專利名稱：礦井提升機的電機控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦井提升機的電機控制裝置，它涉及電源控制領域。
背景技術：
現(xiàn)有礦井提升機有近70%采用交流電動機轉(zhuǎn)子串電阻的方式進行調(diào)速，當交流 電動機處于制動狀態(tài)時，傳統(tǒng)的動力制動裝置是在計算制動力矩的前提下，設計好制動用 的變壓器二次電壓值，再用可控硅調(diào)壓，使控制角在一個可調(diào)的范圍內(nèi)，這種裝置具有特定 性，即一種型號的動力制動裝置只能應用在功率相差不大的電動機上，使用范圍受限。同時 這種動力制動裝置由變壓器、可控硅裝置柜和控制插件箱組成，變壓器體積約2立米，可控 硅裝置柜體積約1. 2mX0. 8mX2. 2m，這使得它的體積較大。由于礦井提升機的工作時間較 長，每一次提升循環(huán)都要進行一次制動，使得傳統(tǒng)的動力制動裝置損耗大，效率低。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種礦井提升機的電機控制裝置，它解決了現(xiàn)有礦井提升機的 動力制動裝置使用范圍受限的問題。本實用新型由整流電路、濾波電路、功率變換器、高頻整流器、速度檢測電路、頻率 電壓變換電路、額定電壓給定單元、速度調(diào)節(jié)器和移相控制電路組成，整流電路的輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接功率變換器的 輸入端，功率變換器的輸出端連接高頻整流器的輸入端；速度檢測電路的輸出端連接頻率 電壓變換電路的輸入端，頻率電壓變換電路的輸出端連接速度調(diào)節(jié)器的檢測信號輸入端， 速度調(diào)節(jié)器的額定電壓信號輸入端連接額定電壓給定單元的輸出端，速度調(diào)節(jié)器的輸出端 連接移相控制電路的輸入端，移相控制電路的四個輸出端分別連接功率變換器的一個控制 信號輸入端。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型采用電力電子技術，具有很高的占空比調(diào)節(jié)范圍，電流輸出范圍較寬， 可與不同功率的電動機配合使用，具有寬范圍的電氣制動性能。由此具有一定的通用性。經(jīng) 現(xiàn)場運行實驗，本實用新型已經(jīng)達到了煤礦安全規(guī)程所要求的調(diào)速指標，運行穩(wěn)定，工作可 靠，調(diào)速性能優(yōu)良。

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是實施方式二中的電路結構框圖；圖3是實 施方式二中整流電路、濾波電路、功率變換器和高頻整流器的電路結構圖；圖4是實施方式 二中頻率電壓變換電路、額定電壓給定單元和速度調(diào)節(jié)器的電路結構圖；圖5是實施方式 二中光電耦合器、脈沖驅(qū)動電路和故障檢測電路的電路結構圖；圖6是實施方式二中PI調(diào) 節(jié)器、移相控制器、或門電路和故障鎖定電路的電路結構圖。
具體實施方式
具體實施方式
一下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式由整流電路1、濾波 電路2、功率變換器3、高頻整流器4、速度檢測電路5、頻率電壓變換電路6、額定電壓給定單 元7、速度調(diào)節(jié)器8和移相控制電路9組成，整流電路1的輸出端連接濾波電路2的輸入端，濾波電路2的輸出端連接功率變 換器3的輸入端，功率變換器3的輸出端連接高頻整流器4的輸入端；速度檢測電路5的輸 出端連接頻率電壓變換電路6的輸入端，頻率電壓變換電路6的輸出端連接速度調(diào)節(jié)器8 的檢測信號輸入端，速度調(diào)節(jié)器8的額定電壓信號輸入端連接額定電壓給定單元7的輸出 端，速度調(diào)節(jié)器8的輸出端連接移相控制電路9的輸入端，移相控制電路9的四個輸出端分 別連接功率變換器3的一個控制信號輸入端。將整流電路1的輸入端與三相工頻電源連接，三相工頻電源經(jīng)整流電路1變?yōu)橹?流電源信號，再經(jīng)濾波電路2消除交流電信號的干擾，后經(jīng)功率變換器3將直流電源進行雙 極性斬波，再經(jīng)高頻整流器4隔離變換和整流，得到所需的平滑制動直流電源，加到三相異 步電動機定子的任意兩相，實現(xiàn)制動目的。為了得到優(yōu)良的速度控制特性，由速度檢測電路 5檢測三相異步電動機的動轉(zhuǎn)速度，通過頻率電壓變換電路6，實現(xiàn)將檢測到的速度信號轉(zhuǎn) 變成電壓信號，并與額定電壓給定單元7給定的電壓信號同時輸入到速度調(diào)節(jié)器8并進行 比較，從而使速度調(diào)節(jié)器8的輸出控制移相控制電路9的移相深度，移相控制電路9再將移 相深度信號反饋給功率變換器3，實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。
具體實施方式
二 下面結合圖2-圖6說明本實施方式，本實施方式與實施方式一 的不同之處在于所述頻率電壓變換電路6由變換電路6-1和絕對值電路6-2組成，變換電 路6-1的輸入端連接速度檢測電路5的輸出端，變換電路6-1的輸出端連接絕對值電路6-2 的輸入端，絕對值電路6-2的輸出端連接速度調(diào)節(jié)器8的檢測信號輸入端；所述額定電壓給 定單元7由分段速度給定電路7-1和積分器7-2組成，分段速度給定電路7-1的輸出端連 接積分器7-2的輸入端，積分器7-2的輸出端連接速度調(diào)節(jié)器8的額定電壓信號輸入端；所 述移相控制電路9由PI調(diào)節(jié)器9-1、移相控制器9-2、四個光電耦合器9-3、四個脈沖驅(qū)動電 路9-4、四個故障檢測電路9-5、或門電路9-6和故障鎖定電路9-7組成，PI調(diào)節(jié)器9_1的 輸入端連接速度調(diào)節(jié)器8的輸出端，PI調(diào)節(jié)器9-1的輸出端連接移相控制器9-2的速度信 號輸入端，移相控制器9-2的四個輸出端分別連接一個光電耦合器9-3的輸入端，每個光電 耦合器9-3的輸出端連接一個脈沖驅(qū)動電路9-4的輸入端，每個脈沖驅(qū)動電路9-4的輸出 端連接一個故障檢測電路9-5的輸入端，每個故障檢測電路9-5的故障信號輸出端連接或 門電路9-6的一個輸入端，或門電路9-6的輸出端連接故障鎖定電路9-7的輸入端，故障鎖 定電路9-7的輸出端連接移相控制器9-2的故障信號輸入端，每個脈沖驅(qū)動電路9-4的移 相控制信號輸出端連接功率變換器3的一個控制信號輸入端。其它組成及連接關系與實施 方式一相同。如圖3所示，整流電路1和濾波電路2之間的R4為限流電阻，用來限制起動時的 合閘浪涌電流；圖6中移相控制器9-2采用移動芯片UC3879來實現(xiàn)；采用LM358構建出的 比較、反相信號來完成移動芯片UC3879的C0MP 口的輸入，從而控制是否需要速度調(diào)節(jié)；采 用IN4148和4011來控制移動芯片UC3879的CS引腳，從而實現(xiàn)保護的目的。電動機轉(zhuǎn)速信號通過頻率電壓變換電路6進行轉(zhuǎn)速/電壓變換，變成電壓信號，經(jīng)過絕對值電路6-2后形成速度反饋信號，同時分段速度給定電路7-1根據(jù)速度要求設定的 速度值比如運煤、空車運行、載人運行等情況經(jīng)過給定積分器7-2平滑輸出的速度信號與 絕對值電路6-2的速度反饋信號相比較，若與給定速度不同，則需進行速度調(diào)節(jié)，實現(xiàn)動力 制動目的。脈沖驅(qū)動信號通過故障檢測電路9-5檢測是否出現(xiàn)故障，如果一路發(fā)生故障，則 通過或門電路9-6進行故障鎖定，出現(xiàn)故障后反饋到移相控制器9-2中進行故障修復。本實用新型作為主電機在制動狀態(tài)運行時的動力制動直流電源裝置，當提升機工 作在重物下放狀態(tài)或減速過程中出現(xiàn)負力時，將系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化為電能消耗在電阻上，達 到制動的目的。該電源裝置可與多種以轉(zhuǎn)子串金屬電阻方式調(diào)速的大中型提升機配合，根 據(jù)系統(tǒng)力矩的不同情況自動判別正、負力運行模式，在動力制動狀態(tài)下自動調(diào)節(jié)輸出電流 的大小，以改變制動力的強弱，在調(diào)節(jié)輸出電流的同時自動配置轉(zhuǎn)子電阻，充分發(fā)揮系統(tǒng)的 制動能力，本裝置與可控硅調(diào)壓動力制動裝置相比有以下優(yōu)點體積縮小為原體積的十分之 一，大大提高了裝置的功率密度，是此類裝置中體積最小的設備；同時具有優(yōu)良的動、靜態(tài) 特性，運行可靠、效率高；具有力矩自檢功能，能夠自動判別動力制動電源是否需投入；運 行速度可在0 2m/s范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)；整機的效率可達93%，是此類裝置中效率最高的設 備。
權利要求一種礦井提升機的電機控制裝置，其特征在于它由整流電路(1)、濾波電路(2)、功率變換器(3)、高頻整流器(4)、速度檢測電路(5)、頻率電壓變換電路(6)、額定電壓給定單元(7)、速度調(diào)節(jié)器(8)和移相控制電路(9)組成，整流電路(1)的輸出端連接濾波電路(2)的輸入端，濾波電路(2)的輸出端連接功率變換器(3)的輸入端，功率變換器(3)的輸出端連接高頻整流器(4)的輸入端；速度檢測電路(5)的輸出端連接頻率電壓變換電路(6)的輸入端，頻率電壓變換電路(6)的輸出端連接速度調(diào)節(jié)器(8)的檢測信號輸入端，速度調(diào)節(jié)器(8)的額定電壓信號輸入端連接額定電壓給定單元(7)的輸出端，速度調(diào)節(jié)器(8)的輸出端連接移相控制電路(9)的輸入端，移相控制電路(9)的四個輸出端分別連接功率變換器(3)的一個控制信號輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦井提升機的電機控制裝置，其特征在于所述頻率電壓變 換電路(6)由變換電路(6-1)和絕對值電路(6-2)組成，變換電路(6-1)的輸入端連接速 度檢測電路(5)的輸出端，變換電路(6-1)的輸出端連接絕對值電路(6-2)的輸入端，絕對 值電路(6-2)的輸出端連接速度調(diào)節(jié)器(8)的檢測信號輸入端。
3.根據(jù)權利要求2所述的礦井提升機的電機控制裝置，其特征在于所述額定電壓給 定單元(7)由分段速度給定電路(7-1)和積分器(7-2)組成，分段速度給定電路(7-1)的 輸出端連接積分器(7-2)的輸入端，積分器(7-2)的輸出端連接速度調(diào)節(jié)器(8)的額定電 壓信號輸入端。
4.根據(jù)權利要求3所述的礦井提升機的電機控制裝置，其特征在于所述移相控制電 路(9)由PI調(diào)節(jié)器(9-1)、移相控制器(9-2)、四個光電耦合器(9-3)、四個脈沖驅(qū)動電路 (9-4)、四個故障檢測電路(9-5)、或門電路(9-6)和故障鎖定電路(9-7)組成，PI調(diào)節(jié)器 (9-1)的輸入端連接速度調(diào)節(jié)器(8)的輸出端，PI調(diào)節(jié)器(9-1)的輸出端連接移相控制器 (9-2)的速度信號輸入端，移相控制器(9-2)的四個輸出端分別連接一個光電耦合器(9-3) 的輸入端，每個光電耦合器(9-3)的輸出端連接一個脈沖驅(qū)動電路(9-4)的輸入端，每個 脈沖驅(qū)動電路(9-4)的輸出端連接一個故障檢測電路(9-5)的輸入端，每個故障檢測電路 (9-5)的故障信號輸出端連接或門電路(9-6)的一個輸入端，或門電路(9-6)的輸出端連接 故障鎖定電路(9-7)的輸入端，故障鎖定電路(9-7)的輸出端連接移相控制器(9-2)的故 障信號輸入端，每個脈沖驅(qū)動電路(9-4)的移相控制信號輸出端連接功率變換器(3)的一 個控制信號輸入端。
專利摘要礦井提升機的電機控制裝置，涉及電源控制領域。它解決了現(xiàn)有礦井提升機的動力制動裝置使用范圍受限的問題。它由整流電路的輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接功率變換器的輸入端，功率變換器的輸出端連接高頻整流器的輸入端；速度檢測電路的輸出端連接頻率電壓變換電路的輸入端，頻率電壓變換電路的輸出端連接速度調(diào)節(jié)器的檢測信號輸入端，速度調(diào)節(jié)器的額定電壓信號輸入端連接額定電壓給定單元的輸出端，速度調(diào)節(jié)器的輸出端連接移相控制電路的輸入端，移相控制電路的四個輸出端分別連接功率變換器的一個控制信號輸入端。本實用新型用作礦井提升機的電機控制。
文檔編號H02P25/16GK201577061SQ201020044778
公開日2010年9月8日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權日2010年1月14日
發(fā)明者張銳, 江曉林, 王子良, 鄧孝祥, 邳志剛 申請人:黑龍江科技學院