專利名稱：一種煤礦低壓智能開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種煤礦低壓智能開關(guān)。
背景技術(shù)：
煤礦井下工作環(huán)境特殊、空間狹窄、濕度大，存在危險(xiǎn)的瓦斯和煤塵，井下電氣事故、線路故障及各種火花均可能會(huì)引起瓦斯、煤塵爆炸，直接危及人身安全和煤礦安全生產(chǎn)。由于煤礦環(huán)境的特殊性，煤礦饋電開關(guān)設(shè)備不僅要具備各種控制保護(hù)功能，同時(shí)具有隔爆作用而且要求體積小，易于搬運(yùn)等特點(diǎn)。煤礦饋電開關(guān)通常具有的保護(hù)功能有漏電保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、斷相保護(hù)、過壓與欠壓、風(fēng)電閉鎖等。開關(guān)主要由三部分組成第一部分，隔爆外殼防止開關(guān)火花引起瓦斯、煤塵爆炸；第二部分，以交流接觸器或真空斷路器為開關(guān)器件負(fù)責(zé)電源回路的接通或關(guān)斷；第三部分，開關(guān)的控制保護(hù)電路檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和驅(qū)動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。由于目前煤礦井下的饋電開關(guān)設(shè)備均使用有觸點(diǎn)開關(guān)，控制技術(shù)落后。同時(shí)存在笨重、體積大、開關(guān)壽命短、操作不方便等缺點(diǎn)。煤礦井下大量使用的中小型低壓交流電動(dòng)機(jī)與其配套使用的隔爆磁力啟動(dòng)器經(jīng)歷了幾個(gè)階段的發(fā)展，長(zhǎng)期以來一直使用熔斷器和熱繼電器兩種保護(hù)。由于保護(hù)的可靠性差，已陸續(xù)被淘汰。后來研制并推廣使用的集成電路綜合保護(hù)器，在保護(hù)功能上有了較大發(fā)展，除了過載、斷相保護(hù)外，還增加了短路和漏電閉鎖保護(hù)，但大部分采用分立式的電子元件，可靠性和穩(wěn)定性較差，加之元件質(zhì)量不過關(guān)、維修人員技術(shù)水平不高、井下環(huán)境惡劣和過負(fù)荷運(yùn)行等因素，使得井下電動(dòng)機(jī)的燒損仍然比較嚴(yán)重。因此研究一種新型控制保護(hù)開關(guān)以取代原有的煤礦饋電開關(guān)設(shè)備是十分有益的事情。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種以單片機(jī)為控制核心單元實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)開關(guān)控制保護(hù)電動(dòng)機(jī)的一種煤礦低壓智能開關(guān)。其采用智能開關(guān)的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制保護(hù)功能和以太網(wǎng)通信功能。本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案—種煤礦低壓智能開關(guān)，其特征在于包括控制主電路中的用電設(shè)備通斷的開關(guān)單元和控制開關(guān)單元的通斷的控制保護(hù)單元；所述開關(guān)單元采用雙向可控硅開關(guān)；所述控制保護(hù)單元包括順序連接的互感單元、信號(hào)調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有網(wǎng)絡(luò)接口、IXD顯示、雙向可控硅驅(qū)動(dòng)單元；所述雙向可控硅驅(qū)動(dòng)單元連接雙向可控硅開關(guān)為其提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述互感單元實(shí)時(shí)對(duì)主電路電壓和電流進(jìn)行采樣，將采樣后得到的信號(hào)送給信號(hào)調(diào)理單元進(jìn)行電壓值調(diào)節(jié)和信號(hào)中的高頻分量，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)交流采樣算法，計(jì)算出輸入信號(hào)的有效值，將計(jì)算出來的有效值與程序中預(yù)先設(shè)定的閾值比較，電路正常工作，液晶顯示器動(dòng)態(tài)顯示三相線電壓、電流的值，同時(shí)將采樣得到的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到上位機(jī)，需要時(shí)通過上位機(jī)修改程序中的整定參數(shù)大小，檢測(cè)到電路發(fā)生故障，單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)雙向可控硅切斷電源，液晶顯示屏上顯示故障類型。上述方案中，所述互感單元包括，電壓互感器和電流互感器，所述的電壓互感器采用SPT204V型號(hào)，電流互感器采用SCT254FK型號(hào)。上述方案中，所述信號(hào)調(diào)理單元包括用于將雙極性信號(hào)變換到A / D的采樣電壓范圍內(nèi)的偏置電路模塊和用于濾去高頻分量的抗混疊濾波器。本實(shí)用新型具有以下有益效果一、本實(shí)用新型采用雙向可控硅取代傳統(tǒng)的磁力開關(guān)，這種無觸點(diǎn)開關(guān)無火花、無噪音、體積小。二、本實(shí)用新型接觸器工作時(shí)，其控制回路需要消耗一定的電能，而可控硅為弱電控制，控制回路損耗微乎其微。三、本實(shí)用新型利用單片機(jī)及擴(kuò)展芯組成的控制電路取代傳統(tǒng)的繼電器、分立集成電路控制，保護(hù)功能齊全，保護(hù)性能好。四、本實(shí)用新型智能開關(guān)具有通信功能，可以和礦井安全供電監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)方框圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明本實(shí)用新型提供了一種煤礦低壓智能開關(guān)，包括控制主電路中的用電設(shè)備通斷的開關(guān)單元和控制開關(guān)單元的通斷的控制保護(hù)單元，開關(guān)單元采用雙向可控硅開關(guān)，控制保護(hù)單元包括順序連接的互感單元、信號(hào)調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有網(wǎng)絡(luò)接口、IXD顯示、雙向可控硅驅(qū)動(dòng)單元，雙向可控硅驅(qū)動(dòng)單元連接雙向可控硅開關(guān)為其提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。工作過程中，互感單元實(shí)時(shí)對(duì)主電路電壓和電流進(jìn)行采樣，互感單元包括，電壓互感器和電流互感器，所述的電壓互感器采用SPT204V型號(hào)，電流互感器采用SCT254FK型號(hào)，將采樣后得到的信號(hào)送給信號(hào)調(diào)理單元，信號(hào)調(diào)理單元包括用于將雙極性信號(hào)變換到A /D的采樣電壓范圍內(nèi)的偏置電路模塊和用于濾去高頻分量的抗混疊濾波器，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)交流采樣算法，計(jì)算出輸入信號(hào)的有效值，將計(jì)算出來的有效值與程序中預(yù)先設(shè)定的閾值比較，電路正常工作，液晶顯示器動(dòng)態(tài)顯示三相線電壓、電流的值，同時(shí)將采樣得到的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到上位機(jī)，需要時(shí)通過上位機(jī)修改程序中的整定參數(shù)大小，檢測(cè)到電路發(fā)生故障，單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)雙向可控硅切斷電源，液晶顯示屏上顯示故障類型。
權(quán)利要求1.一種煤礦低壓智能開關(guān)，其特征在于包括控制主電路中的用電設(shè)備通斷的開關(guān)單元和控制開關(guān)單元的通斷的控制保護(hù)單元；所述開關(guān)單元采用雙向可控硅開關(guān)；所述控制保護(hù)單元包括順序連接的互感單元、信號(hào)調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有網(wǎng)絡(luò)接口、IXD顯示、雙向可控硅驅(qū)動(dòng)單元；所述雙向可控硅驅(qū)動(dòng)單元連接雙向可控硅開關(guān)為其提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述互感單元實(shí)時(shí)對(duì)主電路電壓和電流進(jìn)行采樣，將采樣后得到的信號(hào)送給信號(hào)調(diào)理單元進(jìn)行電壓值調(diào)節(jié)和信號(hào)中的高頻分量，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)交流采樣算法，計(jì)算出輸入信號(hào)的有效值，將計(jì)算出來的有效值與程序中預(yù)先設(shè)定的閾值比較，電路正常工作，液晶顯示器動(dòng)態(tài)顯示三相線電壓、電流的值，同時(shí)將采樣得到的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送到上位機(jī)，需要時(shí)通過上位機(jī)修改程序中的整定參數(shù)大小， 檢測(cè)到電路發(fā)生故障，單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)雙向可控硅切斷電源，液晶顯示屏上顯示故障類型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦低壓智能開關(guān)，其特征在于所述互感單元包括，電壓互感器和電流互感器，所述的電壓互感器采用SPT204V型號(hào)，電流互感器采用SCT254FK 型號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦低壓智能開關(guān)，其特征在于所述信號(hào)調(diào)理單元包括用于將雙極性信號(hào)變換到A / D的采樣電壓范圍內(nèi)的偏置電路模塊和用于濾去高頻分量的抗混疊濾波器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及煤礦設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種煤礦低壓智能開關(guān)。該智能開關(guān)，包括控制主電路中的用電設(shè)備通斷的開關(guān)單元和控制開關(guān)單元的通斷的控制保護(hù)單元，開關(guān)單元采用雙向可控硅開關(guān)，控制保護(hù)單元包括順序連接的互感單元、信號(hào)調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有網(wǎng)絡(luò)接口、LCD顯示、雙向可控硅驅(qū)動(dòng)單元，雙向可控硅驅(qū)動(dòng)單元連接雙向可控硅開關(guān)為其提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。實(shí)用新型采用雙向可控硅取代傳統(tǒng)的磁力開關(guān)，這種無觸點(diǎn)開關(guān)無火花、無噪音、體積小，利用單片機(jī)及擴(kuò)展芯組成的控制電路取代傳統(tǒng)的繼電器、分立集成電路控制，保護(hù)功能齊全，保護(hù)性能好?？梢院偷V井安全供電監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制。
文檔編號(hào)H02J13/00GK202840485SQ20122053722
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者潘開方, 陳鏡漢, 羅文平, 彭玉慧 申請(qǐng)人:重慶飛爾達(dá)機(jī)械有限責(zé)任公司