專利名稱：手持三相電器綜合控制箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種手持三相電器綜合控制箱，用于煤礦井下煤電鉆等手持電動(dòng)工具的檢漏、短路、斷相、過載保護(hù)等綜合控制，屬于煤礦電氣領(lǐng)域。
目前，煤礦廣泛使用KSGZ－2.05／0.66～0.38型礦用煤電鉆變壓器裝置，作為對(duì)手持煤電鉆的供電和保護(hù)之用。(見1980年煤炭工業(yè)部供應(yīng)局、設(shè)計(jì)管理局編寫的煤炭工業(yè)部歸口分配專用設(shè)備手冊(cè)528頁～535頁)。該裝置由隔爆外殼、主變壓器及控制保護(hù)系統(tǒng)芯子等部分組成，其控制保護(hù)系統(tǒng)芯子上的電路圖如

圖1所示。隔爆外殼采用鋼板焊接半圓軸門型結(jié)構(gòu)，外殼上部有一接線腔，作為引進(jìn)引出電纜線用。主變壓器為三相干式B級(jí)絕緣，安裝在殼體內(nèi)腔后半部，控制保護(hù)系統(tǒng)芯子上的電路原理是這樣的1.遠(yuǎn)距離停送電控制采用四芯電纜，先導(dǎo)回路工作原理，用煤電鉆手柄開關(guān)DJ的起、停來控制127V網(wǎng)路的通、斷，做到煤電鉆不工作127V電纜不帶電。其電氣原理如圖1所示。合DJ→BG4導(dǎo)通→J3吸合→CJ吸合→煤電鉆運(yùn)行。CJ同時(shí)吸合，S2已打開，先導(dǎo)回路與127V電網(wǎng)隔離，J3的保持吸合靠LH3感應(yīng)電流來維持。當(dāng)DJ打開時(shí)，LH3電流消失→J3釋放→J3－1打開→CJ釋放→煤電鉆斷電。2.漏電保護(hù)當(dāng)CJ接通，電路執(zhí)行漏電保護(hù)任務(wù)，漏電電阻動(dòng)作值為RC。當(dāng)CJ未接通或跳閘釋放情況下，電路是執(zhí)行漏電閉鎖監(jiān)視任務(wù)。漏電閉鎖電阻值為RB，漏電保護(hù)電路轉(zhuǎn)換為漏電閉鎖狀態(tài)，是通過CJ的一對(duì)常閉輔助觸點(diǎn)S，改變測(cè)量電橋橋臂電阻來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)交流接觸器負(fù)荷側(cè)不漏電時(shí)網(wǎng)絡(luò)對(duì)地絕緣電阻r＞RB，測(cè)量電橋c－d兩端輸出電壓Ucd＞0，BG1導(dǎo)通，BG2截止，BG3導(dǎo)通，J1吸合，J1－1常開接點(diǎn)J1－2、J1－3閉合，為DJ起動(dòng)準(zhǔn)備條件。若有接地漏電故障存在，則r≤RB，Ucd≤0，BG1截止，BG2導(dǎo)通，BG3截止，J1釋放，J1－1、常閉觸點(diǎn)J1－2、J1－3閉合，煤電鉆無法送電。當(dāng)煤電鉆正常運(yùn)行情況時(shí)出現(xiàn)接地、漏電故障，則Ucd≤0，J釋放，J1－1打開、CJ斷電，J1－3打開，常閉觸點(diǎn)J1－2閉合，黃燈滅，紅燈亮。此時(shí)S1閉合，電路轉(zhuǎn)換為閉鎖檢測(cè)狀態(tài)，故障消除后重新起動(dòng)煤電鉆工作。3.短路保護(hù)當(dāng)交流接觸器負(fù)荷側(cè)發(fā)生兩相或三相短路，其短路電流在電流互感器LH1或LH2的二次線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，在選擇電阻R16、R18或R19、R21產(chǎn)生壓降，經(jīng)橋式整流擊穿穩(wěn)壓管W6，觸發(fā)單晶管UJT，使可控硅SCR導(dǎo)通，執(zhí)行繼電器J2吸合，J2－1打開，CJ斷電釋放，J2－2閉合。繼電器J2因可控硅SCR導(dǎo)通而自保。排除故障后重新分合一次隔離開關(guān)方可恢復(fù)正常工作。4.過載保護(hù)采用熱繼電器來完成，保護(hù)范圍10～16安培。
現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于容量不能適應(yīng)功率日益增大的電器設(shè)備的需要，控制裝置的控制方式專門化，不能滿足近來出現(xiàn)的多種127V級(jí)電器的要求；體積大，份量重，使用時(shí)另行配置沼氣檢測(cè)斷電器，這樣增加了機(jī)電設(shè)備數(shù)和設(shè)備投資；主變壓器始終帶電，造成內(nèi)腔溫度高的缺陷。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種新的手持三相電器控制箱，采用交流電源越級(jí)式先導(dǎo)控制環(huán)節(jié)，使得不僅127V級(jí)側(cè)電纜在煤電鉆不工作時(shí)不帶電，而且主變壓器也不帶電，從而避免了空載時(shí)電流空耗并轉(zhuǎn)換成熱量，使腔體內(nèi)半導(dǎo)體電子器件隨溫度增高而可靠性銳減，故障率驟升的弊病。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是采用矩形薄殼拱式防爆外殼，腔體分為兩部分；接線腔和主腔，接線腔內(nèi)有接線端子和引線喇叭口，主腔和接線腔由接線端子連通；主腔內(nèi)有電氣芯架，電器元件均置于電器架子上。其電路原理是外電源通入裝置后經(jīng)主熔斷保護(hù)器接入控制變壓器變壓，其36V級(jí)繞組向穩(wěn)壓電源輸出電源并向電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供工作電源。接通手持三相電器手把上的開關(guān)，由控制變壓器12V繞組、主回路分合點(diǎn)接觸器常閉輔助觸點(diǎn)、一個(gè)電流互感器輔助繞組、中間繼電器常閉觸點(diǎn)、手把開關(guān)中間觸點(diǎn)、手持三相電器中間繞組及兩邊兩個(gè)繞組、手把兩邊兩觸點(diǎn)，兩個(gè)互感器取樣繞組、主變壓器繞組、中間繼電器另一個(gè)常閉觸點(diǎn)、另一個(gè)電流互感器輔助繞組組成回路，從而在兩個(gè)電流互感器主繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，送入綜合匹配板，經(jīng)疊加、整流處理后，輸出一個(gè)信號(hào)到電子邏輯控制電路進(jìn)行處理和確認(rèn)，然后使執(zhí)行電器動(dòng)作。在這個(gè)過程中，電子邏輯控制電路使外配的指示信號(hào)發(fā)光二極管亮，接著中間繼電器和主接觸器的一些觸點(diǎn)依次斷開，從而切斷12V先導(dǎo)取樣回路；而另一些觸點(diǎn)依次合上，接通主變壓器輸出回路，使得三相手持電器得到電源而進(jìn)入工作狀態(tài)。工作電流流過電流互感器取樣繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流送至綜合匹配板，一方面作為裝置實(shí)行電流保護(hù)的輸入信號(hào)，一方面為維持先導(dǎo)控制狀態(tài)的保護(hù)信號(hào)，經(jīng)匹配板送至電子邏輯控制電路使執(zhí)行電路正常工作。在需要停機(jī)時(shí)，松開手把開關(guān)，切斷主回路電源流向手持三相電器的電流，電器停止工作，電流互感器取樣繞組的感應(yīng)電流消失，導(dǎo)致先導(dǎo)控制環(huán)節(jié)工作信號(hào)消失，使電子邏輯控制電器中的執(zhí)行繼電器釋放，中間繼電器、主接觸器的繞組依次失電，相應(yīng)主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)回復(fù)到初始狀態(tài)，裝置再次進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。
本實(shí)用新型的特征在于電器芯架上的電路由三組功能電路組成由隔離開關(guān)KG、熔斷保護(hù)器RL1、RL2、主變壓器BZ、玻殼熔斷器RB、主熔斷器RL3以及電子邏輯控制電路的一部分構(gòu)成綜合保護(hù)電路；由控制變壓器36V級(jí)繞組、穩(wěn)壓電源WY、主接觸器、中間繼電器繞組、電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成執(zhí)行電路；由手把開關(guān)、控制變壓器BK12V級(jí)繞組、主接觸器常閉輔助觸點(diǎn)C－2、電流互感器LH1輔助繞組、中間繼電器常閉觸點(diǎn)JZ1－6、電子邏輯控制電路的另一部分等組成邏輯電路。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)電路圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型電氣原理圖。
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步加以詳敘手持三相電器綜合控制箱的防爆外殼采用矩形薄殼拱式，腔體分為兩部分接線腔(1)和主腔(2)結(jié)構(gòu)如圖2所示。接線腔(1)內(nèi)有接線端子(3)和引線喇叭口(4)。主腔和接線腔由接線端連通，主腔內(nèi)有電氣芯子(5)，電氣元件置于電氣芯子上。本實(shí)用新型的電路是這樣的(如圖3所示)綜合保護(hù)電路用于分?jǐn)嚯娐泛桶踩綦x的隔離開關(guān)KG合上后，外電源通入本裝置。熔斷器RL1接開關(guān)KG和控制變壓器BK、經(jīng)玻殼熔斷器RB及熔斷器RL2構(gòu)成主回路過流保護(hù)電路?？刂谱儔浩鰾K的36V繞組使穩(wěn)壓電源WY獲得輸入電源，使其向控制系統(tǒng)輸出高質(zhì)量的、帶有截止限流保護(hù)的直流穩(wěn)壓電源作為電子邏輯控制電路的電源。同時(shí)也為各電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供工作電源。設(shè)備此時(shí)進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。安裝在防爆煤電鉆等防爆手持三相電器手把上的開關(guān)KD的中間觸點(diǎn)和中間繼電器常閉觸點(diǎn)JZ1－6相串連后，再接電流互感器LH1輔助繞組、主回路分合用的主接觸器常閉輔助觸點(diǎn)C－2及控制變壓器BK12V級(jí)繞組。手持三相電器DD中間繞組、主變壓器BZ的兩邊兩繞組和中間繞組、中間繼電器常閉觸點(diǎn)JZ1－4、電流互感器輔助繞組構(gòu)成先導(dǎo)取樣回路，從而在電流互感器LH1和LH2主繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。該兩路感應(yīng)電流送入綜合匹配電路ZH的HL1和HL2端，經(jīng)其中的先導(dǎo)預(yù)處理回路疊加、整流等處理后在ZH的XD端輸出一個(gè)信號(hào)電壓至電子邏輯控制電路JD的XD端，經(jīng)電子邏輯控制電路中先導(dǎo)邏輯回路處理并確認(rèn)信號(hào)真實(shí)可靠后，輸出先導(dǎo)工作信號(hào)，使執(zhí)行繼電器J動(dòng)作，帶動(dòng)中間繼電器JZ1動(dòng)作，并使中間繼電器JZ2動(dòng)作。由于JZ2常開觸點(diǎn)JZ2－1動(dòng)作，使主繼電器C吸合，其常開主觸點(diǎn)C－1、C－3、C－5給主變壓器BZ供以外接主電源。在這一過程中，電子邏輯電路JD的DG1端輸出高電平，使發(fā)光二極管DG1亮、中間繼電器JZ1常閉觸點(diǎn)JZ1－4、JZ1－6和主接觸器輔助常閉觸點(diǎn)C－2依次斷開，從而切斷前述12V先導(dǎo)取樣回路；中間繼電器JZ1常開觸點(diǎn)JZ1－3、JZ1－5和主接觸器輔助常開觸點(diǎn)C－7依次合上，接通變壓器輸出回路，使三相手持電器得到電源而進(jìn)入工作狀態(tài)。送至匹配電路ZH上的HL1和HL2兩端和感應(yīng)電流，一方作為裝置實(shí)行電流保護(hù)的輸入信號(hào)輸入JD的DL端，一方作為維持先導(dǎo)控制狀態(tài)的保持信號(hào)，仍從匹配電路ZH的XD輸出，而輸入JD的XD端，由于電子先導(dǎo)邏輯回路以集成塊IC1－4為主組成的先導(dǎo)控制環(huán)節(jié)中設(shè)有二極管D4、電容C3、電阻R44構(gòu)成的快速開機(jī)識(shí)別、延時(shí)停止識(shí)別電路，故在前述12V先導(dǎo)取樣回路斷開、電流互感器LH1、LH2取樣繞組中再次產(chǎn)生感應(yīng)電流的毫秒級(jí)時(shí)間間隔空隙中，保持先導(dǎo)控制狀態(tài)不變，使整個(gè)裝置正常工作。在需要停機(jī)的時(shí)候，松開手把開關(guān)KD，切斷主回路電源流向手持三相電器的回路后，三相手持電器停止工作。由于取樣電流互感器LH1、LH2取樣繞組中的感應(yīng)電流消失，進(jìn)而導(dǎo)致先導(dǎo)控制環(huán)節(jié)工作信號(hào)消失，電子邏輯電路中的繼電器JD的執(zhí)行繼電器J釋放，造成中間繼電器JZ1、JZ2和主接觸器C的繞組依次失電，相應(yīng)的主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)回復(fù)到初始狀態(tài)，裝置再次進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。本電路的漏電保護(hù)是這樣的當(dāng)KD接通，電路執(zhí)行漏電保護(hù)任務(wù)，漏電電阻動(dòng)作值為RC。當(dāng)KD未接通，電路是執(zhí)行漏電閉鎖監(jiān)視任務(wù)。漏電閉鎖電阻值RB，當(dāng)交流接觸器負(fù)荷側(cè)不漏電時(shí)，網(wǎng)路對(duì)地絕緣r＞RB，使IC2－3正極端為低電位，DR3輸出為低電平，J1吸合，進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。若有接地漏電故障存在，則r≤RB，IC2－3正極端為高電位，DR3輸出為高電平，J釋放，DG1綠燈滅，DR3紅燈亮，手持三相電器無法送電。故障消失后，可重新起動(dòng)，手持三相電器工作。本裝置過載短路保護(hù)是這樣的當(dāng)交流接觸器負(fù)荷側(cè)發(fā)生兩相或三相短路，其短路電流將在電流互感器LH1或LH2的二次線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，送入綜合匹配板ZH1的HL1和HL2端，經(jīng)電阻R31、R32產(chǎn)生壓降疊加、整流等處理后，在ZH的XD端輸出一個(gè)信號(hào)電壓至電子邏輯控制電路JD的DL端，經(jīng)IC1－1限壓放大后使IC1－2(過載時(shí)為IC1－3)的正極端為高電位，DR1(過載時(shí)為DR2)輸出高電平，使J釋放，DG1綠燈滅，DR1(過載時(shí)為DR2)紅燈亮，切斷主回路電源，使煤電鉆無法工作。
本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比較具有手持三相電器不工作時(shí)不僅負(fù)載電纜不送電，而且主變壓器不送電，從而節(jié)電、降低主腔內(nèi)的溫度和提高整個(gè)裝置的可靠性的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種手持三相電器綜合控制箱，由接線腔和主腔組成防爆外殼、主變壓器、控制保護(hù)系統(tǒng)電路等組成。其特征在于控制保護(hù)系統(tǒng)電路置于主腔內(nèi)的電氣芯架上，其電路是綜合保護(hù)電路隔離開關(guān)KG經(jīng)熔斷器RL1、玻殼熔斷器RB、熔斷器RL2接入控制變壓器BK；控制變壓器BK36V繞組接穩(wěn)壓電源WY和主接觸器C、中間繼電器JZ1、JZ2，常閉觸點(diǎn)JZ2-1、JZ1-4；先導(dǎo)取樣控制電路控制變壓器BK12V級(jí)繞組經(jīng)中間繼電器常閉觸點(diǎn)C-2、互感器LH1、手把開關(guān)中間觸點(diǎn)、中間繞組、手持三相電器中間繞組、兩邊兩繞組、互感器LH2、主變壓器BZ兩邊兩繞組、中間繞組、繼電器常閉觸點(diǎn)JZ1-4產(chǎn)生感應(yīng)電流，從LH1、LH2出來的感應(yīng)電流送入綜合匹配板ZH的HL1和HL2端，在ZH線路中進(jìn)行疊加、整流，XD端輸出信號(hào)電壓至電子邏輯電路JD的XD端；電子邏輯電路XD端經(jīng)二級(jí)管D4、電容C3、電阻R44構(gòu)成快速開機(jī)識(shí)別電路再接以集成塊IC1-4為主組成的延時(shí)停止識(shí)別電路。
專利摘要一種手持三相電器綜合控制箱，用于煤礦井下煤電鉆等綜合保護(hù)控制?，F(xiàn)有技術(shù)的電路采用遠(yuǎn)距離停送電控制，主變壓器始終帶電，造成內(nèi)腔溫度高。本實(shí)用新型控制保護(hù)系統(tǒng)電路位于主腔內(nèi)的電氣芯架上，其保護(hù)系統(tǒng)電路由綜合保護(hù)電路、先導(dǎo)取樣控制電路、電子邏輯電路組成，使得127V級(jí)側(cè)電纜在煤電鉆不工作時(shí)不帶電，主變壓器也不帶電，具有節(jié)電、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H3/08GK2211664SQ9422655
公開日1995年11月1日 申請(qǐng)日期1994年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月12日
發(fā)明者金瑞壁, 朱錫生, 李靜, 邰勇, 趙良法 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院南京研究所