[发明专利]矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置

说明书

技术领域

本装置涉及用于煤矿井下有煤尘及爆炸性气体环境中的隔爆变频器，特别涉及一种矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置，用于快速释放及指示其储能电路中大电容中的能量。

背景技术

煤矿井下所用变频器为高压大功率隔爆专用变频器，其中，滤波器为一个大容量电容，在设备停止运行并断电后，电容中仍储存有能量，必须通过放电装置释放电容中储存的能量。

目前，一般放电装置的基本原理是使用一个电阻并联在电容的两端(即直流母线的两端）构成RC放电电路，在断电后缓慢地释放电能， RC放电电路为无源电路，输入信号为零，是RC电路的零输入响应，电压随时间的变化关系为：

  （1）

式（1）中u_c为电容两端的电压，U₀为电容两端的初始电压，R、C分别为电阻值和电容值。由此可知，电压按指数曲线衰减，可以用调整电阻值的方法来控制放电时间。

但是，市场上现有的同类产品无法对放电过程进行指示和信号反馈，用户无法实时掌握放电过程的执行情况，在维修时容易造成安全事故；而且，放电过程中放电电阻产生的热量较大，对本身和其他元器件会造成不良影响。

同时，国标GB 3836.1-2010《爆炸性环境 第一部分：设备 通用要求》中规定，内装电容器的I类电气设备（用于煤矿瓦斯气体环境的电气设备），当充电电压为200V或以上时，放电时间要长于剩余能量至0.2mJ的时间。矿用电气设备的供电电压一般为1140V和3300V，充电电压较大，放电时间较长。当系统由于各种原因出现故障需要开盖检查、维护时，为了保障安全和节省时间，需要快速释放掉电容器上储存的能量并指示其当前带电状态，将其控制在15分钟之内。由于上述原因，实际生产和维护需要一种矿用电气设备快速放电及指示装置，而目前，国内的文献中尚无此类技术及产品的报道。

发明内容

本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对当前放电装置无法向用户指示当前状态、反馈信号、放电电阻发热量大的缺点，供一种矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置的设计方案，使装置在工作过程中可指示当前放电状态并将信号反馈给控制器，改进放电电阻安装方式，增设散热冷板，并在冷板内设置冷水循环系统，通过冷板冷水循环系统，带走电阻内因放电产生的热量。放电电阻在冷板的作用下，温度适中且稳定。最终可达到节省时间、保证维护人员安全的目的。从而消除矿用变频器放电装置的安全隐患。

本发明是通过这样的技术方案实现的：矿用隔爆变频器的快速放电及指示装置，其特征在于，包括电路和电阻散热装置，所述电路由真空继电器K、放电电阻R₁、光耦继电器回路、阻容吸收回路、反向钳位电路和发光二极管电路构成；

真空继电器K的常闭触点一端连接在隔爆变频器电容C正极（带有正电荷的一侧），常闭触点的另一端连接放电电阻R₁，放电光耦继电器U电阻R₁的另一端与隔爆变频器电容负极之间并接光耦继电器回路、反向钳位二极管、阻容吸收回路和发光二极管电路；

光耦继电器回路由限流电阻R₂、二极管D₁和光耦继电器U隔离信号的输入端依次串接构成，反向钳位电路包括反向钳位二极管D₂，阻容吸收回路由电阻R₃和电容C₁组成，发光二极管电路由限流电阻R₄、发光二极管D₃组成；

隔爆变频器电容C放电时，发光二极管D₃点亮，同时，光耦继电器U动作产生的反馈信号通过光耦继电器U反馈信号输出端传送给由智能数字仪表控制器构成的控制器，由数字仪表显示放电量；

所述电阻散热装置的散热部件由一块矩形冷板加工而成，冷板的内部加工有水路，水路包括进水口和出水口；

放电电阻R₁的引线通过2个连接端子固定，其封装部分接触在冷板上，连接端子与冷板之间绝缘，冷板内部水路中保持冷水循环，带走放电电阻R₁在放电过程产生的热量，通过冷板对放电电阻R₁封装部分散热，保持其温度稳定。