一种采煤机的一体式整流变压器及其预充电系统技术方案

本申请公开了一种采煤机的一体式整流变压器及其预充电系统，应用于一体式整流变压器，预充电系统包括开关元件和预充控制板，开关元件设置在直流母线的正极母线上，开关元件的一端与整流回馈单元的上桥臂的一个整流元件的集电极连接、另一端与母线的电容的一端连接；预充控制板设置有充电控制电路，充电控制电路与开关元件连接，被配置为在变压器向整流回馈单元开始供电时，以预设变化规律的占空比信号控制开关元件工作，以使开关元件对母线电容进行充电，并在达到预设电压值后停止充电操作。从而使得母线电容的电压值达到正常工作范围，由于本方案无需通过接触器和充电电容对母线电容进行充电，也就不会受到振动的影响，从而提高了该变压器的可靠性。而提高了该变压器的可靠性。而提高了该变压器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种采煤机的一体式整流变压器及其预充电系统


[0001]本申请涉及电力装备
，更具体地说，涉及一种采煤机的一体式整流变压器及其预充电系统。

技术介绍

[0002]在采煤机的变压电抗器直流供电系统中，一般采用交流预充电方式，如图1所示，KM1和KM2可以是交流接触器或者直流接触器，电阻R1和R2是预充电电阻，变压器T1上电后，KM1和KM2是断开的，副边绕组的输出电压通过电阻R1和R2给整流回馈单元的直流母线充电，当直流母线的电压达到额定电压的80％时，KM1和KM2吸合。
[0003]这种预充电方式优点是可靠，缺点是当其工作于强振动工作环境时，接触器的主触点和辅助触点会因为振动出现接触不良，这样其正常工作时的电流就会通过预充电电阻，该电阻会严重发热，导致其损坏，使的系统可靠性降低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种采煤机的一体式整流变压器及其预充电系统，用于提高该变压器的可靠性。
[0005]为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0006]一种预充电系统，应用于采煤机的一体式整流变压器，所述一体式整流变压器包括变压器、与所述变压器的第一副边绕组连接的整流回馈单元、与所述整流回馈单元连接的直流母线以及连接在直流母线上的母线电容，所述预充电系统包括开关元件和预充控制板，其中：
[0007]所述开关元件设置在所述直流母线的正极母线上，所述开关元件的一端与所述整流回馈单元的上桥臂的一个整流元件的集电极连接、另一端与所述母线的电容的一端连接；
[0008]所述预充控制板设置有充电控制电路，所述充电控制电路与所述开关元件连接，被配置为在所述变压器向所述整流回馈单元开始供电时，以预设变化规律的占空比信号控制所述开关元件工作，以使所述开关元件对所述母线电容进行充电，并使所述母线电容的电压按线性增长方式升压，并在达到预设电压值后停止充电操作。
[0009]可选的，所述预设变化规律为从小到大。
[0010]可选的，所述占空比信号的载波频率为1～3kHz。
[0011]可选的，所述预设电压值为所述母线电容的额定电压的80％。
[0012]可选的，所述预充控制板还包括电压检测电路，其中：
[0013]所述电压检测电路的检测输入端与所述母线电容的两端连接，用于检测所述母线电容的当前电压，并在所述当前电压达到所述预设电压值时控制所述充电控制电路停止充电操作。
[0014]可选的，所述变压器还包括第二副边绕组，其中：
[0015]所述第二副边绕组的输出端与所述预充控制板的电源输出端连接，用于向所述预充电路板提供工作电源。
[0016]可选的，所述第二副边绕组的输出电压为AC220V。
[0017]可选的，用于支撑所述变压器的原边绕组的第一铁心由无取向硅钢片构成，用于支撑所述第一副边绕组的第二铁心由取向硅钢片构成。
[0018]可选的，所述第一铁心和第二铁心采用上下方向的共轭方式连接。
[0019]一种采煤机的一体式整流变压器，包括变压器、与所述变压器的第一副边绕组连接的整流回馈单元、与所述整流回馈单元连接的直流母线以及连接在直流母线上的母线电容，还包括如上所述的预充电系统。
[0020]从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种采煤机的一体式整流变压器及其预充电系统，应用于一体式整流变压器，预充电系统包括开关元件和预充控制板，开关元件设置在直流母线的正极母线上，开关元件的一端与整流回馈单元的上桥臂的一个整流元件的集电极连接、另一端与母线的电容的一端连接；预充控制板设置有充电控制电路，充电控制电路与开关元件连接，被配置为在变压器向整流回馈单元开始供电时，以预设变化规律的占空比信号控制开关元件工作，以使开关元件对母线电容进行充电，并使母线电容的电压按线性增长方式升压，并在达到预设电压值后停止充电操作。从而使得母线电容的电压值达到正常工作范围，由于本方案无需通过接触器和充电电容对母线电容进行充电，也就不会受到振动的影响，从而提高了该变压器的可靠性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为一种现有整流变压器的电路图；
[0023]图2为本申请实施例的一种预充电系统的电路图；
[0024]图3为本申请实施例的另一种预充电系统的电路图；
[0025]图4为本申请实施例的又一种预充电系统的电路图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]采煤机是煤矿的一种重要的矿山设备，用于替代人工实现采煤，能够极大地提高采煤效率。采煤机包括设置在采煤工作面上的支架系统、轨道系统、割煤机和地面上运煤系统。其中割煤机通过行走装置布设在轨道上，行走装置在行走电机的驱动下沿轨道运动，以带动割煤机在运动过程中将煤炭从工作面上切割下来，切割下来的煤炭由运煤系统带走。
[0028]采煤机的动力来源基本全部来源于电力，除了行走装置依赖于行走电机驱动外，
割煤机上的割煤设备同样依赖于电机的驱动，割煤机的转速和转动位置一般不做特殊的要求，即转速在一定范围内即可，无需精确控制，因此其电机一般采用交流异步电机。而行走装置的行走电机需要采用交流同步电机，以便用户对其转速进行精确控制。
[0029]本实施例中的预充电系统应用于驱动行走电机的变流系统或者割煤机的变流系统，当然是在割煤机的驱动电机也用到变流系统的情况下。基于以上分析，本申请特提出如下的实施例。
[0030]实施例一
[0031]图2为本申请实施例的一种预充电系统的电路图。
[0032]如图2所示，本实施例提供的预充电系统应用于一体式整流变压器，这里的整流变压器包括一台变压器T和与该变压器连接的整流回馈单元，整流回馈单元连接有直流母线和母线电容C该变压器包括原边线圈和至少一个副边线圈L1，副边线圈用于输出三相AC400V。该预充电系统包括一个开关元件VT和充电控制板10。
[0033]该开关元件优选IGBT元件，其集电极与整流回馈单元的上桥臂的一个功率元件的集电极连接，其发射极与直流母线上的母线电容的一端连接。该开关元件用于切断或导通直流母线与母线电容的连接。该充电控制板至少包括一个充电控制电路11，充电控制电路与该开关元件VT的控制端连接，用于控制开关元件的导通或关闭。
[0034]充电控制电路用于在整流回馈单元接收到变压器输出的AC400V时开始同步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预充电系统，应用于采煤机的一体式整流变压器，所述一体式整流变压器包括变压器、与所述变压器的第一副边绕组连接的整流回馈单元、与所述整流回馈单元连接的直流母线以及连接在直流母线上的母线电容，其特征在于，所述预充电系统包括开关元件和预充控制板，其中：所述开关元件设置在所述直流母线的正极母线上，所述开关元件的一端与所述整流回馈单元的上桥臂的一个整流元件的集电极连接、另一端与所述母线的电容的一端连接；所述预充控制板设置有充电控制电路，所述充电控制电路与所述开关元件连接，被配置为在所述变压器向所述整流回馈单元开始供电时，以预设变化规律的占空比信号控制所述开关元件工作，以使所述开关元件对所述母线电容进行充电，并使所述母线电容的电压按线性增长方式升压，并在达到预设电压值后停止充电操作。2.如权利要求1所述的预充电系统，其特征在于，所述预设变化规律为从小到大。3.如权利要求1所述的预充电系统，其特征在于，所述占空比信号的载波频率为1～3kHz。4.如权利要求1所述的预充电系统，其特征在于，所述预设电压值为所述母线电容的额定电压的80％。5.如权利要求1所述的预充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世均，刘宏睿，
申请(专利权)人：中煤科工集团上海有限公司，
类型：发明
国别省市：