多功能型变频柜的制作方法

本实用新型属于工控技术领域，包括化工、钢铁、热电、石油等在内的工业领域，具体而言，本实用新型涉及一种多功能型变频柜，应用于对工控设备持续运行性要求高的各个行业及领域，能够很好的保证设备的良好运行，从而提高生产效率。

背景技术：

随着社会的发展，对变频柜的要求越来越高，越来越趋向于使变频柜有更多的功能；如何使变频柜具有更多的功能成为当下需要解决的问题。

现有技术中的多功能变频柜有很多，如申请日为2016年4月20日、申请号为201620354803.1、名称为“一种高效散热变频柜”的中国专利文件，该专利文件涉及变频柜技术领域，更具体地说涉及一种高效散热变频柜，利用空气对流的原理，在变频柜的外部设置进风风扇将冷空气送入变频柜，在变频柜的内部设置出风风扇将热空气送出变频柜，通过在变频柜上设置散热片，安装散热水管的方式提高变频柜的散热效率，降低变频柜的工作温度，提高变频柜的工作效率。进风风扇安装在进风风扇支架上，进风风扇和进风风扇支架均设置在变频柜主体的外部，出风风扇安装在出风风扇支架上，出风风扇支架和出风风扇均设置在变频柜主体的内部，门板活动连接在变频柜主体的前端，散热水管固定连接在变频柜主体的顶部，出风口防护罩固定连接在变频柜主体的左侧。但是该专利文件的高效散热变频柜并无法实现功能的多样性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多功能型变频柜，以至少解决现有技术中存在的变频柜无法实现多功能的的技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种多功能型变频柜，其技术方案如下：所述多功能型变频柜包括：柜体、就地远方转换开关、工频变频转换开关、就地控制回路、远方控制回路、工频控制回路和变频控制回路；所述柜体用于用于提供安装空间；所述就地远方转换开关的就地输入触点和远方输入触点与火线连接，就地输出触点与所述就地控制回路连接，远方输出触点与所述远方控制回路连接，所述就地远方转换开关经旋转后，择一地使所述就地输入触点与所述就地输出触点接通以及所述远方输入触点与所述远方输出触点接通；所述工频变频转换开关的变频输入触点和工频输入触点与所述就地控制回路的择频输出端和所述远方控制回路的择频输出端连接，变频输出触点与所述变频控制回路连接，工频输出触点与所述工频控制回路连接，所述工频变频转换开关经旋转后，择一地使所述变频输入、输出触点接通以及所述工频输入、输出触点接通；所述就地控制回路用于通过启动、停止按钮控制与变频器连接的电机的启动、停止；所述远方控制回路用于通过集控室信号控制与所述电机的启动、停止；所述工频控制回路用于控制所述电机的供电频率为工频；所述变频控制回路用于改变所述电机的供电频率。

在如上所述的多功能型变频柜中，优选地，所述就地控制回路包括：并联形成第一组合回路的启动按钮、变频器启动继电器的第一常开触点和工频启动接触器的第一常开触点，以及与所述第一组合回路串联在所述就地输出触点和所述工频输入触点与变频输入触点之间的停止按钮，所述停止按钮的输出端为所述就地控制回路的择频输出端；所述远方控制回路包括：并联形成第二组合回路的启动端子和远方启动继电器的第一常开触点，以及与第二组合回路串联在所述远方输出触点与零线之间的远方停止继电器的常闭触点和所述远方启动继电器的线圈，串联在所述远方输出触点与零线之间的停止端子与所述远方停止继电器的线圈，输入端与所述远方输出触点连接的所述远方启动继电器的第二常开触点，所述远方启动继电器的第二常开触点的输出端与所述输入触点连接且为所述远方控制回路的择频输出端；所述工频控制回路包括变频输出接触器的常闭触点和工频启动接触器，所述变频输出接触器的常闭触点和所述工频启动接触器的线圈串联在所述工频输出触点和零线之间，所述工频启动接触器的第二常开触点串联在电源与所述电机的电源输入端之间；所述变频控制回路包括：变频输出合闸子回路和变频控制子回路；所述变频输出合闸子回路包括：变频输出接触器和所述工频启动接触器的第一常闭触点，所述工频启动接触器的第一常闭触点和所述变频输出接触器的线圈串联在所述工频变频转换开关的变频合闸输出触点与零线之间，所述变频合闸输入触点经所述控制回路电源开关与火线连接，所述变频输出接触器的第一常开触点串联在所述变频器的动力输出端和所述电机的电源输入端之间；所述变频控制子回路包括：所述变频输出接触器的第二常开触点、变频器启动继电器的线圈、变频器电流电压切换继电器和电位器，所述变频输出接触器的第二常开触点和所述变频器启动继电器的线圈串联连接在所述变频输出触点与所述零线之间，所述变频器启动继电器的第二常开触点与所述变频器的第一指令信号输入端连接，所述电位器与所述变频器的第一调节信号输入端连接，所述集控室信号与所述变频器的第二调节信号输入端连接，所述变频器电流电压切换继电器的线圈串接在所述远方输出触点与零线之间，所述变频器电流电压切换继电器的常开触点与所述变频器的第二指令信号输入端连接。

在如上所述的多功能型变频柜中，优选地，所述就地控制回路还包括：所述远方启动继电器的常闭触点，串联在所述停止按钮和所述输入触点之间。

在如上所述的多功能型变频柜中，优选地，所述多功能型变频柜还包括变频器故障输出继电器，所述变频器故障输出继电器的线圈与所述变频器的第一状态信号输出端连接，所述变频器故障输出继电器的常闭触点与所述变频输出接触器的第二常开触点串联。

在如上所述的多功能型变频柜中，优选地，所述多功能型变频柜还包括：所述变频器故障输出继电器的常开触点和故障指示灯，所述变频器故障输出继电器的常开触点和所述故障指示灯串联在火线和零线之间。

在如上所述的多功能型变频柜中，优选地，所述远方控制回路还包括时间继电器，所述时间继电器的常开触点与所述第二组合回路并联，所述时间继电器的置位线圈与所述远方启动继电器的线圈并联，所述远方停止继电器的常开触点和所述时间继电器的复位线圈串联形成回路。

在如上所述的多功能型变频柜中，优选地，所述多功能型变频柜还包括：第一急停按钮，串联在所述工频输入触点与变频输入触点和所述就地控制回路的择频输出端之间，还串联在所述工频输入触点与变频输入触点和所述远方控制回路的择频输出端之间。

在如上所述的多功能型变频柜中，优选地，所述多功能型变频柜还包括：变频器运行输出继电器和运行指示灯，所述变频器运行输出继电器的线圈与所述变频器的第二状态信号输出端连接，所述变频器运行输出继电器的常开触点与所述工频启动接触器第三常开触点并联后与所述运行指示灯串联在火线和零线之间；还包括：所述变频器运行输出继电器的常闭触点、所述工频启动接触器的第二常闭触点和停止指示灯，所述变频器运行输出继电器的常闭触点、工频启动接触器的第二常闭触点和停止指示串联在火线和零线排之间。

在如上所述的多功能型变频柜中，优选地，所述多功能性变频柜还包括柜内照明灯和照明灯开关，所述柜内照明灯和所述照明灯开关串联在火线和零线之间。

在如上所述的多功能型变频柜中，优选地，所述多功能型变频柜还包括：电压表、电流表和互感器，所述电压表并联在所述电源的两个相线之间，用于显示变频柜内进线电压，所述互感器与工频电源线耦合连接，还与所述电流表串联形成回路，用于在工频启动时，显示所述电机的运行电流，所述工频电源线连接在火线与所述电机的电源输入端连接之间。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：

该多功能型变频柜集成了多种控制方式，以满足不同需求的控制方式，使控制能够多元化，各个方式之间可以互为备用，当一种控制方式出现问题时，可选择其他方式运行设备，从而保证了控制的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的多功能型变频柜的主视图。

图2为本实用新型优选实施例的多功能型变频柜(包括就地远方转换开关)的控制结构示意图。

图3为本实用新型优选实施例的多功能型变频柜(包括工频变频转换开关)的控制结构示意图。

图4为本实用新型优选实施例的的防晃电原理图。

图5为本实用新型优选实施例的的时间继电器的复位图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

如图1～3所示，本实用新型优选实施例的多功能型变频柜包括用于提供安装空间的柜体1和变频器面板控制回路，还包括：就地远方转换开关SAH1、工频变频转换开关SAH2、就地控制回路、远方控制回路、工频控制回路和变频控制回路。

就地远方转换开关SAH1的就地输入触点1和远方输入触点3与火线连接，就地远方转换开关SAH1的就地输出触点2与就地控制回路连接，就地远方转换开关SAH1的远方输出触点4与远方控制回路连接，就地远方转换开关SAH1经旋转后，择一地使就地触点1-2接通和远方触点3-3接通，即就地输入触点1与就地输出触点2连通，或远方输入触点3与远方输出触点4接通，从而使就地控制回路或远方控制回路带电，即实现就地和远方的切换。就地远方转换开关SAH1的输入触点包括就地输入触点1和远方输入触3点。就地远方转换开关SAH1的输出触点包括就地输出触点2和远方输出触点4。

工频变频转换开关SAH2的变频输入触点1和工频输入触点3与就地控制回路的择频输出端和远方控制回路的择频输出端连接，工频变频转换开关SAH2的变频输出触点2与变频控制回路连接，工频变频转换开关SAH2的工频输出触点4与工频控制回路连接，工频变频转换开关SAH2经旋转后，择一地使变频触点1-2连通和工频触点3-4接通，即变频输入触点1和变频输出触点2连通，或工频输入触点3和工频输出触点4连通，从而使工频控制回路或变频控制回路带电，即实现工频和变频的切换。工频变频转换开关SAH2的输入触点包括变频输入触点1和工频输入触点3。工频变频转换开关SAH2的输出触点包括变频输出触点2和工频输出触点4。

就地控制回路用于通过启动按钮和停止按钮控制与变频器连接的电机的启动、停止。远方控制回路用于通过集控室信号{即DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)信号}控制与变频器连接的电机的启动、停止。工频控制回路用于控制电机的供电频率为工频；变频控制回路用于改变电机M1的供电频率。变频器UF的动力输入端(如图3中的U1、V1、W1)经变频器电源开关1QF与电源(A、B、C)连接。

具体而言，就地控制回路包括启动按钮KA、停止按钮GA、变频器启动继电器P-1ZK的第一常开触点和工频启动接触器P-KM的第一常开触点。启动按钮KA、变频器启动继电器P-1ZK的第一常开触点和工频启动接触器P-KM的第一常开触点并联形成第一组合回路，第一组合回路、停止按钮GA串联在就地远方转换开关SAH1的就地输出触点2和工频变频转换开关SAH2的输入触点之间。停止按钮GA的输出端为就地控制回路的择频输出端。

远方控制回路包括：启动端子X2:1-X2:2、远方启动继电器P-3ZK、远方停止继电器P-4ZK和停止端子X2:3-X2:4。启动端子X2:1-X2:2和远方启动继电器P-3ZK的第一常开触点并联后形成第二组合回路，第二组合回路与远方停止继电器P-4ZK的常闭触点、远方启动继电器P-3ZK的线圈串联在就地远方转换开关SAH1的远方输出触点4与零线N排之间。停止端子X2:3-X2:4与远方停止继电器P-4ZK的线圈串联在就地远方转换开关SAH1的远方输出触点4与零线N排之间。远方启动继电器P-3ZK的第二常开触点的输入端与就地远方转换开关SAH1的远方输出触点4连接，输出端为远方控制回路的择频输出端，其与工频变频转换开关SAH2的输入触点连接。启动端子X2:1-X2:2、远方启动继电器P-3ZK的第一常开触点、远方停止继电器P-4ZK的常闭触点、远方启动继电器P-3ZK的线圈连接后形成的电路可以称为远方启动控制回路(或称DCS启动控制回路)；停止端子X2:3-X2:4和远方停止继电器P-4ZK的线圈连接后形成的电路可以称为远方停止控制回路(或称DCS停止控制回路)。

为了安全控制，就地控制回路还包括远方启动继电器P-3ZK的常闭触点，其串联在停止按钮GA和工频变频转换开关SAH2的输入触点之间，此时远方停止继电器P-3ZK的常闭触点的输出端为就地控制回路的择频输出端。

工频控制回路包括：变频输出接触器M-KM的常闭触点和工频启动接触器P-KM。变频输出接触器M-KM的常闭触点和工频启动接触器P-KM的线圈串联在工频变频转换开关SAH2的工频输出触点4和零线N排之间。工频启动接触器P-KM的第二常开触点对应地串联在电源与电机M1的电源输入端之间。

变频控制回路包括：变频输出合闸子回路和变频控制子回路。

变频输出合闸子回路包括：变频输出接触器M-KM和工频启动接触器P-KM的第一常闭触点。

工频启动接触器P-KM的第一常闭触点和变频输出接触器M-KM的线圈串联在工频变频转换开关SAH2的变频合闸输出触点6与零线N排之间，变频合闸输入触点5经控制回路电源开关2QF与火线连接，在图3中，火线为A相线。变频输出接触器M-KM的第一常开触点对应串联在变频器UF的动力输出端和电机M1的电源输入端之间。

变频控制子回路包括：变频输出接触器M-KM的第二常开触点、变频器启动继电器P-1ZK的线圈、变频器电流电压切换继电器2K和电位器。变频输出接触器M-KM的第二常开触点和变频器启动继电器P-1Zk的线圈串联连接在工频变频转换开关SAH2的变频输出触点2与零线N排之间。变频器启动继电器P-1ZK的第二常开触点与变频器UF的第一指令信号输入端连接，电位器RP与变频器UF的第一调节信号输入端连接，电位器RP给定范围可以为0～10V；集控室信号(即DCS信号)与变频器UF的第二调节信号输入端连接，集控室信号优选给定范围4～20mA。变频器电流电压切换继电器2K的线圈串接在就地远方转换开关SAH1的远方输出触点4与零线N排之间，变频器电流电压切换继电器2K的常开触点与变频器UF的第二指令信号输入端连接。

为了在变频器UF检测出故障时，使变频器UF停止运行，多功能型变频柜还包括变频器故障输出继电器P-2ZK，其线圈与变频器UF的第一状态信号输出端连接，其常闭触点与变频输出接触器M-KM的第二常开触点串联。

多功能型变频柜还包括：用于对故障状态进行指示的故障指示回路，其包括：变频器故障输出继电器P-2ZK的常开触点和故障指示灯P-HY。变频器故障输出继电器P-2ZK的常开触点和故障指示灯P-HY串联在火线和零线N排之间。

为了在电网掉电或者电压不稳的时间，使在控制电压瞬时丢失或者减小的情况下，远方控制回路在设置的时间内仍然保持接通状态，从而实现在设置时间内如果电网电压恢复正常的情况下，使电机M1能够自行启动，即为了实现防晃电功能，远方控制回路还包括时间继电器P-ST。时间继电器P-ST的常开触点与第二组合回路并联，时间继电器P-ST的置位线圈与远方启动继电器P-3ZK的线圈并联。远方停止继电器P-4ZK的常开触点和时间继电器P-ST的复位线圈串联形成回路。

为了在紧急情况下使电机M1停止运行，多功能型变频柜还包括：第一急停按钮SBE(如图1所示)，其串联在工频变频转换开关SAH2的输入触点和就地控制回路的择频输出端(即停止按钮GA的输出端)之间，还串联在工频变频转换开关SAH2的输入触点和远方控制回路的择频输出端(即远方启动继电器P-3ZK的第二常开触点)之间。

为了在紧急情况下使远方控制回路停止控制，多功能型变频柜还包括：第二急停按钮SBE(在图1中未示出)，其串联在第二组合回路和远方停止继电器P-4ZK的常闭触点之间。

多功能型变频柜还包括：用于对运行状态进行指示的运行指示回路和用于对停止状态进行指示的停止指示回路。运行指示回路包括：变频器运行输出继电器P-6ZK和运行指示灯P-HR，变频器运行输出继电器P-6ZK的线圈与变频器UF的第二状态信号输出端连接，变频器运行输出继电器P-6ZK的常开触点与工频启动接触器P-KM的第三常开触点并联后与运行指示灯P-HR串联在火线和零线N排之间。停止指示回路包括：变频器运行输出继电器P-6ZK的常闭触点、工频启动接触器P-KM的第二常闭触点和停止指示灯P-HG。变频器运行输出继电器P-6ZK的常闭触点、工频启动接触器P-KM的第二常闭触点和停止指示灯P-HG串联在火线和零线N排之间。

为了便于观察多功能型变频柜内部情况，其还包括：具有柜内照明灯1EL和照明灯开关SA的柜内照明回路，柜内照明灯1EL和照明灯开关SA串联在火线和零线N排之间。

为了实时观察多功能型变频柜的电压和电流运行情况，多功能型变频柜还包括：电压表PV、电流表PA和互感器LH。电压表PV并联在两个相线之间(如图2中的A相和B相之间的电压)，用于显示变频柜内进线电压。互感器LH与工频电源线耦合连接，还与电流表PA串联形成回路，用于在工频启动时，显示电机M1的运行电流。工频电源线连接在火线与电机M1的电源输入端连接之间。

下面对多功能型变频柜的控制方式进行说明。

控制方式包括变频器面板控制方式和外部回路控制方式。外部回路控制方式包括：就地工频控制方式、就地变频控制方式、远方工频控制方式和远方变频控制方式。前述5种控制方式的切换可通过变频器面板、就地远方转换开关SAH1和工频变频转换开关SAH2进行切换。

变频器面板控制方式是通过变频器面板控制回路进行切换，此控制方式下通过变频器面板以及与其对应的控制回路(可以将两者合称为变频器面板控制回路)来控制设备(如电机M1)的启停以及变频器UF的频率输出，可以在外部回路控制方式出现问题时使用。该控制方式是变频器UF自身带的一种控制方式，其通过变频器面板按键来进行切换、启停、调速等控制。

就地工频控制方式是通过就地远方转换开关SAH1和工频变频转换开关SAH2进行切换，此控制方式下通过启动按钮KA、停止按钮GA来控制设备的启停，此控制方式不经过变频器UF控制，因此不能对设备电机进行调速，所以此控制方式一般在设备调试时使用。

就地变频控制方式是通过就地远方转换开关SAH1和工频变频转换开关SAH2进行切换，此控制方式下通过启动按钮KA、停止按钮GA来控制设备的启停，通过电位器RP来调节变频器UF的输出频率。此控制方式一般在设备调试和远方变频控制出现问题时使用。

远方工频控制方式是通过就地远方转换开关SAH1和工频变频转换开关SAH2进行切换，此控制方式下通过集控室信号(即DCS信号)来控制设备电机的启停，此控制方式不经过变频器控制，因此不能对设备电机进行调速，所以此控制状态一般在设备调试时使用。

远方变频控制方式是通过就地远方转换开关SAH1和工频变频转换开关SAH2进行切换，此控制方式下通过集控室信号来控制设备电机的启停和设备电机的转速，此控制方式是在设备正常运行时最常用的一种控制方式。

下面对外部回路控制方式的实现原理进行说明。

首先是就地和远方的转换，参照附图3，当就地远方转换开关SAH1SAH1打在左45度时，SAH1的就地触点1-2接通，远方触点3-4断开，此时也就是电源母线A6102带电，A6103不带电，将就地控制回路挂在母线A6102上即可实现就地控制，同样的原理，将转换开关打在右45度时，SAH1的就地触点1-2断开，远方触点3-4接通，此时母线A6103带电，A6102不带电，将远方控制回路挂在母线A6103上即可实现远方状态控制，因此远方就地的切换实际上也就是通过就地远方转换开关SAH1来切换两条母线A6102和A6103的带电情况来实现的。为了便于描述多功能性变频柜的结构，母线A6101、母线A6102、母线A6103分别表示三根在接通后与火线(如图3中的A相)连通的母线，母线N6101表示与零线N排连接的母线。

其次是工频和变频的切换，参照图2，当工频变频转换开关SAH2打在左45度时，SAH2的变频触点1-2接通，工频触点3-4断开，此时回路控制的是变频器启动继电器P-1ZK控制，通过继电器P-1ZK的第二常开触点来控制变频器UF的启停(参照图3)，因此此时为变频控制方式；

当工频变频转换开关SAH2打在右45度时，SAH2的变频触点1-2断开，工频触点3-4接通，此时回路控制的是工频启动接触器P-KM，通过接触器P-KM的第二常开触点的吸合直接来启停电机M1(参照图3)，因此此时为工频控制方式，可以看出，在工频状态下主回路是直接送电压给设备电机M1的，因此在这种状态下无法来调节电机M1的转速。

通过就地远方转换开关转换开关SAH1和工频变频转换开关SAH2的转换，两两结合，即实现了多功能型变频柜的四种最主要的控制方式：就地工频，就地变频，远方工频，远方变频。

现在市面上的变频器柜一般只有其中的一种或两种控制方式，因此也给设备的运行带来了局限性。该多功能型变频柜(或称多功能型变频器控制柜)集成了多种控制方式，以满足不同需求的控制方式，使控制能够多元化，各个方式之间可以互为备用，当一种控制方式出现问题时，可选择其他方式运行设备，从而保证了控制的可靠性。

参照图4～5，下面对防晃电功能的实现过程进行说明。

就地远方转换开关远方触点3-4接通，在电网电压正常时，短接启动端子X2:1-X2:2，远方启动继电器P-3ZK的线圈得电，远方启动继电器P-3ZK通过其第一常开触点(自锁点)保持，此时远方启动控制回路正常工作。同时延时继电器P-ST的置位线圈得电，其常开触点闭合。

在电网电压不稳定或者丢失瞬间(发生晃电)的情况下，远方启动继电器P-3ZK的线圈失去电压，远方启动继电器P-3ZK的第一常开触点打开，远方启动继电器P-3ZK不能够进行自保持，此时时间继电器P-ST的常开触点仍然闭合，保持远方启动继电器P-3ZK回路的接通。

在时间继电器P-ST调整的时间内，电网电压恢复正常，此时由于时间继电器P-ST的常开触点是闭合的，因此远方启动继电器P-3ZK的线圈即可得电，远方启动继电器P-3ZK的第一常开触点即闭合自锁，远方启动继电器P-3ZK恢复正常工作状态。

当人为停机时，短接停止端子X2:3-X2:4，远方停止继电器P-4ZK的线圈得电工作，远方停止继电器P-4ZK的常闭触点打开，此时远方启动继电器P-3ZK的线圈KA1失电，远方启动继电器P-3ZK的第一常开触点打开，如图2，远方停止继电器P-4ZK的常开触点闭合，时间继电器P-ST的复位线圈闭合，时间继电器P-ST复位，时间继电器P-ST的常开触点也随即由闭合变为打开，此时回路停止工作。

在实现防晃电功能中，将变频器的启动方式修改为高电平启动，用远方启动继电器P-3ZK的第一常开接点作为启动柜体1内变频器UF的指令，此时变频器指令信号为高电平，即指令信号为1变频器就会启动，因此启动远方启动继电器P-3ZK就是启动变频器。

需要说明的是，本实施例中的连接是电连接，端子编号只是便于说明，并不是对本实施例的限定。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。