專利名稱：礦用電機負載功率信號集成取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及煤礦井下防爆電機過載保護裝置，特別是一種用于綜采放頂煤工作面、實時對多臺設(shè)備的電機負載功率信號同時監(jiān)測取樣和集中處理、向綜采放頂煤工作面的預(yù)警保護檢測裝置提供電機負載功率信號的本安型礦用電機負載功率信號集成取樣器。
背景技術(shù)：
自煤礦厚煤層開采實現(xiàn)放頂煤開采新工藝以來，采煤綜合機械化的裝備水平發(fā)生了巨大變化，綜采放頂工作面集中了負荷變化頻繁、幅值變化大的多種機械設(shè)備，如采煤機、輸送機、破碎機、轉(zhuǎn)載機等。對綜采放頂煤工作面設(shè)備進行實時監(jiān)視，隨時掌握設(shè)備的運行工況，對降低設(shè)備事故率，延長設(shè)備運轉(zhuǎn)周期，提高設(shè)備的工作效率具有重要意義。例如綜采放頂煤工作面的前、后部輸送機，二者各有溜頭、溜尾兩臺電機驅(qū)動，負荷大且變化頻繁，易發(fā)生斷鏈、“壓死”、燒電機等事故。只有與綜采放頂煤工作面輸送機負載功率平衡監(jiān)視預(yù)警裝置配套使用，才能有效地防止事故的發(fā)生，提高輸送機的使用效率?，F(xiàn)有向綜采放頂煤工作面預(yù)警、保護、檢測裝置提供電機負載功率變化的信號取樣器接線多而復(fù)雜，且接線不便。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有綜采放工作面電機負載功率信號取樣器接線多而復(fù)雜且接線不便的不足，本實用新型提供一種礦用電機負載功率信號集成取樣器，它能實時對多臺設(shè)備電機負載功率信號同時取樣和集中處理，向綜放面預(yù)警保護檢測裝置提供電機負載功率信號，并采用本安型電路，使接線安全簡便。
本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是礦用電機負載功率信號集成取樣器由兩路或多路信號采樣處理電路所組成。每一路信號采樣處理電路由電流互感器、負載電阻、壓敏電阻、整流電路、濾波電路、安全柵等構(gòu)成。其中，每一路的電流互感器、負載電阻與壓敏電阻共同并聯(lián)，并由環(huán)氧樹脂灌封于環(huán)形殼體中，它們的兩端為信號輸出端，與信號電纜連接，構(gòu)成信號采樣器。各路整流電路、濾波電路以及連接于其后的安全柵，由環(huán)氧樹脂灌封一體，構(gòu)成本安集成信號處理模塊。各信號采樣器通過信號電纜，與本安集成信號處理模塊的輸入接線端子連接。
本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案還可以是礦用電機負載功率信號集成取樣器的信號采樣處理電路采用四路。
礦用電機負載功率信號集成取樣器的信號采樣處理電路，每一路中都有發(fā)光指示電路。發(fā)光指示電路的發(fā)光二極管與限流電阻串聯(lián)后跨接于對應(yīng)的輸入接線端子之間。發(fā)光二極管、限流電阻同樣也灌封于本安集成信號處理模塊上。
礦用電機負載功率信號集成取樣器的本安集成信號處理模塊的輸入接線端子與信號電纜的連接，采用雙線并聯(lián)。本安集成信號處理模塊輸出端為輸出接線端子，該接線端子與多芯輸出電纜連接，連接形式也采用雙線并聯(lián)。
本實用新型的有益效果是①本集成取樣器為本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井。能對綜放工作面多臺設(shè)備電機功率信號進行實時取樣、分別顯示各路信號采樣器的工作狀態(tài)。如對輸送機四臺電機進行實時取樣和監(jiān)視。
②本裝置的信號采樣器采用圓環(huán)形灌封結(jié)構(gòu)，安全可靠；本安集成信號處理模塊采用長方形灌封結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崟r處理多路電機負載功率信號，性能可靠、安裝簡便。


圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本安集成信號處理模塊外部的、即信號采樣器部分的電路原理圖圖3是本安集成信號處理模塊內(nèi)部的電路原理圖圖4是信號采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖主視剖視圖圖5是信號采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖圖中1-信號采樣器、2-信號電纜、3-輸入接線端子、4-顯示板、5-本安集成信號處理模塊、6-輸出接線端子、7-多芯控制電纜、8-環(huán)氧樹脂充填膠、9-壓敏電阻、10-電路板、11-殼體封蓋板、12-負載電阻、13-電流互感器、14-電流互感器的環(huán)型鐵芯具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
在圖1中，本實用新型主要由四只信號采樣器(1)與一只本安集成信號處理模塊(5)組成。信號采樣器(1)通過其信號電纜(2)，與本安集成信號處理模塊(5)的輸入接線端子(3)連接，本安集成信號處理模塊(5)的輸出接線端子(6)與多芯控制電纜(7)連接，它們共同組成四路信號采樣處理電路。多芯控制電纜(7)的另一端與綜采放頂煤工作面的預(yù)警、保護、檢測裝置連接，實時地提供四路電機功率變化信號，實現(xiàn)多路信號采樣、集中一纜輸出。本安集成信號處理模塊(5)上裝有顯示板(4)，顯示板(4)上有四只發(fā)光二極管，分別顯示四個信號采樣器(1)輸出的四路電機負載功率采樣信號。
在圖2中，四路信號采樣器(1)的電流互感器(TA1～TA4)分別與對應(yīng)的負載電阻(R1-1～R1-4)、壓敏電阻(RV1～RV4)并聯(lián)，它們的兩端為信號輸出端，通過信號電纜分別與本安信號處理模塊(5)四路輸入接線端子(X11、X21)、(X31、X41)、(X51、X61)、(X71、X81)對應(yīng)連接。
在圖3中，本安信號處理模塊(5)的四路輸入接線端子(X11、X21)、(X31、X41)、(X51、X61)、(X71、X81)，分別與對應(yīng)的一路信號處理電路連接，信號處理電路的輸出端為輸出接線端子(XC-1、XC-2、XC-3、XC-4、XC-5)。信號處理電路依次由發(fā)光指示電路、整流電路、濾波電路、安全柵、保護二極管構(gòu)成。發(fā)光指示電路由發(fā)光二極管(V11、V21、V31、V41)與限流電阻(R11、R21、R31、R41)串聯(lián)后跨接于輸入接線端子；整流電路由四只整流二極管組成全波橋式整流器(U1～U4)；濾波電路由電容器(C11、C21、C31、C41)、電阻(R12、R22、R32、R42)、電容器(C12、C22、C32、C42)組成的π型濾波器；安全柵由穩(wěn)壓二極管(V12、V22、V32、V42)、電阻(R13、R23、R33、R43)、穩(wěn)壓二極管(V13、V23、V33、V43)組成的安全柵電路，安全柵的正輸出端經(jīng)保護二極管(V14、V24、V34、V44)，接輸出接線端子(XC-1、XC-2、XC-3、XC-4)，安全柵的負輸出端接公共負輸出端(XC-5)。
本安集成信號處理模塊(5)的輸入接線端子(3)與信號電纜(2)的連接，和其輸出接線端子(6)與多芯輸出電纜(7)的連接，均采用雙線并聯(lián)聯(lián)接。采用雙線并接，以實現(xiàn)輸入、輸出聯(lián)接的高可靠性。
在圖4、5中示出信號采樣器(1)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外形。帶環(huán)型鐵芯(14)的電流互感器(13)，與焊接在環(huán)形電路板(10)的壓敏電阻(9)、負載電阻(12)、信號電纜(2)的一端，裝于圓環(huán)狀殼體內(nèi)，用環(huán)氧樹脂充填膠(8)充填灌封，并加封蓋板(11)掩護。信號電纜(2)的另一端由殼體內(nèi)引出、成為拖線。
為便于安裝維護，提高可靠性本實用新型的信號采樣器由環(huán)氧樹脂灌封于圓環(huán)形的殼體中，做成圓環(huán)狀，內(nèi)部電路設(shè)計為本質(zhì)安全型，其目的是適用于有瓦斯、煤塵爆炸的礦井。
工作原理上述礦用電機負載功率信號集成取樣器由四路信號采樣處理電路組成，其中每一路電路的構(gòu)成和工作原理均相同，以下僅以第一路為例說明。
當(dāng)電動機運轉(zhuǎn)時，信號采樣器(1)的電流互感器(TA1)獲取實時電流信號，該電流信號按正比例關(guān)系反映電動機負載功率的運行狀況，該電流信號流經(jīng)并聯(lián)的負載電阻(R1-1)轉(zhuǎn)變成電壓信號。壓敏電阻(RV1)抑制浪涌電壓。負載電阻(R1-1)兩端的交流電壓信號經(jīng)信號電纜(2)、輸入接線端子(X11、X21)進入本安集成信號處理模塊(5)，經(jīng)橋式整流器(U1)整流，再經(jīng)由電容器(C11、C22)、電阻(R12)組成的π型濾波器濾波，然后經(jīng)過由穩(wěn)壓二極管(V12、V13)、電阻(R13)組成的安全柵，最后經(jīng)保護二極管(V14)輸出本安信號。
本實用新型適用于綜采放頂工作面的采煤機、輸送機、破碎機、轉(zhuǎn)載機等負荷變化頻繁、幅值變化大的電機，與相關(guān)的儀表、預(yù)警、保護等裝置配套使用，可實現(xiàn)檢測、報警、保護等功能。
上述本安集成信號處理模塊集成了四路信號處理電路，適合故障多發(fā)的綜放工作面前、后部輸送機的電機負載信號取樣，特別適用于負荷中心如CHP33等的負載信號取樣。根據(jù)需要可增減信號采樣處理電路集成的路數(shù)。
電路元件規(guī)格型號電流互感器(13)TA1～TA41000/1負載電阻(12)R1-1～R1-4RXYC-100～200Ω/10W壓敏電阻(9)RV1～RV4RWX-90/1.0發(fā)光二極管V11、V21、V31、V41BT-304 IF 10mA限流電阻R11、R21、R31、R41RJ-5.1～20KΩ/0.25W整流器U1～U4整流二極管1N4007 16只電容器C11、C21、C31、C41CZJD-～2.2μF/400V電容器C12、C22、C32、C42CD-100～1000μF/50V電阻R12、R22、R32、R42RJ-4.7～10KΩ/0.5W電阻R13、R23、R33、R43RJ-4.7～10KΩ/0.5W穩(wěn)壓二極管V12、V22、V32、V422CW1 14穩(wěn)壓二極管V13、V23、V33、V432CW114保護二極管V14、V24、V34、V441N400權(quán)利要求1.一種礦用電機負載功率信號集成取樣器，其信號采樣處理電路包括電流互感器、負載電阻、整流電路、濾波電路，其特征在于所說的信號采樣處理電路至少為兩路；每一路的電流互感器、負載電阻，與壓敏電阻共同并聯(lián)，并由環(huán)氧樹脂灌封于環(huán)形殼體中，它們的兩端為信號輸出端，與信號電纜(2)連接，構(gòu)成信號采樣器(1)；每一路的整流電路、濾波電路之后接有安全柵，各路的整流電路、濾波電路、安全柵，由環(huán)氧樹脂灌封一體，構(gòu)成本安集成信號處理模塊(5)；信號采樣器(1)通過信號電纜(2)與本安集成信號處理模塊(5)的輸入接線端子(3)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用電機負載功率信號集成取樣器，其特征在于所說的信號采樣處理電路為四路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用電機負載功率信號集成取樣器，其特征在于所說的信號采樣處理電路，每一路中都有發(fā)光指示電路，發(fā)光指示電路的發(fā)光二極管與限流電阻串聯(lián)后跨接于對應(yīng)的輸入接線端子(3)之間；發(fā)光二極管、限流電阻灌封于本安集成信號處理模塊(5)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用電機負載功率信號集成取樣器，其特征在于所說的本安集成信號處理模塊(5)的輸入接線端子(3)與信號電纜(2)的連接，為雙線并聯(lián)；本安集成信號處理模塊(5)輸出端為輸出接線端子(6)，該接線端子(6)與多芯輸出電纜(7)相連接，連接形式也為雙線并聯(lián)。
專利摘要一種用于綜采放頂煤工作面的礦用電機負載功率信號集成取樣器，由兩路或多路信號采樣處理電路組成。每路信號采樣處理電路由電流互感器、負載電阻、壓敏電阻、整流電路、濾波電路、安全柵等構(gòu)成。每一路的電流互感器、負載電阻與壓敏電阻并聯(lián)，由環(huán)氧樹脂灌封于環(huán)形殼體中，構(gòu)成信號采樣器。各路的整流、濾波電路及安全柵，由環(huán)氧樹脂灌封一體，構(gòu)成本安集成信號處理模塊。各信號采樣器通過信號電纜與本安集成信號處理模塊的輸入端子連接。能實時對多臺設(shè)備的電機負載功率信號同時監(jiān)測取樣和集中處理，向綜放面預(yù)警保護檢測裝置提供電機負載功率信號；屬本安型設(shè)備，使用安全簡便。特別適用于CHP33等負荷中心的負載信號取樣。
文檔編號G01R31/34GK2701139SQ20042003981
公開日2005年5月18日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月16日
發(fā)明者金泰, 劉天牧, 梁衛(wèi)東, 章文靖 申請人:兗礦集團有限公司