CN203691211U

CN203691211U - 一种矿用变频器的放电回路

Info

Publication number: CN203691211U
Application number: CN201320877415.8U
Authority: CN
Inventors: 韩广盈; 史晗; 杨生元; 荣相; 朱永平; 蒋德智
Original assignee: Tiandi Changzhou Automation Co Ltd; Changzhou Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group Corp
Current assignee: Tiandi Changzhou Automation Co Ltd; Changzhou Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2023-12-27

Abstract

本实用新型提供一种矿用变频器的放电回路，包括直流电容器组、继电器、2个双向稳压二极管、放电指示灯和4只放电电阻；2只放电电阻和2只稳压二极管串联后与直流电容器组C并联；继电器工作线圈的2端与稳压二极管的2端电连接；继电器的常闭触点的2个接线端分别串接1只放电电阻后与直流电容器组并联。本实用新型可有效保护变频器的直流电容器组并延长其使用寿命；体积小更易于在紧凑的矿用变频器的防爆壳体内安装；具有放电指示灯可方便地观察放电是否完成从而有效地保证了操作人员的人身安全；各放电电阻全部选用无感电阻，因而其并联在矿用变频器的直流母线上不会增大直流纹波电流。

Description

一种矿用变频器的放电回路

技术领域

本实用新型涉及变频器放电技术领域，具体涉及一种矿用变频器的放电回路。

背景技术

煤矿井下矿用变频器的主回路拓扑结构均为交-直-交电压源型变频器。基于交-直-交电压源型变频器的工作原理，其直流部分必然存在滤波用的直流电容（电解电容）。由于直流电容容值大、电压高，变频器断电后电容自然放电过程十分缓慢，30分钟后电容残压不会低于DC5V，但矿用变频器行业标准规定15分钟内电容残压不得高于DC0.5V。所以，必须在矿用变频器内部另外加入放电回路。传统的放电电路如图1所示，其中DC+、DC-为矿用变频器中的直流母线的正极和负极，KA为接触器，电阻R为串接在接触器KA的常闭触点上的放电电阻，B1为控制变压器，C为矿用变频器的直流电容器组。其工作原理是：当提供供电电源时，矿用变频器和控制变压器B1同时得电，并联在控制变压器B1副边的接触器KA的线圈得电，接触器KA的常闭触点断开，并联在直流母线上的放电电阻R处于开路状态。当供电电源断开时，接触器KA的线圈失电，其常闭点闭合，放电电阻R接入，放电电阻R并联在直流母线上，将直流电容组储存的能量以热能的形式进行消耗。该放电电路的不足之处在于：一是放电过快，影响电容寿命：矿用变频器失电后接触器KA的常闭点直接闭合，此时直流母线上的电压为DC960V或DC1611V，放电电阻R投入的瞬间会产生较大的冲击电流，影响矿用变频器的直流电容器组C的使用寿命；二是接触器KA选型困难：因为带常闭充电的接触器一般都为控制接触器，其触点容量小，耐压等级低，一般耐压值为AC690V，不能很好地适用此种电路，若要有适用的接触器，需要进行定制，定制的接触器费用较高且体积过大难以安装；三是存在安全隐患：接触器的工作状态不易检测，若得电后接触器没有吸合或失电后接触器没有断开，均会造成设备损坏并危及人身安全，且电压是否达到标准要求的安全值没有相应的指示。

实用新型内容

本实用新型的目的是：克服现有技术的不足，提供一种结构小巧易于安装、安全性好且不易损坏矿用变频器的直流电容的矿用变频器的放电回路。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的矿用变频器的放电回路，包括直流电容器组C，其结构特点是：还包括继电器KA1、第一双向稳压二极管DZ1、第二双向稳压二极管DZ2、放电指示灯L1、放电电阻R1、放电电阻R2、放电电阻R3和放电电阻R4；

上述的继电器KA1的常闭触点具有2个接线端，继电器KA1的工作线圈具有2个接线端；放电电阻R1的一端、第一双向稳压二极管DZ1的一端、第二双向稳压二极管DZ2的一端、放电指示灯L1的正极以及继电器KA1的工作线圈的1个接线端共线；放电电阻R2的一端、第一双向稳压二极管DZ1的另一端、第二双向稳压二极管DZ2的另一端、放电指示灯L1的负极以及继电器KA1的工作线圈的另1个接线端共线；继电器KA1的常闭触点的1个接线端与放电电阻R3的一端电连接；继电器KA1的常闭触点的另1个接线端与放电电阻R4的一端电连接；直流电容器组C的正极、放电电阻R3的另一端、放电电阻R3的另一端均与变频器中的直流母线的正极DC+电连接；直流电容器组C的负极、放电电阻R4的另一端、放电电阻R2的另一端均与变频器中的直流母线的负极DC-电连接。

进一步的方案是：上述的继电器KA1为GRL-2401型号的常闭触点高压干簧继电器；第一双向稳压二极管DZ1和第二双向稳压二极管DZ2为1N4749A型号的双向稳压二极管。

进一步的方案还有：上述的放电指示灯L1为发光二极管；放电电阻R1、放电电阻R2、放电电阻R3和放电电阻R4均为无感电阻。

本实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型的矿用变频器的放电回路，通过在设置2个放电电阻、在2个放电电阻之间串接2个双向稳压管，利用稳压二极管工作后两端电压维持不变的原理为继电器提供工作电源，从而相应控制继电器的常闭触点断开或闭合，当矿用变频器失电后，其直流电容器组先经过一个自然放电的过程，当直流母线电压自然降低到一定值时继电器线圈失电，此时再将2个放电电阻投入，从而不会在矿用变频器的直流电容器组上产生较大的电流冲击；从而可有效保护变频器的直流电容器组并延长其使用寿命。（2）本实用新型的矿用变频器的放电回路，通过采用高压干簧继电器，其耐压可达到DC10kV，完全满足矿用变频器放电的耐压等级要求，而且高压干簧继电器较之于普通或定制的接触器，体积小，且省略了变压器，从而更易于在紧凑的矿用变频器的防爆壳体内安装。（3）本实用新型的矿用变频器的放电回路，通过设置放电指示灯，可方便地观察放电是否完成，当放电未达到安全电压时，放电指示灯一直点亮，只有当放电完成达到安全电压时放电指示灯才会熄灭，从而有效地保证了操作人员的人身安全。（4）本实用新型的矿用变频器的放电回路，其放电电阻全部选用无感电阻，因而其并联在直流母线上不会增大直流纹波电流。

附图说明

图1为现有技术的矿用变频器的放电回路的结构示意图；

图2为本实用新型的矿用变频器的放电回路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图2，本实施例的矿用变频器的放电回路，主要由直流电容器组C、继电器KA1、第一双向稳压二极管DZ1、第二双向稳压二极管DZ2、放电指示灯L1、放电电阻R1、放电电阻R2、放电电阻R3和放电电阻R4组成。

继电器KA1本实施例中优选采用型号为GRL-2401的常闭触点高压干簧继电器，继电器KA1的常闭触点具有2个接线端，继电器KA1的工作线圈具有2个接线端。

第一双向稳压二极管DZ1和第二双向稳压二极管DZ2本实施例中均优选采用型号为1N4749A的双向稳压二极管。

放电指示灯L1本实施例中优选采用发光二极管。

放电电阻R1、放电电阻R2、放电电阻R3和放电电阻R4本实施例中均优选采用无感电阻。

放电电阻R1的一端、第一双向稳压二极管DZ1的一端、第二双向稳压二极管DZ2的一端、放电指示灯L1的正极以及继电器KA1的工作线圈的1个接线端共线；放电电阻R2的一端、第一双向稳压二极管DZ1的另一端、第二双向稳压二极管DZ2的另一端、放电指示灯L1的负极以及继电器KA1的工作线圈的另1个接线端共线；继电器KA1的常闭触点的1个接线端与放电电阻R3的一端电连接；继电器KA1的常闭触点的另1个接线端与放电电阻R4的一端电连接；直流电容器组C的正极、放电电阻R3的另一端、放电电阻R3的另一端均与变频器中的直流母线的正极DC+电连接；直流电容器组C的负极、放电电阻R4的另一端、放电电阻R2的另一端均与变频器中的直流母线的负极DC-电连接。

本实施例的矿用变频器的放电回路的工作原理和工作过程简述如下：

本实施例的矿用变频器的放电回路，无感电阻和双向稳压二极管串联后并联于矿用变频器的直流母线上，利用稳压二极管工作后两端电压维持不变的原理为继电器提供工作电源。

当矿用变频器得电后，直流母线电压开始上升，上升到第一双向稳压二极管DZ1和第二双向稳压二极管DZ2的导通值时，2只稳压二极管导通，该电压不会大于DC30V。稳压二极管导通后，其两端会输出一个稳定的直流电压，该直流电压驱动继电器KA1的线圈工作，使继电器KA1吸合从而使得其常闭触点断开，其后直流母线电压持续上升，直至达到正常工作电压。放电电阻R1和放电电阻R2的电阻值较大，主要作用是限流，避免电流达到一定值时发生不可逆击穿。第一双向稳压二极管DZ1和第二双向稳压二极管DZ2并联的作用是增大流过该回路的电流。当第一双向稳压二极管DZ1和第二双向稳压二极管DZ2导通的同时点亮放电指示灯L1,用于指示变频器内部直流电容器组C上存在危险电压。

当矿用变频器失电后，矿用变频器的直流母线上的电压缓慢下降，此时第一双向稳压二极管DZ1和第二双向稳压二极管DZ2依然保持导通，继电器KA1的常闭触点保持断开状态。当矿用变频器的直流母线上的电压降低到一定值时，一般该值不会高于DC100V，由于放电电阻R1和放电阻R2的限流分压作用，第一双向稳压二极管DZ1和第二双向稳压二极管DZ2截止，继电器KA1的线圈失电，其常闭触点闭合，放电电阻R3和放电电阻R4投入；此时由于第一双向稳压二极管DZ1和第二双向稳压二极管DZ2的两端之间还存在电压，所以放电指示灯L1仍然点亮，依然提示危险电压存在，直至矿用变频器的直流母线电压下降到极低值时，放电指示灯L1熄灭，此时电容残压达到安全值，放电过程结束。

综上所述，本实施例的矿用变频器的放电回路，通过在设置2个放电电阻、在2个放电电阻之间串接2个双向稳压管，利用稳压二极管工作后两端电压维持不变的原理为继电器提供工作电源，从而相应控制继电器的常闭触点断开或闭合，当矿用变频器失电后，其直流电容器组先经过一个自然放电的过程，当直流母线电压自然降低到一定值时继电器线圈失电，此时再将2个放电电阻投入，从而不会在矿用变频器的直流电容器组上产生较大的电流冲击；从而可有效保护变频器的直流电容器组并延长其使用寿命；通过采用高压干簧继电器，其耐压可达到DC10kV，完全满足矿用变频器放电的耐压等级要求，而且高压干簧继电器较之于普通或定制的接触器，体积小，且省略了变压器，从而更易于在紧凑的矿用变频器的防爆壳体内安装；通过设置放电指示灯，可方便地观察放电是否完成，当放电未达到安全电压时，放电指示灯一直点亮，只有当放电完成达到安全电压时放电指示灯才会熄灭，从而有效地保证了操作人员的人身安全；其放电电阻全部选用无感电阻，因而其并联在直流母线上不会增大直流纹波电流。

以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。

Claims

1.一种矿用变频器的放电回路，包括直流电容器组C，其特征在于：还包括继电器KA1、第一双向稳压二极管DZ1、第二双向稳压二极管DZ2、放电指示灯L1、放电电阻R1、放电电阻R2、放电电阻R3和放电电阻R4；

所述的继电器KA1的常闭触点具有2个接线端，继电器KA1的工作线圈具有2个接线端；放电电阻R1的一端、第一双向稳压二极管DZ1的一端、第二双向稳压二极管DZ2的一端、放电指示灯L1的正极以及继电器KA1的工作线圈的1个接线端共线；放电电阻R2的一端、第一双向稳压二极管DZ1的另一端、第二双向稳压二极管DZ2的另一端、放电指示灯L1的负极以及继电器KA1的工作线圈的另1个接线端共线；继电器KA1的常闭触点的1个接线端与放电电阻R3的一端电连接；继电器KA1的常闭触点的另1个接线端与放电电阻R4的一端电连接；直流电容器组C的正极、放电电阻R3的另一端、放电电阻R3的另一端均与变频器中的直流母线的正极DC+电连接；直流电容器组C的负极、放电电阻R4的另一端、放电电阻R2的另一端均与变频器中的直流母线的负极DC-电连接。

2.根据权利要求1所述的矿用变频器的放电回路，其特征在于：所述的继电器KA1为GRL-2401型号的常闭触点高压干簧继电器；第一双向稳压二极管DZ1和第二双向稳压二极管DZ2为1N4749A型号的双向稳压二极管。

3.根据权利要求1所述的矿用变频器的放电回路，其特征在于：所述的放电指示灯L1为发光二极管；放电电阻R1、放电电阻R2、放电电阻R3和放电电阻R4均为无感电阻。