矿用软起动器隔爆结构和本安电路设计

摘要

在爆炸危险区域的自控系统设计中,人们在实践中积累了各种防爆方法，如本质安全型、正压通风型、隔爆型、增安型、充沙型、充油型、浇封型等各种防爆方法。本文以济源世纪电器公司的新产品新技术开发为背景，针对目前国内软起动器在特殊工作场所中的防爆要求，在公司原有产品技术和设备的基础上，提出了一种较为理想的隔爆兼本质安全型交流电动机软起动的设计方案，将隔爆兼本质安全防爆技术与交流电机软起动技术有机结合开发完成了《QJR－400∕1140（660)矿用隔爆兼本质安全型交流电动机软起动装置》。并且顺利地通过了国家级检测中心检验，其成果通过检测鉴定被确立为河南省科学技术成果和河南省高新技术产品。 本文第一章首先介绍了煤矿井下防爆技术的发展概况以及电动机防爆软起动技术的现状与发展趋势。进一步提出矿用软起动装置的防爆技术要求，点明本课题主要解决的问题。 本文第二章对矿用软起动器整体设计进行了概述，说明了矿用软起动器的工作原理、主电路设计，以及基于ADμC841单片机为中央控制单元，将双闭环比例积分微分（PID)调节器、晶闸管相位控制触发器、三相同步信号采集器、电动机综合保护等各种功能集于一体的综合控制器软硬件设计。 本文第三章重点分析了矿用防爆软起动器的防爆壳体的设计思路，以标准化隔爆级别和安装维护的方便为前提，从软起动器设备中所使用的各个电气元件（真空接触器，大功率晶闸管，控制变压器等)，到防爆外壳的选材，结构型号，再到接线方式，结合面的配合程度，甚至外壳上配用的螺栓螺母，均按相应的国家技术标准要求设计完成了一套完整的产品装配图与零件图。并通过了有关图纸审核部门的审定。 本文第四章针对本质安全电路的原理、特点及国家标准的要求，阐述了本质安全电路设计的基本原则及方法。分析了目前矿井电动机控制系统先导电路的工作原理,按照本安电路设计规范要求对煤矿井下防爆软起动器的本安电路结构及元件的额定值选型进行了设计计算。 本文第五章介绍了针对本装置进行的国标规定的十一种检验检测方法及相关检验检测数据和结论。