專(zhuān)利名稱(chēng)：礦用防爆軟起動(dòng)同步無(wú)縫切換技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦用軟啟動(dòng)設(shè)備的軟啟動(dòng)技術(shù)，具體地說(shuō)，是一種軟啟動(dòng)同步無(wú)縫切換技術(shù)。
背景技術(shù)：
軟啟動(dòng)技術(shù)在煤礦設(shè)備中應(yīng)用很多，諸如皮帶機(jī)為了平滑啟動(dòng)，以降低皮帶的磨損。泵站為了調(diào)節(jié)壓力，由調(diào)速切換為工頻。目前的軟啟動(dòng)設(shè)備與工頻切換因沒(méi)有相序的判斷，都是先切掉軟啟動(dòng)設(shè)備，再給負(fù)載投入工頻電源，負(fù)載設(shè)備存在間歇斷電的情況。對(duì)于大功率設(shè)備，若切換不及時(shí)，仍然存在沖擊的危險(xiǎn)。根據(jù)目前情況，研究了一種軟啟動(dòng)同步無(wú)縫切換技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于與礦用變頻器合用，對(duì)于要求軟啟動(dòng)的負(fù)載，只占用變頻器極有限的資源，全速啟動(dòng)后切入電網(wǎng)的無(wú)縫切換技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種礦用防爆軟起動(dòng)同步無(wú)縫切換技術(shù)，軟啟動(dòng)的設(shè)備在接入電網(wǎng)的一側(cè)用接觸器控制，變頻器的輸出經(jīng)變頻接觸器接到軟啟動(dòng)設(shè)備，同步單元檢測(cè)電網(wǎng)與變頻器輸出的相位和頻率，并輸出模擬信號(hào)給變頻器，變頻器調(diào)整相位和頻率，當(dāng)變頻器輸出相位和頻率與電網(wǎng)相位和頻率相同時(shí)，同步單元輸出同步脈沖給變頻器，變頻器接收到同步脈沖后，停止輸出并斷開(kāi)變頻接觸器，電網(wǎng)接觸器閉合，完成軟啟動(dòng)到電網(wǎng)的切換。優(yōu)選的是所述的同步單元包括信號(hào)預(yù)處理單元、采樣單元、波形分析單元、模擬輸出和脈沖輸出；信號(hào)預(yù)處理單元對(duì)測(cè)量的電壓信號(hào)衰減濾波，采樣單元為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，波形分析單元將采樣后的信號(hào)處理計(jì)算，判斷同步與否，根據(jù)相位和頻率差的程度，輸出對(duì)應(yīng)的模擬量，當(dāng)判決同步后，輸出同步控制信號(hào)。優(yōu)選的是所述的電網(wǎng)和同步單元之間，變頻器輸出和同步單元之間設(shè)置有三相電壓測(cè)量變壓器Tl、T2。本發(fā)明的有益效果為同步技術(shù)與現(xiàn)有變頻器配合使用，可以在較弱電網(wǎng)中啟動(dòng)大功率電機(jī)，同時(shí)產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩，沒(méi)有工頻直起的大電流。本發(fā)明變頻器輸出與電網(wǎng)同步時(shí)，斷開(kāi)變頻接入電網(wǎng)，變頻器資源不受限制。該同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫切換，對(duì)機(jī)械設(shè)備無(wú)任何機(jī)械沖擊。大大降低了機(jī)械設(shè)備的損耗，延長(zhǎng)了使用壽命。尤其在煤礦井下的泵站，可用一臺(tái)變頻器和一個(gè)同步單元，逐個(gè)控制多臺(tái)泵投入運(yùn)行，既省設(shè)備，又實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)的根本目的。


圖1為本發(fā)明的原理框圖
圖2為本發(fā)明同步單元的原理框圖 圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例的原理圖
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合

本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式 一種礦用防爆軟起動(dòng)同步無(wú)縫切換技術(shù)，軟啟動(dòng)的設(shè)備在接入電網(wǎng)的一側(cè)用接觸器控制，變頻器的輸出經(jīng)變頻接觸器接到軟啟動(dòng)設(shè)備，同步單元檢測(cè)電網(wǎng)與變頻器輸出的相位和頻率，并輸出模擬信號(hào)給變頻器，變頻器調(diào)整相位和頻率，當(dāng)變頻器輸出相位和頻率與電網(wǎng)相位和頻率相同時(shí)，同步單元輸出同步脈沖給變頻器，變頻器接收到同步脈沖后，停止輸出并斷開(kāi)變頻接觸器，電網(wǎng)接觸器閉合，完成軟啟動(dòng)到電網(wǎng)的切換。所述的同步單元包括信號(hào)預(yù)處理單元、采樣單元、波形分析單元、模擬輸出和脈沖輸出；信號(hào)預(yù)處理單元對(duì)測(cè)量的電壓信號(hào)衰減濾波，采樣單元為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，波形分析單元將采樣后的信號(hào)處理計(jì)算，判斷同步與否，根據(jù)相位和頻率差的程度，輸出對(duì)應(yīng)的模擬量，當(dāng)判決同步后，輸出同步控制信號(hào)。所述的電網(wǎng)和同步單元之間，變頻器輸出和同步單元之間設(shè)置有三相電壓測(cè)量變壓器 T1、T2。。同步單元組成原理如圖2所示，由信號(hào)預(yù)處理單元，采樣單元，波形分析單元，模擬輸出，控制輸出部分組成。其中信號(hào)預(yù)處理單元對(duì)測(cè)量的電壓信號(hào)衰減濾波，采樣單元就是模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，波形分析部分是核心，采用高速數(shù)字芯片，把采樣后的信號(hào)處理計(jì)算，判決同步與否，根據(jù)相位和頻率差的程度，輸出對(duì)應(yīng)的模擬量。當(dāng)判決同步后，輸出同步信號(hào)。總的來(lái)說(shuō)，同步單元監(jiān)控兩個(gè)電壓信號(hào)，一個(gè)是電源進(jìn)線(xiàn)，一個(gè)是變頻輸出。監(jiān)控信號(hào)是相位和頻率。同步單元的輸出BUFOUT是(TlOV的模擬信號(hào)，當(dāng)小于5V時(shí)，說(shuō)明電網(wǎng)頻率高于變頻器頻率，當(dāng)大于5V時(shí)，說(shuō)明電網(wǎng)頻率低于變頻器頻率。變頻器在BUFOUT信號(hào)的基礎(chǔ)上可以使用修正功能不斷調(diào)整輸出頻率到工頻50Hz。當(dāng)BUFOUT達(dá)到5V時(shí)，說(shuō)明同步條件達(dá)到，即變頻器輸出和電網(wǎng)電源相位匹配，頻率一致。另外，同步時(shí)還輸出一個(gè)單脈沖信號(hào)SYNC。圖3中，系統(tǒng)的主回路和控制回路，電機(jī)軟啟動(dòng)時(shí)由變頻器啟動(dòng)，即上控制電時(shí)，接觸器Kl閉合，K2和K6斷開(kāi)，開(kāi)始加速。圖中兩個(gè)三相電壓測(cè)量變壓器T1，T2分別用于把電網(wǎng)與變頻輸出的高壓轉(zhuǎn)換成低壓，兩個(gè)低壓信號(hào)送入同步單元。通過(guò)同步單元的BUFOUT輸出到變頻的輸入AIl上，自動(dòng)修正不斷調(diào)整變頻輸出，當(dāng)變頻器輸出的頻率與相位與電網(wǎng)相同時(shí)，同步單元輸出SYNC單脈沖信號(hào)，使繼電器Κ3動(dòng)作，則Κ3繼電器動(dòng)作并自保持，接著接觸器Κ2吸合并自保持，在Κ3動(dòng)作的時(shí)候接觸器Kl失電，斷開(kāi)變頻器的到電機(jī)的輸出，順利完成了由變頻器到工頻電網(wǎng)的切換。其它繼電器Κ5與接觸器Κ6適用于帶輸入電抗器的場(chǎng)合。該系統(tǒng)完成電機(jī)的軟啟動(dòng)無(wú)縫切換。以上所舉實(shí)施例僅用為方便舉例說(shuō)明本發(fā)明，在本發(fā)明所述技術(shù)方案范疇，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所作各種簡(jiǎn)單變形與修飾，均應(yīng)包含在以上申請(qǐng)專(zhuān)利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種礦用防爆軟起動(dòng)同步無(wú)縫切換技術(shù)，其特征在于軟啟動(dòng)的設(shè)備在接入電網(wǎng)的一側(cè)用接觸器控制，變頻器的輸出經(jīng)變頻接觸器接到軟啟動(dòng)設(shè)備，同步單元檢測(cè)電網(wǎng)與變頻器輸出的相位和頻率，并輸出模擬信號(hào)控制變頻器，變頻器調(diào)整相位和頻率，當(dāng)變頻器輸出相位和頻率與電網(wǎng)相位和頻率相同時(shí)，同步單元輸出同步脈沖給變頻器，變頻器接收到同步脈沖后，停止輸出并斷開(kāi)變頻接觸器，電網(wǎng)接觸器閉合，完成軟啟動(dòng)到電網(wǎng)的切換。
2.如權(quán)利要求1所述的礦用防爆軟起動(dòng)同步無(wú)縫切換技術(shù)，其特征在于所述的同步單元包括信號(hào)預(yù)處理單元、采樣單元、波形分析單元、模擬輸出和脈沖輸出；信號(hào)預(yù)處理單元對(duì)測(cè)量的電壓信號(hào)衰減濾波，采樣單元為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，波形分析單元將采樣后的信號(hào)處理計(jì)算，判斷同步與否，根據(jù)相位和頻率差的程度，輸出對(duì)應(yīng)的模擬量，當(dāng)判決同步后，輸出同步控制信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的礦用防爆軟起動(dòng)同步無(wú)縫切換技術(shù)，其特征在于所述的電網(wǎng)和同步單元之間，變頻器輸出和同步單元之間設(shè)置有三相電壓測(cè)量變壓器Tl、T2。
全文摘要
一種礦用防爆軟起動(dòng)同步無(wú)縫切換技術(shù)，軟啟動(dòng)的設(shè)備在接入電網(wǎng)的一側(cè)用接觸器控制，變頻器的輸出經(jīng)變頻接觸器接到軟啟動(dòng)設(shè)備，同步單元檢測(cè)電網(wǎng)與變頻器輸出的相位和頻率，并輸出模擬信號(hào)給變頻器，變頻器調(diào)整相位和頻率，當(dāng)變頻器輸出相位和頻率與電網(wǎng)相位和頻率相同時(shí)，同步單元輸出同步脈沖給變頻器，變頻器接收到同步脈沖后，停止輸出并斷開(kāi)變頻接觸器，電網(wǎng)接觸器閉合，完成軟啟動(dòng)到電網(wǎng)的切換。同步技術(shù)與現(xiàn)有變頻器配合使用，可以在較弱電網(wǎng)中啟動(dòng)大功率電機(jī)，同時(shí)產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩，沒(méi)有工頻直起的大電流。本發(fā)明變頻器輸出與電網(wǎng)同步時(shí)，斷開(kāi)變頻接入電網(wǎng)，變頻器資源不受限制。該同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫切換，對(duì)機(jī)械設(shè)備無(wú)任何機(jī)械沖擊。
文檔編號(hào)H02P1/30GK103066895SQ20121058383
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月30日
發(fā)明者沈宜敏, 逄增林, 紀(jì)謙恩, 馬付黔, 宋書(shū)燕 申請(qǐng)人:青島天信電氣有限公司