一種具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，包括法蘭連接的高壓開關(guān)、干式變壓器和組合開關(guān)，還包括智能控制裝置；所述智能控制裝置包括主控制器、控制變壓器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和備用電源控制器。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的負(fù)荷中心實(shí)現(xiàn)三種等級電壓同時輸出，組合開關(guān)三種電壓同一殼體設(shè)計(jì)與干式變壓器配接后同時輸出為設(shè)備供電；將工作面多臺組合開關(guān)多種電壓多回路設(shè)計(jì)在同一殼體，不同電壓等級的電路分布在不同的腔體內(nèi)，能有多種電壓輸出給工作面為不同種電壓等級的設(shè)備供電，節(jié)約電纜線，減少由電纜線引發(fā)事故發(fā)生的幾率且占地面積小。
【專利說明】
—種具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于供配電領(lǐng)域，尤其是涉及一種能提供不同等級的工作電壓并控制交流電動機(jī)的起動和停止，雙速、順控及聯(lián)控等邏輯控制的具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下采用負(fù)荷中心對自動化綜合開采工作面的采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)及泵站等設(shè)備進(jìn)行供配電及邏輯控制。負(fù)荷中心是及高壓開關(guān)、干式變壓器、組合開關(guān)為一體的多電壓大型綜合設(shè)備，能為工作面不同的設(shè)備供電。綜采工作面設(shè)備所需電壓等級一般有三種，采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)功率大多3300V供電，乳化泵、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)采用1140V或660V供電，噴霧泵、水泵大都是660V供電。
[0003]目前，負(fù)荷中心用的組合開關(guān)有單電壓輸出，還有雙電壓同時輸出。為滿足工作面設(shè)備正常運(yùn)行，需用多臺不同電壓等級的負(fù)荷中心來為設(shè)備供電。這樣來配置占地面積會很大。
[0004]負(fù)荷中心顯示信息由各部分液晶屏完成，顯示信息不集中，想看全部信息得查看多屏幕。
[0005]當(dāng)出現(xiàn)故障時，負(fù)荷中心會自動保護(hù)并跳閘。此時，負(fù)荷中心掉電。不在有任何故障等信息顯示，數(shù)據(jù)上傳等功能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，根據(jù)煤礦綜采工作面設(shè)備使用情況將負(fù)荷中心的干式變壓器設(shè)計(jì)為三種等級電壓同時輸出，組合開關(guān)三種電壓同一殼體設(shè)計(jì)與干式變壓器配接后同時輸出為設(shè)備供電。解決了由多臺負(fù)荷中心或組合開關(guān)為設(shè)備供電占地面積大的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，包括法蘭連接的高壓開關(guān)、干式變壓器和組合開關(guān)，還包括智能控制裝置；所述智能控制裝置包括主控制器、控制變壓器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和備用電源控制器；
[0008]主控制器，用于實(shí)現(xiàn)各回路的漏電閉鎖、過流或短路的保護(hù)；
[0009]控制變壓器，其一次側(cè)連接組合開關(guān)主回路；二次側(cè)接主控制器；
[0010]轉(zhuǎn)換開關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)主控制器供電切換；
[0011]備用電源，用于主電源斷電后繼續(xù)為主控制器供電；
[0012]備用電源控制器，用于備用電源的自動充電與停充；
[0013]機(jī)電閉鎖裝置，其機(jī)械端與門體相連，控制端與轉(zhuǎn)換開關(guān)及主控制器相連。
[0014]進(jìn)一步，還包括一顯示屏，其輸入端接主控制器。
[0015]進(jìn)一步，所述干式變壓器有3300V、1140V和660V三種電壓輸出。
[0016]進(jìn)一步，所述組合開關(guān)是具有3300V、1140V和660V三種電壓等級的多回路組合開關(guān)，三種電壓設(shè)計(jì)在同一殼體上，將不同電壓等級的電路分置在不同的腔體內(nèi)且三個腔體構(gòu)成了一個整體。
[0017]進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)包括光耦Ul、電壓比較器U2、三極管Ql和繼電器K ;光耦Ul的發(fā)光源部分串聯(lián)在控制變壓器的二次側(cè)；光耦Ui的受光源部分的集電極接電源、發(fā)射極串聯(lián)電阻R3后接地；電壓比較器U2的反向輸入端分別串聯(lián)電阻R4后接電源以及串聯(lián)電阻R5后接地，同相輸入端分別接主控制器以及串聯(lián)電阻R3，電阻R7和R8與電阻R3并聯(lián)；其輸出端串聯(lián)電阻R6后分兩條支路，一路接三極管Ql的基極，另一路串聯(lián)R8后接地；三極管Ql的集電極串聯(lián)繼電器K后接電源，二極管D2與繼電器K并聯(lián)；三極管Ql的發(fā)射極接地；三極管Ql的基極與發(fā)射極之間串聯(lián)電解電容C。
[0018]進(jìn)一步，備用電源控制器包括處理器、充電模塊和DC/AC模塊；所述處理器檢測電池的電壓，控制充電模塊對蓄電池充電或停止充電；轉(zhuǎn)換開關(guān)將電網(wǎng)斷電的信號發(fā)送給處理器，處理器將蓄電池的電壓經(jīng)過DC/AC模塊轉(zhuǎn)換后輸出交流電流，并經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)向后級供電。
[0019]進(jìn)一步，機(jī)電閉鎖裝置包括手柄、孔、支撐塊、門體卡塊和閉鎖桿；負(fù)荷中心本體內(nèi)部設(shè)有一與手柄同軸的開關(guān)；手柄的軸上設(shè)有一孔，孔徑不小于閉鎖桿的外徑；支撐塊設(shè)在負(fù)荷中心殼體上，門體卡塊設(shè)于門體上；閉鎖桿依次穿過門體卡塊、支撐塊和手柄的軸。
[0020]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的負(fù)荷中心實(shí)現(xiàn)三種等級電壓同時輸出，組合開關(guān)三種電壓同一殼體設(shè)計(jì)與干式變壓器配接后同時輸出為設(shè)備供電；將工作面多臺組合開關(guān)多種電壓多回路設(shè)計(jì)在同一殼體，不同電壓等級的電路分布在不同的腔體內(nèi)，能有多種電壓輸出給工作面為不同種電壓等級的設(shè)備供電，節(jié)約電纜線，減少由電纜線引發(fā)事故發(fā)生的幾率且占地面積?。槐矩?fù)荷中心作為整體將各部件信息在大屏幕集中顯示，解決上述觀察設(shè)備運(yùn)行信息不便的問題，便于查看及操作。本負(fù)荷中心增加智能控制裝置。智能控制裝置專為主控供電，主電源斷電后，智能控制裝置還能繼續(xù)供給部分電路供電，保證能顯示故障信息方便檢查和維修，另外通過CAN或485還能繼續(xù)上傳狀態(tài)、故障等數(shù)據(jù)，此外主控制器漏電閉鎖等部分功能還能正常工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是智能控制裝置組成圖；
[0023]圖3是轉(zhuǎn)換開關(guān)原理圖；
[0024]圖4是機(jī)電閉鎖裝置的示意圖。
[0025]圖中:
[0026]1、手柄2、孔3、支撐塊
[0027]4、門體卡塊 5、閉鎖桿
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。
[0029]如圖1本實(shí)用新型具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心能為工作面提供多種等級的電源，集中智能控制。由高壓開關(guān)、干式變壓器、組合開關(guān)三部分組成。高壓開關(guān)輸入電壓等級6?1KV經(jīng)過干式變壓器輸出660V、1140V、3300V然后輸出到組合開關(guān)。
[0030]三部分在機(jī)械連接上采用法蘭面對接。通過法蘭連接后組成一個整體安裝在設(shè)備列車上。不同種電壓設(shè)計(jì)在不同的腔體內(nèi)，各腔體中的控制線通過穿墻端子來連接，實(shí)現(xiàn)集中控制及顯示在一個液晶顯示屏上。在機(jī)械、電器的連接上，能滿足煤礦井下工作面設(shè)備的正常工作，同時還減少了設(shè)備的占地面積。三部分在電器上連接，除控制線外主電路采用快插接，組合開關(guān)集成后連接上節(jié)約了部分電纜線，也減少因電纜線引發(fā)的事故。
[0031]干式變壓器輸出端的三種電壓分別與組合開關(guān)的輸入端對應(yīng)連接。組合開關(guān)輸出端有3300V兩回路、1140V四回路、660V兩回路共八回路來為工作面設(shè)備供電。組合開關(guān)輸出端回路數(shù)僅為本實(shí)施方式舉例，并不限于其他回路數(shù)。
[0032]所述組合開關(guān)對各回路有漏電閉鎖、過流、短路等保護(hù)功能。所有保護(hù)功能都是通過主控制器來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)電網(wǎng)斷電后主控制器由智能控制裝置繼續(xù)供電。智能控制裝置工作原理如圖2各模塊具體功能如下:
[0033]控制變壓器:一次側(cè)與組合開關(guān)主回路連接上電后二次側(cè)能為控制回路、主控制器等供電。
[0034]轉(zhuǎn)換開關(guān):光耦Ul的發(fā)光源部分串聯(lián)在控制變壓器的二次側(cè)；光耦Ul的受光源部分的集電極接電源、發(fā)射極串聯(lián)電阻R3后接地；電壓比較器U2的反向輸入端分別串聯(lián)電阻R4后接電源以及串聯(lián)電阻R5后接地，同相輸入端分別接主控制器以及串聯(lián)電阻R3，電阻R7和R8與電阻R3并聯(lián)；其輸出端串聯(lián)電阻R6后分兩條支路，一路接三極管Ql的基極，另一路串聯(lián)R8后接地；三極管Ql的集電極串聯(lián)繼電器K后接電源，二極管D2與繼電器K并聯(lián)；三極管Ql的發(fā)射極接地；三極管Ql的基極與發(fā)射極之間串聯(lián)電解電容C。主要功能是主控制器供電切換。原理如圖3所示，當(dāng)組合開關(guān)正常工作時控制變壓器有輸出光耦Ul得電，光耦工作后其中一路信號去主控制器的反饋工作狀態(tài)，采樣處理后在液晶顯示上顯示相關(guān)信息。另一路信號送往電壓比較器U2，使之輸出高電平，三極管Ql導(dǎo)通，繼電器K工作，輔助觸點(diǎn)閉合經(jīng)機(jī)電閉鎖裝置向主控制器供電。當(dāng)電網(wǎng)斷電后光耦Ul停止工作，電壓比較器U2輸出低電平。繼電器失電，常閉觸點(diǎn)閉合，此時主控制器電源是由控制變壓器被切換至蓄電池通過備用電源控制器來供電，使得主控制器繼續(xù)工作。
[0035]機(jī)電閉鎖裝置:需要打開門體時得先解鎖，解鎖的機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)換開關(guān)及主控制器連接，也就是說在解鎖的時候就切斷轉(zhuǎn)換開關(guān)向主控制器的供電，來實(shí)現(xiàn)開蓋斷電功能。
[0036]如圖4所示，機(jī)電閉鎖裝置保障設(shè)備必須斷電后才能打開門且在門未關(guān)閉到位時設(shè)備不能上電，即開門前斷電，斷電后閉鎖。其原理是當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行時，如圖，手柄I在運(yùn)行位置，受手柄I的軸限制，閉鎖桿I不后退，此時閉鎖桿5已經(jīng)在門體卡塊4內(nèi)，使得門體無法打開。將手柄I拉到停止位置時，在負(fù)荷中心本體內(nèi)部與手柄同軸的開關(guān)動作，使轉(zhuǎn)換開關(guān)與主控器的電源設(shè)備斷電。手柄I拉到停止位置同時手柄I的軸轉(zhuǎn)動一個角度剛好軸上的孔2轉(zhuǎn)到閉鎖桿5的后面，閉鎖桿5可以后退一部分進(jìn)入孔2，閉鎖桿5在后退時脫離了門體卡塊4，門體可以向右側(cè)移，然后打開。此時由于閉鎖桿5的一部分在孔2里面，手柄I就不能轉(zhuǎn)動到運(yùn)行位置，可見本體內(nèi)與軸連接的開關(guān)也就不能動，設(shè)備不能上電。因此實(shí)現(xiàn)了開門前斷電，斷電后閉鎖。
[0037]主控制器:組合開關(guān)中不同電壓等級不同回路的集中控制。包括各回路的過流、短路、漏電等保護(hù)，對負(fù)載電機(jī)的邏輯起、停、雙速、聯(lián)控等操作。
[0038]備用電源控制器:檢測蓄電池電壓，電壓過低時自動充電，充滿電后，自動停止充電。能將蓄電池直流電壓變換為交流輸出為主控供電。通過監(jiān)控蓄電池電壓值，來控制對蓄電池充電和停充狀態(tài)；備用電源控制器接受轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)送的電網(wǎng)掉電信號后會輸出交流電，當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正?；蛐铍姵仉妷哼^低時控制器停止對外輸出交流電。備用電源控制器主要包括充電模塊、處理器、DC/AC模塊如圖2備用電源控制器部分。處理器檢測電池的電壓過低時，控制充電模塊對蓄電池進(jìn)行充電。當(dāng)蓄電池電量飽和時，處理器自動關(guān)閉充電模塊，蓄電池停止充電。當(dāng)收到轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)來電網(wǎng)斷電的信號后，處理器會自動將蓄電池的電壓經(jīng)過DC/AC模塊轉(zhuǎn)換后輸出交流電流，并經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)向后級供電，當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常時，DC/AC模塊停止對外輸出交流電；另外處理器檢測到蓄電池電壓過低時，DC/AC模塊停止對外輸出交流電，防止蓄電池因過度放電而損壞。
[0039]液晶顯示:顯示信息豐富，除顯示各回路狀態(tài)等信息。還顯示蓄電池工作，正充電，剩余電量等。
[0040]智能控制裝置工作原理:當(dāng)控制變壓器得電后備用電源控制器會自動檢測蓄電池的電量，來判斷是否進(jìn)行充電。當(dāng)充滿電后會自動停止充電。充電狀態(tài)會在液晶顯示上有提示。轉(zhuǎn)換開關(guān)檢測到控制變壓器無輸出時轉(zhuǎn)換開關(guān)動作，向備用電源控制器發(fā)出起動信號，蓄電池輸出的直流電源經(jīng)DC/AC模塊輸出交流電源依次經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關(guān)和機(jī)電閉鎖裝置后向主控制器供電。當(dāng)電網(wǎng)工作正常時轉(zhuǎn)換開關(guān)會自動關(guān)斷備用電源控制器的電源，停止輸出。同時將主控制器的電源由蓄電池切換至控制變壓器。整機(jī)恢復(fù)正常工作。
[0041]主控制器不斷電的工作就會將各回路的信息都在液晶屏上進(jìn)行顯示，維修時方便查信息判斷故障。此外主控制器還會通過CAN線或485將所有的信息發(fā)送到上位機(jī)或調(diào)度中心。另外主控制器部分保護(hù)功能電路也會正常檢測及保護(hù)，比如漏電閉鎖功能，檢測是用附加直流來實(shí)現(xiàn)的，而直流電源是控制器提供。因此智能控制裝置在負(fù)荷中心設(shè)備上具有重要的意義。
[0042]以上對本實(shí)用新型的一個實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，其特征在于:包括法蘭連接的高壓開關(guān)、干式變壓器和組合開關(guān)，還包括智能控制裝置；所述智能控制裝置包括主控制器、控制變壓器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和備用電源控制器； 主控制器，用于實(shí)現(xiàn)各回路的漏電閉鎖、過流或短路的保護(hù)； 控制變壓器，其一次側(cè)連接組合開關(guān)主回路；二次側(cè)接主控制器； 轉(zhuǎn)換開關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)主控制器供電切換； 備用電源，用于主電源斷電后繼續(xù)為主控制器供電； 備用電源控制器，用于備用電源的自動充電與停充； 機(jī)電閉鎖裝置，其機(jī)械端與門體相連，控制端與轉(zhuǎn)換開關(guān)及主控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，其特征在于:還包括一顯示屏，其輸入端接主控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，其特征在于:所述干式變壓器有3300V、1140V和660V三種電壓輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，其特征在于:所述組合開關(guān)是具有3300V、1140V和660V三種電壓等級的多回路組合開關(guān)，三種電壓設(shè)計(jì)在同一殼體上，將不同電壓等級的電路分置在不同的腔體內(nèi)且三個腔體構(gòu)成了一個整體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，其特征在于:所述轉(zhuǎn)換開關(guān)包括光耦U1、電壓比較器U2、三極管Ql和繼電器K ;光耦Ul的發(fā)光源部分串聯(lián)在控制變壓器的二次側(cè)；光耦Ul的受光源部分的集電極接電源、發(fā)射極串聯(lián)電阻R3后接地；電壓比較器U2的反向輸入端分別串聯(lián)電阻R4后接電源以及串聯(lián)電阻R5后接地，同相輸入端分別接主控制器以及串聯(lián)電阻R3，電阻R7和R8與電阻R3并聯(lián)；其輸出端串聯(lián)電阻R6后分兩條支路，一路接三極管Ql的基極，另一路串聯(lián)R8后接地；三極管Ql的集電極串聯(lián)繼電器K后接電源，二極管D2與繼電器K并聯(lián)；三極管Ql的發(fā)射極接地；三極管Ql的基極與發(fā)射極之間串聯(lián)電解電容C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，其特征在于:備用電源控制器包括處理器、充電模塊和DC/AC模塊；所述處理器檢測電池的電壓，控制充電模塊對蓄電池充電或停止充電；轉(zhuǎn)換開關(guān)將電網(wǎng)斷電的信號發(fā)送給處理器，處理器將蓄電池的電壓經(jīng)過DC/AC模塊轉(zhuǎn)換后輸出交流電流，并經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)向后級供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或6所述的具有智能控制裝置的多回路負(fù)荷中心，其特征在于:機(jī)電閉鎖裝置包括手柄、孔、支撐塊、門體卡塊和閉鎖桿；負(fù)荷中心本體內(nèi)部設(shè)有一與手柄同軸的開關(guān)；手柄的軸上設(shè)有一孔，孔徑不小于閉鎖桿的外徑；支撐塊設(shè)在負(fù)荷中心殼體上，門體卡塊設(shè)于門體上；閉鎖桿依次穿過門體卡塊、支撐塊和手柄的軸。
【文檔編號】E05B65/00GK204131209SQ201420516131
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】王兆輝, 賈展超, 文蕾, 張賀才 申請人:天津華寧電子有限公司