一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，包括微控制器、本质安全型电源模块以及液晶触摸屏和通信模块，微控制器通过通信模块与上位机进行数据通信，微控制器的输入端接有电流检测模块、电压检测模块和绝缘电阻检测电路，以及第一晶闸管检测电路、第二晶闸管检测电路、第三晶闸管检测电路和相序检测模块，微控制器的输出端接有报警器、继电器电路和驱动电路，驱动电路包括驱动隔离电路、功率放大电路以及正向晶闸管控制电路和反向晶闸管控制电路。本实用新型专利技术结构简单，使电机平滑可靠地完成启动过程并且可以实时观测各种工作参数，以适应井下复杂的作业环境，且降低了电机在启动时对电网及电机自身的冲击。

A Mine Flameproof and Intrinsically Safe Soft Starter

The utility model discloses a mine flameproof and intrinsically safe soft starter, which comprises a microcontroller, an intrinsically safe power supply module, a LCD touch screen and a communication module. The microcontroller communicates with the host computer through a communication module. The input end of the microcontroller is connected with a current detection module, a voltage detection module, an insulation resistance detection circuit and a first thyristor detection circuit. Measurement circuit, second thyristor detection circuit, third thyristor detection circuit and phase sequence detection module. The output terminal of microcontroller is connected with alarm, relay circuit and driving circuit. The driving circuit includes driving isolation circuit, power amplification circuit, forward thyristor control circuit and reverse thyristor control circuit. The utility model has the advantages of simple structure, smooth and reliable start-up process of the motor, real-time observation of various working parameters, which can adapt to the complex working environment of the underground mine, and reduce the impact of the motor on the power grid and the motor itself during start-up.

【技术实现步骤摘要】
一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器
本技术属于软启动器
，具体涉及一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器。
技术介绍
随着电力电子器件的不断发展和现代控制理论技术的不断成熟，晶闸管、MOSFT、GTO和IGBT等大功率器件在不同领域的广泛应用，软启动的控制方式应运而生。所谓软启动，就是降低电动机正常启动的启动电流，而且电流和电压的变化是连续的，不会像传统启动器那样出现电压和电流的突然跳变，不会对同一电网上的其它设备的运行造成影响。由于矿井下环境复杂多变，所以一般的软启动器无法适应井下特殊的环境，为井下作业带来诸多不便。因此，现如今缺少一种结构简单且设计合理的矿用隔爆兼本质安全型软启动器，能对电机启动进行控制，使电机平滑可靠地完成启动过程并且可以实时观测各种工作参数，以适应井下复杂的作业环境，且降低了电机在启动时对电网及电机自身的冲击，延长了电机的使用寿命。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其结构简单，设计合理，能对电机启动进行控制，使电机平滑可靠地完成启动过程并且可以实时观测各种工作参数，以适应井下复杂的作业环境，且降低了电机在启动时对电网及电机自身的冲击，延长了电机的使用寿命，实用性强。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：包括对电动机控制的微控制器、本质安全型电源模块以及与微控制器相接的液晶触摸屏和通信模块，所述微控制器通过通信模块与上位机进行数据通信，所述微控制器的输入端接有电流检测模块、电压检测模块和用于检测电动机对地绝缘阻值的绝缘电阻检测电路，以及第一晶闸管检测电路、第二晶闸管检测电路、第三晶闸管检测电路和用于检测三相电源相序的相序检测模块，所述微控制器的输出端接有报警器、继电器电路和对电动机软启动驱动的驱动电路，所述继电器电路的输出端与绝缘电阻检测电路的输入端相接，所述电流检测模块包括A相电流检测模块、B相电流检测模块和零序电流检测模块，所述A相电流检测模块包括用于检测电动机A相电流的第一电流传感器和与第一电流传感器输出端相接的第一电流信号调理电路，所述B相电流检测模块包括用于检测电动机B相电流的第二电流传感器和与第二电流传感器输出端相接的第二电流信号调理电路，所述电压检测模块包括A相电压检测模块、B相电压检测模块、电源电压检测模块和零序电压检测模块，所述A相电压检测模块包括用于检测电动机A相电压的第一电压传感器和与第一电压传感器输出端相接的第一电压信号调理电路，所述B相电压检测模块包括用于检测电动机B相电压的第二电压传感器和与第二电压传感器输出端相接的第二电压信号调理电路，所述电源电压检测模块用于检测本质安全型电源模块电压的第三电压传感器和与第三电压传感器输出端相接的第三电压信号调理电路，所述功率因数检测模块包括A相功率因数检测模块和B相功率因数检测模块，所述A相功率因数检测模块包括与第一电流传感器输出端相接的第一电流相位角检测模块和与第一电压传感器输出端相接的第一电压相位角检测模块，所述B相功率因数检测模块包括与第二电流传感器输出端相接的第二电流相位角检测模块和与第二电压传感器输出端相接的第二电压相位角检测模块，所述驱动电路包括驱动隔离电路、与驱动隔离电路输出端相接的功率放大电路以及与功率放大电路输出端且对电动机正向转动控制的正向晶闸管控制电路和与功率放大电路输出端且对电动机反向转动控制的反向晶闸管控制电路。上述的一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：所述驱动隔离电路包括第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路、第四隔离电路、第五隔离电路和第六隔离电路，所述功率放大电路包括芯片ULN2003AN，所述第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路、第四隔离电路、第五隔离电路和第六隔离电路的输出端均与芯片ULN2003AN相接；所述正向晶闸管控制电路包括第一脉冲变压器、第二脉冲变压器、第三脉冲变压器、与第一脉冲变压器输出端相接的第一晶闸管、与第二脉冲变压器输出端相接的第二晶闸管和与第三脉冲变压器输出端相接的第三晶闸管；所述反向晶闸管控制电路包括第四脉冲变压器、第五脉冲变压器、第六脉冲变压器、与第四脉冲变压器输出端相接的第四晶闸管、与第五脉冲变压器输出端相接的第五晶闸管和与第六脉冲变压器输出端相接的第六晶闸管，所述第一脉冲变压器、第二脉冲变压器、第三脉冲变压器、第四脉冲变压器、第五脉冲变压器、第六脉冲变压器均与功率放大电路相接，所述第一晶闸管、第二晶闸管、第三晶闸管、第四晶闸管、第五晶闸管和第六晶闸管均与电动机相接。上述的一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：所述第一电流信号调理电路、第二电流信号调理电路、第一电压信号调理电路、第二电压信号调理电路和第三电压信号调理电路均包括运放LM2902DR。上述的一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：所述绝缘电阻检测电路包括运放OP07C，所述运放OP07C的正相输入端分两路，一路经电容C8接地，另一路经电阻R9与电阻R8的一端和电容C9的一端的连接端相接；所述电阻R8的另一端分三路，一路经电阻R3接地，另一路经电容C2接地，第三路与电阻R12的一端相接；所述电阻R12的另一端分两路，一路经电阻R11与继电器电路的输出端相接，另一路经电容C1接地；所述运放OP07C的输出端分两路，一路与运放OP07C的反相输入端相接，另一路与电容C9的另一端相接，第三路与电阻R10的一端相接；所述电阻R10的另一端分三路，一路与稳压二极管D8的阴极相接，另一路与微控制器相接，第三路经电容C10接地；所述稳压二极管D8的阳极接地。上述的一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：所述第一电流相位角检测模块和第二电流相位角检测模块、所述第一电压相位角检测模块和第二电压相位角检测模块均包括运放LM2903DR。上述的一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：所述第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路、第四隔离电路、第五隔离电路和第六隔离电路均包括隔离芯片PC817；所述第一脉冲变压器包括变压器T1，所述第二脉冲变压器包括变压器T2，所述第三脉冲变压器包括变压器T3，所述第四脉冲变压器包括变压器T41，所述第五脉冲变压器包括变压器T5，所述第六脉冲变压器包括变压器T6，所述第一晶闸管为晶闸管VT1，所述第二晶闸管为晶闸管VT2，所述第三晶闸管为晶闸管VT3，所述第四晶闸管为晶闸管VT4，所述第五晶闸管为晶闸管VT5，所述第六晶闸管为晶闸管VT6；所述功率放大电路包括芯片ULN2003AN，所述芯片ULN2003AN的第2引脚至第7引脚分别与第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路、第四隔离电路、第五隔离电路和第六隔离电路的输出端相接，所述芯片ULN2003AN的第8引脚接地，所述芯片ULN2003AN的第15引脚与变压器T1初级线圈的一端相接，所述芯片ULN2003AN的第14引脚与变压器T2初级线圈的一端相接，所述芯片ULN2003AN的第13引脚与变压器T3初级线圈的一端相接，所述芯片ULN2003AN的第12引脚与变压器T4初级线圈的一端相接，所述芯片ULN2003AN的第11引脚与变压器T5初本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：包括对电动机(23)控制的微控制器(1)、本质安全型电源模块(19)以及与微控制器(1)相接的液晶触摸屏(29)和通信模块(30)，所述微控制器(1)通过通信模块(30)与上位机(31)进行数据通信，所述微控制器(1)的输入端接有电流检测模块、电压检测模块和用于检测电动机(23)对地绝缘阻值的绝缘电阻检测电路(16)，以及第一晶闸管检测电路(26)、第二晶闸管检测电路(27)、第三晶闸管检测电路(28)和用于检测三相电源(25)相序的相序检测模块(24)，所述微控制器(1)的输出端接有报警器(18)、继电器电路(32)和对电动机(23)软启动驱动的驱动电路，所述继电器电路(32)的输出端与绝缘电阻检测电路(16)的输入端相接，所述电流检测模块包括A相电流检测模块、B相电流检测模块和零序电流检测模块(33)，所述A相电流检测模块包括用于检测电动机(23)A相电流的第一电流传感器(2)和与第一电流传感器(2)输出端相接的第一电流信号调理电路(3)，所述B相电流检测模块包括用于检测电动机(23)B相电流的第二电流传感器(5)和与第二电流传感器(5)输出端相接的第二电流信号调理电路(6)，所述电压检测模块包括A相电压检测模块、B相电压检测模块、电源电压检测模块和零序电压检测模块(34)，所述A相电压检测模块包括用于检测电动机(23)A相电压的第一电压传感器(8)和与第一电压传感器(8)输出端相接的第一电压信号调理电路(9)，所述B相电压检测模块包括用于检测电动机(23)B相电压的第二电压传感器(11)和与第二电压传感器(11)输出端相接的第二电压信号调理电路(12)，所述电源电压检测模块用于检测本质安全型电源模块(19)电压的第三电压传感器(14)和与第三电压传感器(14)输出端相接的第三电压信号调理电路(15)，功率因数检测模块包括A相功率因数检测模块和B相功率因数检测模块，所述A相功率因数检测模块包括与第一电流传感器(2)输出端相接的第一电流相位角检测模块(4)和与第一电压传感器(8)输出端相接的第一电压相位角检测模块(10)，所述B相功率因数检测模块包括与第二电流传感器(5)输出端相接的第二电流相位角检测模块(7)和与第二电压传感器(11)输出端相接的第二电压相位角检测模块(13)，所述驱动电路包括驱动隔离电路(17)、与驱动隔离电路(17)输出端相接的功率放大电路(20)以及与功率放大电路(20)输出端且对电动机(23)正向转动控制的正向晶闸管控制电路(21)和与功率放大电路(20)输出端且对电动机(23)反向转动控制的反向晶闸管控制电路(22)。...

【技术特征摘要】
1.一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：包括对电动机(23)控制的微控制器(1)、本质安全型电源模块(19)以及与微控制器(1)相接的液晶触摸屏(29)和通信模块(30)，所述微控制器(1)通过通信模块(30)与上位机(31)进行数据通信，所述微控制器(1)的输入端接有电流检测模块、电压检测模块和用于检测电动机(23)对地绝缘阻值的绝缘电阻检测电路(16)，以及第一晶闸管检测电路(26)、第二晶闸管检测电路(27)、第三晶闸管检测电路(28)和用于检测三相电源(25)相序的相序检测模块(24)，所述微控制器(1)的输出端接有报警器(18)、继电器电路(32)和对电动机(23)软启动驱动的驱动电路，所述继电器电路(32)的输出端与绝缘电阻检测电路(16)的输入端相接，所述电流检测模块包括A相电流检测模块、B相电流检测模块和零序电流检测模块(33)，所述A相电流检测模块包括用于检测电动机(23)A相电流的第一电流传感器(2)和与第一电流传感器(2)输出端相接的第一电流信号调理电路(3)，所述B相电流检测模块包括用于检测电动机(23)B相电流的第二电流传感器(5)和与第二电流传感器(5)输出端相接的第二电流信号调理电路(6)，所述电压检测模块包括A相电压检测模块、B相电压检测模块、电源电压检测模块和零序电压检测模块(34)，所述A相电压检测模块包括用于检测电动机(23)A相电压的第一电压传感器(8)和与第一电压传感器(8)输出端相接的第一电压信号调理电路(9)，所述B相电压检测模块包括用于检测电动机(23)B相电压的第二电压传感器(11)和与第二电压传感器(11)输出端相接的第二电压信号调理电路(12)，所述电源电压检测模块用于检测本质安全型电源模块(19)电压的第三电压传感器(14)和与第三电压传感器(14)输出端相接的第三电压信号调理电路(15)，功率因数检测模块包括A相功率因数检测模块和B相功率因数检测模块，所述A相功率因数检测模块包括与第一电流传感器(2)输出端相接的第一电流相位角检测模块(4)和与第一电压传感器(8)输出端相接的第一电压相位角检测模块(10)，所述B相功率因数检测模块包括与第二电流传感器(5)输出端相接的第二电流相位角检测模块(7)和与第二电压传感器(11)输出端相接的第二电压相位角检测模块(13)，所述驱动电路包括驱动隔离电路(17)、与驱动隔离电路(17)输出端相接的功率放大电路(20)以及与功率放大电路(20)输出端且对电动机(23)正向转动控制的正向晶闸管控制电路(21)和与功率放大电路(20)输出端且对电动机(23)反向转动控制的反向晶闸管控制电路(22)。2.按照权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：所述驱动隔离电路(17)包括第一隔离电路(17-1)、第二隔离电路(17-2)、第三隔离电路(17-3)、第四隔离电路(17-4)、第五隔离电路(17-5)和第六隔离电路(17-6)，所述功率放大电路(20)包括芯片ULN2003AN，所述第一隔离电路(17-1)、第二隔离电路(17-2)、第三隔离电路(17-3)、第四隔离电路(17-4)、第五隔离电路(17-5)和第六隔离电路(17-6)的输出端均与芯片ULN2003AN相接；所述正向晶闸管控制电路(21)包括第一脉冲变压器(21-1)、第二脉冲变压器(21-2)、第三脉冲变压器(21-3)、与第一脉冲变压器(21-1)输出端相接的第一晶闸管(21-4)、与第二脉冲变压器(21-2)输出端相接的第二晶闸管(21-5)和与第三脉冲变压器(21-3)输出端相接的第三晶闸管(21-6)；所述反向晶闸管控制电路(22)包括第四脉冲变压器(22-1)、第五脉冲变压器(22-2)、第六脉冲变压器(22-3)、与第四脉冲变压器(22-1)输出端相接的第四晶闸管(22-4)、与第五脉冲变压器(22-2)输出端相接的第五晶闸管(22-5)和与第六脉冲变压器(22-3)输出端相接的第六晶闸管(22-6)，所述第一脉冲变压器(21-1)、第二脉冲变压器(21-2)、第三脉冲变压器(21-3)、第四脉冲变压器(22-1)、第五脉冲变压器(22-2)、第六脉冲变压器(22-3)均与功率放大电路(20)相接，所述第一晶闸管(21-4)、第二晶闸管(21-5)、第三晶闸管(21-6)、第四晶闸管(22-4)、第五晶闸管(22-5)和第六晶闸管(22-6)均与电动机(23)相接。3.按照权利要求1或2所述的一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：所述第一电流信号调理电路(3)、第二电流信号调理电路(6)、第一电压信号调理电路(9)、第二电压信号调理电路(12)和第三电压信号调理电路(15)均包括运放LM2902DR。4.按照权利要求1或2所述的一种矿用隔爆兼本质安全型软启动器，其特征在于：所述绝缘电阻检测电路(16)包括运放OP07C，所述运放OP07C的正相输入端分两路，一路经电容C8接地，另一路经电阻R9与电阻R8的一端和电容C9的一端的连接端相接；所述电阻R8的另一端分三路，一路经电阻R3接地，另一路经电容C2接地，第三路与电阻R12的一端相接；所述电阻R12的另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：童军，刘莉君，乔健伟，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61