礦用局部通風機防爆變頻控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型煤礦井下掘進工作面局部通風技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種礦用局部通風機防爆變頻控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下礦用局部通風機是為掘進工作面工人提供足夠的新鮮空氣、稀釋并排出有害氣體及粉塵，并為井下創(chuàng)造良好氣候環(huán)境的設(shè)備，但隨著掘進工作面的推進，巷道進尺、風筒阻力加大，瓦斯?jié)舛纫灿泻艽笞兓?，局部通風機恒速運轉(zhuǎn)是無法滿足需要的。利用大功率局部通風機不僅會造成巷道風速超限，而且會造成大量能源浪費，因此利用防爆變頻控制器可實現(xiàn)對局部通風機的轉(zhuǎn)速控制，從而達到控制風量，節(jié)約能源的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，而提供一種礦用局部通風機防爆變頻控制系統(tǒng)。
[0004]本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種礦用局部通風機防爆變頻控制系統(tǒng)，包括主風機電源、備用風機電源、驅(qū)動部分、控制部分和傳感器部分；驅(qū)動部分分為相互隔尚的左防爆腔體和右防爆腔體，主風機電源接左防爆腔體，備用風機電源接右防爆腔體；左防爆腔體內(nèi)裝有SOHO矢量控制變頻器、真空接觸器和第一電機綜合保護器，用以控制主風機A和主風機B的動作；右防爆腔體內(nèi)裝有真空接觸器和第二電機綜合保護器，用以控制備用風機A和備用風機B的動作；第一、二電機綜合保護器具有過/欠壓、短路、過載、堵轉(zhuǎn)、缺相、漏電閉鎖等保護功能，當電機旁路工頻運行時用以保護電機；左防爆腔體和右防爆腔體內(nèi)均安裝有控制部分，用以控制SOHO矢量控制變頻器輸出頻率及主備用風機間的切換，所述的控制部分為PLC控制系統(tǒng)；傳感器部分包括瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱惋L量傳感器，并且瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱惋L量傳感器都與PLC控制系統(tǒng)相連接。
[0006]進一步的，所述的PLC控制系統(tǒng)采用西門子S7-200系列的PLC控制系統(tǒng)，主要完成對電源、SOHO矢量控制變頻器、真空接觸器、電動機保護器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱惋L量傳感器進行監(jiān)測保護和控制。所述的瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞑捎帽景残屯咚節(jié)舛葌鞲衅?，所述的風量傳感器采用礦用智能風量傳感器，兩個傳感器的輸出為標準4一20mA工業(yè)信號。
[0007]本實用新型的工作原理:風機啟動時結(jié)合啟動斜坡函數(shù)改變輸出電源頻率以實現(xiàn)風機的軟啟動，避免局扇的“一風吹”現(xiàn)象。
[0008]自動方式下運行時正常供風和瓦斯排放的監(jiān)測由風速傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅鱽韺崿F(xiàn)。掘進工作面安裝風速傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞣謩e用以檢測工作面的風速和瓦斯?jié)舛?。瓦斯?jié)舛葌鞲衅靼惭b在距離工作面L <5米的位置，其瓦斯報警濃度為1.0% CH4,斷電濃度為1.0% CH4，復(fù)電濃度為1.0% CH4。PLC控制系統(tǒng)接收到瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞯哪M量信號后與設(shè)定濃度進行比較，滿足相應(yīng)條件后方可執(zhí)行程序。工作面的正常風速一般在0.25m/s — 6m/s之間。正常通風狀態(tài)，在滿足掘進工作面工作人員用風量的前提下，若瓦斯?jié)舛炔粩嘣黾樱琍LC控制系統(tǒng)輸出到SOHO矢量控制變頻器的速度給定也隨之增加，局部通風機轉(zhuǎn)速隨之上升，供風量加大，使瓦斯?jié)舛炔粩嘟档?，局部通風機轉(zhuǎn)速又隨之下降，直至達到正常風速下的轉(zhuǎn)速值進入穩(wěn)定運行階段。通過這種方式避免了以往局扇額定運轉(zhuǎn)所造成的電能的浪費，達到了顯著節(jié)能效果。
[0009]安裝于回風流處的瓦斯?jié)舛葌鞲衅髌鋱缶瘽舛葹?.0% CH4，斷電濃度為1.0%CH4，復(fù)電濃度為1.0% CH4。防爆變頻電控系統(tǒng)根據(jù)回風流處瓦斯?jié)舛日{(diào)節(jié)局扇轉(zhuǎn)速，改變輸出風量，控制回風流處瓦斯?jié)舛仍诎踩秶鷥?nèi)，實現(xiàn)最大效率無超限瓦斯自動排放。
[0010]手動方式下運行時可以根據(jù)需要手動調(diào)節(jié)局扇的輸出風量。
[0011]煤礦井下通風基本實現(xiàn)了雙風機雙電源供電。防爆變頻控制系統(tǒng)可將兩回路電源同時接入，輸出控制主備用風機。通過傳感器檢測各電源的狀態(tài)。
[0012]自動方式下運行時:默認為主電源供電，主風機運行。當主電源故障時通過PLC控制自動切換到備用電源供電，當主風機故障時通過PLC控制自動切換到備用風機。
[0013]手動方式下運行時:主備電源及主備風機間的切換均可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)人工切換。有以下工作模式:主電源驅(qū)動主風機、主電源驅(qū)動備用風機、備用電源驅(qū)動主風機、備用電源驅(qū)動備用風機。
[0014]當SOHO矢量控制變頻器發(fā)生故障時，自動運行方式下系統(tǒng)自動切換到工頻直接啟動電機，通過電機綜保對電機進行保護監(jiān)測。手動方式下通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到旁路運行。
[0015]當局部通風機由停止狀態(tài)切換到運行狀態(tài)前系統(tǒng)檢測瓦斯?jié)舛仍诎踩秶鷥?nèi)才允許啟動。
[0016]本實用新型的有益效果為:
[0017]I)最大效率自動排放瓦斯:通風機自動調(diào)速轉(zhuǎn)置在排放瓦斯時，依據(jù)傳感器檢測的工作面的瓦斯?jié)舛仍诎踩秶鷥?nèi)，實現(xiàn)最大效率無超限自動排放瓦斯；
[0018]2 )改善工作面通風環(huán)境:正常通風時，在確保涌出瓦斯?jié)舛炔怀薜那疤嵯?，根?jù)掘進工作面所需風量，自動或手動調(diào)節(jié)局扇輸出風量，改善工作面環(huán)境；
[0019]3)軟啟動:改變局扇的全壓啟動方式為軟啟動，延長了局部通風機及風筒的使用壽命;
[0020]4)避免“一風吹”:根據(jù)瓦斯?jié)舛茸詣诱{(diào)整風量，可避免〃 一風吹〃現(xiàn)象；
[0021]5)節(jié)能:風量可調(diào)，無需能風機常年滿額運行，節(jié)能效果顯著，節(jié)電投資回收期短；
[0022]6)自動監(jiān)測:可與煤礦安全微機監(jiān)控系統(tǒng)井下分站聯(lián)網(wǎng)通信，實現(xiàn)自動監(jiān)測與調(diào)度；
[0023]7)風電、瓦斯電閉鎖:通過控制動力電源開關(guān)，實現(xiàn)風電、瓦斯電閉鎖；
[0024]8)雙電源自動切換:主電源故障時，PLC控制系統(tǒng)自動控制，切換到備用電源供電；
[0025]9)雙風機自動切換:主風機故障時，PLC控制系統(tǒng)自動控制相關(guān)
[0026]真空接觸器，切換到備用風機工作；
[0027]10)自動旁路功能:當變頻調(diào)速裝置故障時，可自動控制旁路接
[0028]觸器投用，電機旁路工頻啟動運行。
[0029]【附圖說明】:
[0030]圖1為本實用新型系統(tǒng)圖。
[0031]圖2為本實用新型中驅(qū)動部分系統(tǒng)圖。
[0032]圖中:1-主風機電源、2-備用風機電源、3-左防爆腔體、4-右防爆腔體、5-SOHO矢量控制變頻器、6-真空接觸器、7-第一電機綜合保護器、8-主風機A、9-主風機B、10-第二電機綜合保護器、11-備用風機A、12-備用風機B、13-瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌?4-風量傳感器。
【具體實施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述:
[0034]如圖1、2所示，一種礦用局部通風機防爆變頻控制系統(tǒng)，包括主風機電源1、備用風機電源2、驅(qū)動部分、控制部分和傳感器部分；驅(qū)動部分分為相互隔離的左防爆腔體3和右防爆腔體4，主風機電源I接左防爆腔體3，備用風機電源2接右防爆腔體4 ;左防爆腔體3內(nèi)裝有SOHO矢量控制變頻器5、真空接觸器6和第一電機綜合保護器7，用以控制主風機A8和主風機B9的動作；右防爆腔體4內(nèi)裝有真空接觸器6和第二電機綜合保護器10，用以控制備用風機All和備用風機B12的動作；左防爆腔體3和右防爆腔體4內(nèi)均安裝有控制部分，用以控制SOHO矢量控制變頻器5輸出頻率及主備用風機間的切換，所述的控制部分為PLC控制系統(tǒng)；傳感器部分包括瓦斯?jié)舛葌鞲衅?3和風量傳感器14，并且瓦斯?jié)舛葌鞲衅?3和風量傳感器14都與PLC控制系統(tǒng)相連接。
[0035]具體實施時，所述的PLC控制系統(tǒng)采用西門子S7-200系列的PLC控制系統(tǒng)，主要完成對電源、SOHO矢量控制變頻器5、真空接觸器6、第一、二電動機保護器7、10、瓦斯?jié)舛葌鞲衅?3和風量傳感器14進行監(jiān)測保護和控制；所述的瓦斯?jié)舛葌鞲衅?3采用本安型瓦斯?jié)舛葌鞲衅?；所述的風量傳感器14采用礦用智能風量傳感器。
【主權(quán)項】
1.一種礦用局部通風機防爆變頻控制系統(tǒng)，其特征在于:包括主風機電源(1)、備用風機電源(2)、驅(qū)動部分、控制部分和傳感器部分；驅(qū)動部分分為相互隔離的左防爆腔體(3)和右防爆腔體(4)，主風機電源(I)接左防爆腔體(3)，備用風機電源(2)接右防爆腔體(4);左防爆腔體(3)內(nèi)裝有SOHO矢量控制變頻器(5)、真空接觸器(6)和第一電機綜合保護器(7)，用以控制主風機A (8)和主風機B (9)的動作；右防爆腔體(4)內(nèi)裝有真空接觸器(6)和第二電機綜合保護器(10)，用以控制備用風機A (11)和備用風機B (12)的動作；左防爆腔體(3)和右防爆腔體(4)內(nèi)均安裝有控制部分，用以控制SOHO矢量控制變頻器(5)輸出頻率及主備用風機間的切換，所述的控制部分為PLC控制系統(tǒng)；傳感器部分包括瓦斯?jié)舛葌鞲衅?13)和風量傳感器(14)，并且瓦斯?jié)舛葌鞲衅?13)和風量傳感器(14)都與PLC控制系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用局部通風機防爆變頻控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的PLC控制系統(tǒng)采用西門子S7-200系列的PLC控制系統(tǒng)；所述的瓦斯?jié)舛葌鞲衅?13)采用本安型瓦斯?jié)舛葌鞲衅?；所述的風量傳感器(14)采用礦用智能風量傳感器。
【專利摘要】本實用新型為一種礦用局部通風機防爆變頻控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有煤礦井下掘進工作面局部通風機恒速運轉(zhuǎn)造成的能源浪費問題。該系統(tǒng)包括主風機電源、備用風機電源、驅(qū)動部分、控制部分和傳感器部分；驅(qū)動部分由SOHO矢量控制變頻器、真空接觸器、第一二電機綜合保護器組成；傳感器部分包括瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱惋L量傳感器；控制部分為PLC控制系統(tǒng)，主要完成對電源、SOHO矢量控制變頻器、真空接觸器、電動機保護器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱惋L量傳感器進行監(jiān)測保護和控制。本實用新型是利用防爆變頻器控制局部通風機的轉(zhuǎn)速，使其在最佳的工況條件下運轉(zhuǎn)，合理地控制供風區(qū)域的風量，從而達到節(jié)約能源的目的。
【IPC分類】F04D27-00
【公開號】CN204610333
【申請?zhí)枴緾N201420672208
【發(fā)明人】郝麗飛, 張育恒, 郭正興, 馬躍, 成國清, 寧海棟, 侯曉曉
【申請人】山西晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2014年11月12日