可控硅为弱电控制，控制回路损耗微乎其微。三、本实用新型利用单片机及扩展芯组成的控制电路取代传统的继电器、分立集成电路控制，保护功能齐全，保护性能好。四、本实用新型智能开关具有通信功能，可以和矿井安全供电监测、监控系统实现联网，实现远程监视与控制。
图1为本实用新型系统方框图。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步的说明本实用新型提供了一种煤矿低压智能开关，包括控制主电路中的用电设备通断的开关单元和控制开关单元的通断的控制保护单元，开关单元采用双向可控硅开关，控制保护单元包括顺序连接的互感单元、信号调理单元、A/D转换器、单片机，所述单片机连接有网络接口、IXD显示、双向可控硅驱动单元，双向可控硅驱动单元连接双向可控硅开关为其提供驱动信号。工作过程中，互感单元实时对主电路电压和电流进行采样，互感单元包括，电压互感器和电流互感器，所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号，将采样后得到的信号送给信号调理单元，信号调理单元包括用于将双极性信号变换到A /D的采样电压范围内的偏置电路模块和用于滤去高频分量的抗混叠滤波器，然后经过A/D转换器进行模数转换送给单片机，单片机根据交流采样算法，计算出输入信号的有效值，将计算出来的有效值与程序中预先设定的阈值比较，电路正常工作，液晶显示器动态显示三相线电压、电流的值，同时将采样得到的数据通过以太网发送到上位机，需要时通过上位机修改程序中的整定参数大小，检测到电路发生故障，单片机产生一个信号给驱动电路驱动双向可控硅切断电源，液晶显示屏上显示故障类型。
权利要求1.一种煤矿低压智能开关，其特征在于包括控制主电路中的用电设备通断的开关单元和控制开关单元的通断的控制保护单元；所述开关单元采用双向可控硅开关；所述控制保护单元包括顺序连接的互感单元、信号调理单元、A/D转换器、单片机，所述单片机连接有网络接口、IXD显示、双向可控硅驱动单元；所述双向可控硅驱动单元连接双向可控硅开关为其提供驱动信号。所述互感单元实时对主电路电压和电流进行采样，将采样后得到的信号送给信号调理单元进行电压值调节和信号中的高频分量，然后经过A/D转换器进行模数转换送给单片机，单片机根据交流采样算法，计算出输入信号的有效值，将计算出来的有效值与程序中预先设定的阈值比较，电路正常工作，液晶显示器动态显示三相线电压、电流的值，同时将采样得到的数据通过以太网发送到上位机，需要时通过上位机修改程序中的整定参数大小， 检测到电路发生故障，单片机产生一个信号给驱动电路驱动双向可控硅切断电源，液晶显示屏上显示故障类型。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿低压智能开关，其特征在于所述互感单元包括，电压互感器和电流互感器，所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK 型号。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿低压智能开关，其特征在于所述信号调理单元包括用于将双极性信号变换到A / D的采样电压范围内的偏置电路模块和用于滤去高频分量的抗混叠滤波器。
专利摘要本实用新型涉及煤矿设备技术领域，提供了一种煤矿低压智能开关。该智能开关，包括控制主电路中的用电设备通断的开关单元和控制开关单元的通断的控制保护单元，开关单元采用双向可控硅开关，控制保护单元包括顺序连接的互感单元、信号调理单元、A/D转换器、单片机，所述单片机连接有网络接口、LCD显示、双向可控硅驱动单元，双向可控硅驱动单元连接双向可控硅开关为其提供驱动信号。实用新型采用双向可控硅取代传统的磁力开关，这种无触点开关无火花、无噪音、体积小，利用单片机及扩展芯组成的控制电路取代传统的继电器、分立集成电路控制，保护功能齐全，保护性能好。可以和矿井安全供电监测、监控系统实现联网，实现远程监视与控制。
文档编号H02J13/00GK202840485SQ20122053722
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者潘开方, 陈镜汉, 罗文平, 彭玉慧 申请人:重庆飞尔达机械有限责任公司