專利名稱：礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣動(dòng)傳動(dòng)與發(fā)電領(lǐng)域，具體是一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，煤礦供電系統(tǒng)問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，不僅會(huì)影響煤礦生產(chǎn)，而且會(huì)損壞機(jī)電設(shè)備，甚至?xí)斐扇松硎鹿省Ｃ旱V井下有瓦斯，地下涌水，一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題可能出現(xiàn)人員窒息，瓦斯爆炸，礦井有可能被水淹沒(méi)的危險(xiǎn)，給國(guó)家?guī)?lái)巨大的損失，給礦工的的生命安全構(gòu)成了極大的威脅。
供電質(zhì)量對(duì)安全生產(chǎn)也有重要的影響，發(fā)電系統(tǒng)送到用電設(shè)備的端電壓與額定值總有一些偏差，此偏差為電壓偏移，它是衡量供電質(zhì)量的重要指標(biāo)，各種用電設(shè)備都能適應(yīng)一定范圍的電壓偏移，但是超出允許范圍，電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況將顯著惡化，由此發(fā)明一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)，將電壓偏移值降到最低。
目前交流發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)逐步使用，但它們大多采用柴油等液體介質(zhì)作為動(dòng)力源，浪費(fèi)能源且排放的尾氣有污染，體積和重量都很大，價(jià)格昂貴，且它們?cè)胍艉艽?，?yán)重影響工人身心健康。空氣是一種新型能源，資源不盡，尤其在礦下主要巷道內(nèi)基本上都鋪設(shè)了風(fēng)壓管路，利用這些風(fēng)壓來(lái)進(jìn)行發(fā)電方便快捷。本發(fā)明礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)基于此采用壓縮空氣作為動(dòng)力源，為井下提供所需的交流電壓等級(jí)，輸出電壓穩(wěn)定，可滿足各種功率要求。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)體積和重量大，噪音大，浪費(fèi)能源，尾氣污染嚴(yán)重，不能根據(jù)負(fù)載大小自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓等一系列問(wèn)題，本發(fā)明提供一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)傳感器，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和控制電路的配合使用，使發(fā)電系統(tǒng)更加智能、安全可靠，同時(shí)加有隔爆外殼，防止系統(tǒng)產(chǎn)生火花引發(fā)安全事故。
本發(fā)明是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的: 一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括氣動(dòng)部分、機(jī)械部分、電控部分，氣動(dòng)部分包括通過(guò)管道依次連接的開關(guān)閥、壓力閥、電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥；機(jī)械部分包括隔爆外殼、氣動(dòng)馬達(dá)、三相交流發(fā)電機(jī)，隔爆外殼包括有隔爆外殼上支架、隔爆外殼下支架，氣動(dòng)馬達(dá)、三相交流發(fā)電機(jī)分別固定在隔爆外殼下支架上，隔爆外殼下支架上設(shè)有進(jìn)出氣口、導(dǎo)線出口，氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)連接軸傳動(dòng)連接三相交流發(fā)電機(jī)，氣動(dòng)馬達(dá)與連接軸的連接處套裝有套筒；電控部分包括有三相整流橋，三相整流橋并聯(lián)有濾波電容，濾波電容并聯(lián)有電壓傳感器、穩(wěn)壓模塊、H橋逆變電路，電壓傳感器的信號(hào)輸出端接入DSP，DSP的電源端連接穩(wěn)壓模塊的電壓輸出端，H橋逆變電路包括有四個(gè)大功率晶閘管Ql、Q2、Q3、Q4，串聯(lián)的大功率晶閘管Q1、Q2與串聯(lián)的大功率晶閘管Q3、Q4并聯(lián)，大功率晶閘管Q1、Q2的連接點(diǎn)連接電感L的一端，電感L的另一端連接電容C的一端，電容C的另一端接入大功率晶閘管Q3、Q4的連接點(diǎn)；DSP連接有驅(qū)動(dòng)電路一、驅(qū)動(dòng)電路二，驅(qū)動(dòng)電路一驅(qū)動(dòng)連接大功率晶閘管Ql、Q2、Q3、Q4，驅(qū)動(dòng)電路二驅(qū)動(dòng)連接電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，氣源通過(guò)管道與開關(guān)閥連接，電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥的另一端通過(guò)管道由進(jìn)出氣口進(jìn)入隔爆外殼并接入氣動(dòng)馬達(dá)，氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)三相交流發(fā)電機(jī)發(fā)電，三相交流發(fā)電機(jī)輸出端輸出的三相交流電通過(guò)導(dǎo)線從導(dǎo)線出口伸出隔爆外殼并接入三相整流橋，三相交流電經(jīng)整流、濾波后的直流電直接提供給H橋逆變電路，并通過(guò)穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓后提供給DSP，DSP發(fā)出的PWM控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路一控制H全橋逆變電路，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路二控制電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，從而控制氣體的流量，直流電經(jīng)H橋逆變電路后輸出穩(wěn)定可用的交流電。
所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的DSP采用TI公司的28035高速數(shù)字信號(hào)處理器。
所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)螺栓與隔爆外殼下支架連接，三相交流發(fā)電機(jī)通過(guò)螺釘固定在隔爆外殼下支架上。
所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔爆外殼上支架與隔爆外殼下支架通過(guò)螺栓連接，之間加橡膠墊進(jìn)行密封。
所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式應(yīng)急交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的三相交流發(fā)電機(jī)的輸出端是通過(guò)鍵連接固定在隔爆外殼下支架上的。
所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔爆外殼下支架的進(jìn)出氣口通過(guò)管路轉(zhuǎn)接頭螺紋連接實(shí)現(xiàn)螺紋連接處的密封。
所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔爆外殼下支架的導(dǎo)線出口通過(guò)橡膠墊密封。
本發(fā)明的工作原理是: 本發(fā)明電路控制部分包括三部分:直流電壓部分、逆變部分、DSP控制電路部分。直流電壓部分由二極管不可控整流、電容濾波器構(gòu)成；逆變部分由H全橋和LC濾波電路構(gòu)成；DSP硬件電路主要由一個(gè)穩(wěn)壓電路，電壓傳感器和TI公司的28035高速數(shù)字信號(hào)處理器，以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路組成。穩(wěn)壓電路給數(shù)字信號(hào)處理器提供標(biāo)準(zhǔn)電源；數(shù)字信號(hào)處理器則負(fù)責(zé)全部數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理、逆變電路的控制，驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)IGBT及電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥坐寸ο
發(fā)電機(jī)經(jīng)不可控整流、電容濾波后得到的直流電壓，會(huì)隨著負(fù)載的變化而改變。如果變化過(guò)大，將導(dǎo)致逆變環(huán)節(jié)不能輸出穩(wěn)定的交流電壓。所以需要一個(gè)反饋回路，自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣口氣體壓力和流量，將發(fā)電機(jī)經(jīng)整流濾波后輸出的直流電壓控制在一定范圍。首先壓力閥將氣體的壓力控制在一定的范圍內(nèi)，保證氣動(dòng)馬達(dá)的輸出扭矩滿足發(fā)電機(jī)的額定扭矩要求，再由電壓傳感器采樣直流電壓的大小，當(dāng)電壓過(guò)小時(shí)，控制電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥增加氣動(dòng)電機(jī)的進(jìn)氣量使電機(jī)加速?gòu)亩闺妷荷?；?dāng)電壓過(guò)高時(shí)，通過(guò)DSP控制電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥減小電機(jī)進(jìn)氣量使電壓降低。DSP發(fā)出的PWM控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制逆變環(huán)節(jié)電路，將直流電變成穩(wěn)定可用的礦用交流電，可保證需要的電壓等級(jí)和頻率。
由于采用了上述方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是: 本發(fā)明經(jīng)濟(jì)、便捷、無(wú)污染、智能化調(diào)節(jié)、隔爆、噪音小、方便安裝。


圖1為本發(fā)明機(jī)械部分整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖。
圖2為本發(fā)明控制部分的電路結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，包括氣動(dòng)部分、機(jī)械部分、電控部分，氣動(dòng)部分包括通過(guò)管道依次連接的開關(guān)閥1、壓力閥2、電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥3 ;機(jī)械部分包括隔爆外殼、氣動(dòng)馬達(dá)4、三相交流發(fā)電機(jī)5，隔爆外殼包括有隔爆外殼上支架6、隔爆外殼下支架7，氣動(dòng)馬達(dá)4、三相交流發(fā)電機(jī)5分別固定在隔爆外殼下支架7上，隔爆外殼下支架7上設(shè)有進(jìn)出氣口 8、導(dǎo)線出口 9，氣動(dòng)馬達(dá)4通過(guò)連接軸10傳動(dòng)連接三相交流發(fā)電機(jī)5，氣動(dòng)馬達(dá)4與連接軸10的連接處套裝有套筒11 ;電控部分包括有三相整流橋12，三相整流橋12并聯(lián)有濾波電容Udc，濾波電容Udc并聯(lián)有電壓傳感器13、穩(wěn)壓模塊14、H橋逆變電路15，電壓傳感器13的信號(hào)輸出端接入DSP16，DSP16的電源端連接穩(wěn)壓模塊14的電壓輸出端，H橋逆變電路15包括有四個(gè)大功率晶閘管Q1、Q2、Q3、Q4，串聯(lián)的大功率晶閘管Q1、Q2與串聯(lián)的大功率晶閘管Q3、Q4并聯(lián)，大功率晶閘管Q1、Q2的連接點(diǎn)連接電感L的一端，電感L的另一端連接電容C的一端，電容C的另一端接入大功率晶閘管Q3、Q4的連接點(diǎn)；DSP連接有驅(qū)動(dòng)電路一 17、驅(qū)動(dòng)電路二 18，驅(qū)動(dòng)電路一 17驅(qū)動(dòng)連接大功率晶閘管Ql、Q2、Q3、Q4，驅(qū)動(dòng)電路二 18驅(qū)動(dòng)連接電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥3，氣源通過(guò)管道與開關(guān)閥I連接，電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥3的另一端通過(guò)管道由進(jìn)出氣口 8進(jìn)入隔爆外殼并接入氣動(dòng)馬達(dá)4，氣動(dòng)馬達(dá)4帶動(dòng)三相交流發(fā)電機(jī)5發(fā)電,三相交流發(fā)電機(jī)5輸出端輸出的三相交流電通過(guò)導(dǎo)線從導(dǎo)線出口 9伸出隔爆外殼并接入三相整流橋12，三相交流電經(jīng)整流、濾波后的直流電直接提供給H橋逆變電路15，并通過(guò)穩(wěn)壓模塊14穩(wěn)壓后提供給DSP16，DSP16發(fā)出的PWM控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路一 17控制H全橋逆變電路15，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路二 18控制電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥3，從而控制氣體的流量，直流電經(jīng)H橋逆變電路15后輸出穩(wěn)定可用的交流電。
DSP16采用TI公司的28035高速數(shù)字信號(hào)處理器。
氣動(dòng)馬達(dá)4通過(guò)螺栓與隔爆外殼下支架7連接，三相交流發(fā)電機(jī)5通過(guò)螺釘固定在隔爆外殼下支架7上。
隔爆外殼上支架6與隔爆外殼下支架7通過(guò)螺栓連接，之間加橡膠墊進(jìn)行密封。
三相交流發(fā)電機(jī)5的輸出端是通過(guò)鍵連接固定在隔爆外殼下支架7上的。
隔爆外殼下支架7的進(jìn)出氣口 8通過(guò)管路轉(zhuǎn)接頭螺紋連接實(shí)現(xiàn)螺紋連接處的密封。
隔爆外殼下支架7的導(dǎo)線出口 9通過(guò)橡膠墊密封。
權(quán)利要求
1.一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括氣動(dòng)部分、機(jī)械部分、電控部分，氣動(dòng)部分包括通過(guò)管道依次連接的開關(guān)閥、壓力閥、電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥；機(jī)械部分包括隔爆外殼、氣動(dòng)馬達(dá)、三相交流發(fā)電機(jī)，隔爆外殼包括有隔爆外殼上支架、隔爆外殼下支架，氣動(dòng)馬達(dá)、三相交流發(fā)電機(jī)分別固定在隔爆外殼下支架上，隔爆外殼下支架上設(shè)有進(jìn)出氣口、導(dǎo)線出口，氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)連接軸傳動(dòng)連接三相交流發(fā)電機(jī)，氣動(dòng)馬達(dá)與連接軸的連接處套裝有套筒；電控部分包括有三相整流橋，三相整流橋并聯(lián)有濾波電容，濾波電容并聯(lián)有電壓傳感器、穩(wěn)壓模塊、H橋逆變電路，電壓傳感器的信號(hào)輸出端接入DSP，DSP的電源端連接穩(wěn)壓模塊的電壓輸出端，H橋逆變電路包括有四個(gè)大功率晶閘管Ql、Q2、Q3、Q4，串聯(lián)的大功率晶閘管Ql、Q2與串聯(lián)的大功率晶閘管Q3、Q4并聯(lián)，大功率晶閘管Ql、Q2的連接點(diǎn)連接電感L的一端，電感L的另一端連接電容C的一端，電容C的另一端接入大功率晶閘管Q3、Q4的連接點(diǎn)；DSP連接有驅(qū)動(dòng)電路一、驅(qū)動(dòng)電路二，驅(qū)動(dòng)電路一驅(qū)動(dòng)連接大功率晶閘管Ql、Q2、Q3、Q4，驅(qū)動(dòng)電路二驅(qū)動(dòng)連接電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，氣源通過(guò)管道與開關(guān)閥連接，電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥的另一端通過(guò)管道由進(jìn)出氣口進(jìn)入隔爆外殼并接入氣動(dòng)馬達(dá)，氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)三相交流發(fā)電機(jī)發(fā)電，三相交流發(fā)電機(jī)輸出端輸出的三相交流電通過(guò)導(dǎo)線從導(dǎo)線出口伸出隔爆外殼并接入三相整流橋，三相交流電經(jīng)整流、濾波后的直流電直接提供給H橋逆變電路，并通過(guò)穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓后提供給DSP，DSP發(fā)出的PWM控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路一控制H全橋逆變電路，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路二控制電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，從而控制氣體的流量，直流電經(jīng)H橋逆變電路后輸出穩(wěn)定可用的交流電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的DSP采用TI公司的28035高速數(shù)字信號(hào)處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)螺栓與隔爆外殼下支架連接，三相交流發(fā)電機(jī)通過(guò)螺釘固定在隔爆外殼下支架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔爆外殼上支架與隔爆外殼下支架通過(guò)螺栓連接，之間加橡膠墊進(jìn)行密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式應(yīng)急交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的三相交流發(fā)電機(jī)的輸出端是通過(guò)鍵連接固定在隔爆外殼下支架上的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔爆外殼下支架的進(jìn)出氣口通過(guò)管路轉(zhuǎn)接頭螺紋連接實(shí)現(xiàn)螺紋連接處的密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔爆外殼下支架的導(dǎo)線出口通過(guò)橡膠墊密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦用隔爆氣動(dòng)式交流發(fā)電系統(tǒng)，氣源通過(guò)管道與開關(guān)閥、壓力閥、電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥相連帶動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)連接軸、套筒帶動(dòng)三相交流發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)輸出的交流電經(jīng)整流、濾波后的直流電直接提供給H橋整流電路、電壓傳感器，并通過(guò)穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓后提供給DSP，DSP發(fā)出的PWM控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路一方面控制H橋逆變電路，另一方面控制電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣口的氣體流量，使其輸出直流電壓在工作范圍之內(nèi)，直流電再經(jīng)過(guò)H橋逆變電路，將直流電變成穩(wěn)定可用的交流電。本發(fā)明經(jīng)濟(jì)、便捷、無(wú)污染、智能化調(diào)節(jié)、隔爆、噪音小、方便安裝。
文檔編號(hào)H02P9/04GK103166555SQ201310060530
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者阮學(xué)云, 王滿滿, 蔣耀, 王 華, 張文寵, 王欣悅, 蔡兆生 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)