液压支架交流变频伺服系统控制装置.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 201810330 U(45)授权公告日 2011.04.27CN201810330U*CN201810330U*(21)申请号 201020573107.2(22)申请日 2010.10.24E21D 23/12(2006.01)G05B 19/04(2006.01)(73)专利权人石首市金象矿山机械有限公司地址 434400 湖北省荆州市石首市东方大道339号(72)发明人黄俊(74)专利代理机构荆州市亚德专利事务所 42216代理人陈德斌(54) 实用新型名称液压支架交流变频伺服系统控制装置(57) 摘要本实用新型涉及一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，属液压。

2、支架交流变频伺服系统控制技术领域。它由交流电源、三相桥式整流电路、平波电路、逆变器、制动电路及变频控制电路构成。它是采用三相桥式整流电路、平波电路、逆变器、制动电路构成交流变频伺服系统，在脉冲电压的控制下，开关管不断交替地相继导通、截止，在输出端产生输出变频交流电压，提供可控的高性能变压变频的交流电源，进而实现对低端液压支架收拢和撑开的自动控制。解决了现有手动控制液压支架收拢和撑开不仅操作麻烦，工人劳动强度大，而且要由人工看守，浪费人力资源，影响生产进度的问题。该装置操作简单，调速平滑，生产效率高，降低了工人劳动强度，节能效果明显。 (51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(。

3、12)实用新型专利权利要求书 1 页说明书 3 页附图 1 页CN 201810338 U 1/1页21.一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，它由交流电源（1）、三相桥式整流电路（2）、平波电路（3）、逆变器（4）、输出变频交流电压（5）、制动电路（6）及变频控制电路（7）构成，交流电源为三相380伏特交流电，其特征在于：三相桥式整流电路（2）由整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成，交流电源（1）的a相、b相和c相分别接至整流二极管D1、D3、D5的正极和整流二极管D2、D4、D6的负极，整流二极管D1、D3、D5的负极并接在一起，整流二极管D2、D4、D6的正极并接在一起，。

4、三相桥式整流电路（2）电联接至平波电路（3），制动电路（6）跨接在平波电路（3）的滤波电容C两端；三相桥式整流电路（2）经平波电路（3）的LC电感电容滤波器后电连接至逆变器（4）的开关管T1、T2、T3的集电极及开关管T4、T5、T6的发射极，开关管T1、T2、T3的发射极分别与开关管T4、T5、T6的集电极连接，中间三个点分别接至A、B、C端输出变频交流电压（5）；变频控制电路（7）的脉冲电压加至开关管T1、T2、T3、T4、T5、T6的基极。2.根据权利要求1所述的一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，其特征在于：所述的三相桥式整流电路（2）为单独模块。3.根据权利要求1所述的一种液压支架。

5、交流变频伺服系统控制装置，其特征在于：所述的变频控制电路（7）为全数字化16位、32位单片机或DSP控制核心。权利要求书CN 201810330 UCN 201810338 U 1/3页3液压支架交流变频伺服系统控制装置技术领域0001 本实用新型涉及一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，属液压支架交流变频伺服系统控制技术领域。背景技术0002 现在煤矿在采煤时都是采用液压支架支撑作业面，液压支架能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。但现有的液压支架随着采煤掘进的进度，液压支架要进行移动，但现有的液压支架移动时，支架的升降一般是由手动控制。

6、阀（按钮）来控制低端液压支架的收拢和撑开，这样的控制方式对多个液压支架不仅操作麻烦，工人劳动强度大，而且液压支架收拢和撑开时要由人工看守，浪费人力资源，影响生产进度。发明内容0003 本实用新型的目的在于，提供一种采用交流变频伺服系统控制装置，替代手动控制阀，实现对低端液压支架收拢和撑开的自动控制；操作方便，提高工作效率，降低煤矿工人劳动强度的液压支架交流变频伺服系统控制装置。0004 本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的的：0005 一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，它由交流电源、三相桥式整流电路、平波电路、逆变器、制动电路、输出变频交流电压及变频控制电路构成，交流电源为三相380。

7、伏特交流电，其特征在于：三相桥式整流电路由整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成，交流电源的a相、b相和c相分别接至整流二极管D1、D3、D5的正极和整流二极管D2、D4、D6的负极，整流二极管D1、D3、D5的负极并接在一起，整流二极管D2、D4、D6的正极并接在一起，三相桥式整流电路电联接至平波电路，制动电路跨接在平波电路的滤波电容C两端；三相桥式整流电路经平波电路的LC电感电容滤波器后电连接至逆变器的开关管T1、T2、T3的集电极及开关管T4、T5、T6的发射极，开关管T1、T2、T3的发射极分别与开关管T4、T5、T6的集电极连接，中间三个点分别接至A、B、C端输出变频交流电。

8、压；变频控制电路的脉冲电压加至开关管T1、T2、T3、T4、T5、T6的基极。0006 所述的三相桥式整流电路为单独模块。0007 所述的变频控制电路为全数字化16位、32位单片机或DSP控制核心。0008 本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：0009 该液压支架交流变频伺服系统控制装置采用三相桥式整流电路、平波电路、逆变器、制动电路构成的交流变频伺服系统，替代手动控制阀，实现对低端液压支架收拢和撑开的自动控制。操作简单，调速平滑，实现了液压支架在矿井下的多元化自动工作，提高生产效率，降低工人劳动强度，节能效果明显。0010 附图说明：说明书CN 201810330 UCN 20181。

9、0338 U 2/3页40011 附图为一种液压支架交流变频伺服系统控制装置的电路图。0012 图中：1、交流电源，2、三相桥式整流电路，3、平波电路，4、逆变器， 5、输出变频交流电压，6、制动电路，7、变频控制电路。0013 具体实施方式：0014 该液压支架交流变频伺服系统控制装置由交流电源1、三相桥式整流电路2、平波电路3、逆变器4、输出变频交流电压5、制动电路6、变频控制电路7构成。交流电源1为三相380伏特交流电，三相桥式整流电路2由整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成，交流电源1的a相、b相和c相分别接至整流二极管D1、D3、D5的正极和整流二极管D2、D4、D6的负。

10、极（参见附图）。整流二极管D1、D3、D5的负极并联连接在一起，构成整个回路的正极端；整流二极管D2、D4、D6的正极并联连接在一起，构成整个回路的负极端。三相桥式整流电路2将380伏5060Hz的交流电压变换为脉动直流输送至平波电路3，经平波电路3的LC电感电容实现平滑滤波，以平抑脉动电压。制动电路6跨接在平波电路3的滤波电容两端；制动电路6由PNP型开关管及串接在该管发射极的电阻等元件构成，当电动机转差率为负时，该PNP型开关管导通，将电动机回馈的能量经制动电路6的电阻消耗掉。三相桥式整流电路2电联接至平波电路3，经三相桥式整流电路2整流后的直流电压中含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器。

11、4产生的脉动电流也会使直流电压变动。为了抑制电压波动，在平波电路中采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。三相桥式整流电路2输出直流电压经平波电路3的LC电感电容滤波器滤波后，将平滑直流电连接至逆变器4的开关管T1、T2、T3的集电极和开关管T4、T5、T6的发射极上（参见附图1）。逆变器4的开关管T1、T2、T3的发射极与开关管T4、T5、T6的集电极分别连接，其三个连接交汇点即为三个输出端A、B、C，输出变频交流电压5。逆变器4的开关管T1、T2、T3、T4、T5、T6的基极均电连接至变频控制电路7，变频控制电路7产生脉冲电压控制逆变器的开关管T1T3和T4T6不断地交替闭合、接通，在A、B、。

12、C输出端就有电压和频率可调的输出变频交流电压5输出。0015 该液压支架交流变频伺服系统控制装置的工作原理是：三相桥式整流电路2产生输出直流脉动电压，经平波电路3的电感电容滤波后呈平滑直流电，直流电的正极加至逆变器4的开关管T1、T2、T3的集电极上，直流电的负极加至T4、T5、T6的发射极上，开关管T1T6的基极上加有变频控制电路7产生输出的脉冲电压，当脉冲电压到来时，开关管T1、T2、T3的基极电位高于输出端A、B、C点的电位，而开关管T4、T5、T6的基极电位低于输出端A、B、C点的电位，此时开关管T1、T2、T3相继导通（开关闭合），开关管T4、T5、T6则处于截止状态（开关打开），这。

13、时就会在输出端产生相位差为120度的交流电的上半周；当下一个脉冲电压到来时，开关管T1、T2、T3的基极电位低于输出端A、B、C的电位（开关打开），而开关管T4、T5、T6的基极电位高于输出端A、B、C的电位（开关闭合），在输出端产生相位差为120度的交流电的下半周，这样在脉冲电压的不断控制下，开关管T1、T2、T3与开关管T4、T5、T6不断交替地相继导通、截止，在输出端就产生了输出变频交流电压，提供可控的高性能变压变频的交流电源，进而控制液压支架自动收拢和撑开的工作。0016 该交流变频伺服系统控制装置与液压支架于一体，保证了工作面液压支架的初撑力、带压擦顶移架等问题，合理地解决了在工作面支护中，液压支架初撑力达不到额说明书CN 201810330 UCN 201810338 U 3/3页5定阻力和带压移架等问题，防止了支架前方片帮冒顶的问题，为改善工作面顶板的维护提供了有利条件，可减少顶板事故的发生。同时，由于操作人员可远离工作面控制，故可避免遭受冲压地压、粉尘等矿井灾害的袭扰，保证了工作人员的安全。说明书CN 201810330 UCN 201810338 U 1/1页6图1说明书附图CN 201810330 U。

摘要
申请专利号：	CN201020573107.2	申请日：	2010.10.24
公开号：	CN201810330U	公开日：	2011.04.27
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):E21D 23/12申请日:20101024授权公告日:20110427终止日期:20141024\|\|\|授权
IPC分类号：	E21D23/12; G05B19/04	主分类号：	E21D23/12
申请人：	石首市金象矿山机械有限公司
发明人：	黄俊
地址：	434400 湖北省荆州市石首市东方大道339号
优先权：
专利代理机构：	荆州市亚德专利事务所 42216	代理人：	陈德斌
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内容摘要

本实用新型涉及一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，属液压支架交流变频伺服系统控制技术领域。它由交流电源、三相桥式整流电路、平波电路、逆变器、制动电路及变频控制电路构成。它是采用三相桥式整流电路、平波电路、逆变器、制动电路构成交流变频伺服系统，在脉冲电压的控制下，开关管不断交替地相继导通、截止，在输出端产生输出变频交流电压，提供可控的高性能变压变频的交流电源，进而实现对低端液压支架收拢和撑开的自动控制。解决了现有手动控制液压支架收拢和撑开不仅操作麻烦，工人劳动强度大，而且要由人工看守，浪费人力资源，影响生产进度的问题。该装置操作简单，调速平滑，生产效率高，降低了工人劳动强度，节能效果明显。

权利要求书

权利要求书
1.  一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，它由交流电源（1）、三相桥式整流电路（2）、平波电路（3）、逆变器（4）、输出变频交流电压（5）、制动电路（6）及变频控制电路（7）构成，交流电源为三相380伏特交流电，其特征在于：三相桥式整流电路（2）由整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成，交流电源（1）的a相、b相和c相分别接至整流二极管D1、D3、D5的正极和整流二极管D2、D4、D6的负极，整流二极管D1、D3、D5的负极并接在一起，整流二极管D2、D4、D6的正极并接在一起，三相桥式整流电路（2）电联接至平波电路（3），制动电路（6）跨接在平波电路（3）的滤波电容C两端；三相桥式整流电路（2）经平波电路（3）的LC电感电容滤波器后电连接至逆变器（4）的开关管T1、T2、T3的集电极及开关管T4、T5、T6的发射极，开关管T1、T2、T3的发射极分别与开关管T4、T5、T6的集电极连接，中间三个点分别接至A、B、C端输出变频交流电压（5）；变频控制电路（7）的脉冲电压加至开关管T1、T2、T3、T4、T5、T6的基极。

2.  根据权利要求1所述的一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，其特征在于：所述的三相桥式整流电路（2）为单独模块。

3.  根据权利要求1所述的一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，其特征在于：所述的变频控制电路（7）为全数字化16位、32位单片机或DSP控制核心。

说明书

说明书液压支架交流变频伺服系统控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，属液压支架交流变频伺服系统控制技术领域。
背景技术
现在煤矿在采煤时都是采用液压支架支撑作业面，液压支架能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。但现有的液压支架随着采煤掘进的进度，液压支架要进行移动，但现有的液压支架移动时，支架的升降一般是由手动控制阀（按钮）来控制低端液压支架的收拢和撑开，这样的控制方式对多个液压支架不仅操作麻烦，工人劳动强度大，而且液压支架收拢和撑开时要由人工看守，浪费人力资源，影响生产进度。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种采用交流变频伺服系统控制装置，替代手动控制阀，实现对低端液压支架收拢和撑开的自动控制；操作方便，提高工作效率，降低煤矿工人劳动强度的液压支架交流变频伺服系统控制装置。
本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的的：
一种液压支架交流变频伺服系统控制装置，它由交流电源、三相桥式整流电路、平波电路、逆变器、制动电路、输出变频交流电压及变频控制电路构成，交流电源为三相380伏特交流电，其特征在于：三相桥式整流电路由整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成，交流电源的a相、b相和c相分别接至整流二极管D1、D3、D5的正极和整流二极管D2、D4、D6的负极，整流二极管D1、D3、D5的负极并接在一起，整流二极管D2、D4、D6的正极并接在一起，三相桥式整流电路电联接至平波电路，制动电路跨接在平波电路的滤波电容C两端；三相桥式整流电路经平波电路的LC电感电容滤波器后电连接至逆变器的开关管T1、T2、T3的集电极及开关管T4、T5、T6的发射极，开关管T1、T2、T3的发射极分别与开关管T4、T5、T6的集电极连接，中间三个点分别接至A、B、C端输出变频交流电压；变频控制电路的脉冲电压加至开关管T1、T2、T3、T4、T5、T6的基极。
所述的三相桥式整流电路为单独模块。
所述的变频控制电路为全数字化16位、32位单片机或DSP控制核心。
本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：
该液压支架交流变频伺服系统控制装置采用三相桥式整流电路、平波电路、逆变器、制动电路构成的交流变频伺服系统，替代手动控制阀，实现对低端液压支架收拢和撑开的自动控制。操作简单，调速平滑，实现了液压支架在矿井下的多元化自动工作，提高生产效率，降低工人劳动强度，节能效果明显。
附图说明：
附图为一种液压支架交流变频伺服系统控制装置的电路图。
图中：1、交流电源，2、三相桥式整流电路，3、平波电路，4、逆变器， 5、输出变频交流电压，6、制动电路，7、变频控制电路。
具体实施方式：
该液压支架交流变频伺服系统控制装置由交流电源1、三相桥式整流电路2、平波电路3、逆变器4、输出变频交流电压5、制动电路6、变频控制电路7构成。交流电源1为三相380伏特交流电，三相桥式整流电路2由整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成，交流电源1的a相、b相和c相分别接至整流二极管D1、D3、D5的正极和整流二极管D2、D4、D6的负极（参见附图）。整流二极管D1、D3、D5的负极并联连接在一起，构成整个回路的正极端；整流二极管D2、D4、D6的正极并联连接在一起，构成整个回路的负极端。三相桥式整流电路2将380伏50～60Hz的交流电压变换为脉动直流输送至平波电路3，经平波电路3的LC电感电容实现平滑滤波，以平抑脉动电压。制动电路6跨接在平波电路3的滤波电容两端；制动电路6由PNP型开关管及串接在该管发射极的电阻等元件构成，当电动机转差率为负时，该PNP型开关管导通，将电动机回馈的能量经制动电路6的电阻消耗掉。三相桥式整流电路2电联接至平波电路3，经三相桥式整流电路2整流后的直流电压中含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器4产生的脉动电流也会使直流电压变动。为了抑制电压波动，在平波电路中采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。三相桥式整流电路2输出直流电压经平波电路3的LC电感电容滤波器滤波后，将平滑直流电连接至逆变器4的开关管T1、T2、T3的集电极和开关管T4、T5、T6的发射极上（参见附图1）。逆变器4的开关管T1、T2、T3的发射极与开关管T4、T5、T6的集电极分别连接，其三个连接交汇点即为三个输出端A、B、C，输出变频交流电压5。逆变器4的开关管T1、T2、T3、T4、T5、T6的基极均电连接至变频控制电路7，变频控制电路7产生脉冲电压控制逆变器的开关管T1～T3和T4～T6不断地交替闭合、接通，在A、B、C输出端就有电压和频率可调的输出变频交流电压5输出。
该液压支架交流变频伺服系统控制装置的工作原理是：三相桥式整流电路2产生输出直流脉动电压，经平波电路3的电感电容滤波后呈平滑直流电，直流电的正极加至逆变器4的开关管T1、T2、T3的集电极上，直流电的负极加至T4、T5、T6的发射极上，开关管T1～T6的基极上加有变频控制电路7产生输出的脉冲电压，当脉冲电压到来时，开关管T1、T2、T3的基极电位高于输出端A、B、C点的电位，而开关管T4、T5、T6的基极电位低于输出端A、B、C点的电位，此时开关管T1、T2、T3相继导通（开关闭合），开关管T4、T5、T6则处于截止状态（开关打开），这时就会在输出端产生相位差为120度的交流电的上半周；当下一个脉冲电压到来时，开关管T1、T2、T3的基极电位低于输出端A、B、C的电位（开关打开），而开关管T4、T5、T6的基极电位高于输出端A、B、C的电位（开关闭合），在输出端产生相位差为120度的交流电的下半周，这样在脉冲电压的不断控制下，开关管T1、T2、T3与开关管T4、T5、T6不断交替地相继导通、截止，在输出端就产生了输出变频交流电压，提供可控的高性能变压变频的交流电源，进而控制液压支架自动收拢和撑开的工作。
该交流变频伺服系统控制装置与液压支架于一体，保证了工作面液压支架的初撑力、带压擦顶移架等问题，合理地解决了在工作面支护中，液压支架初撑力达不到额定阻力和带压移架等问题，防止了支架前方片帮冒顶的问题，为改善工作面顶板的维护提供了有利条件，可减少顶板事故的发生。同时，由于操作人员可远离工作面控制，故可避免遭受冲压地压、粉尘等矿井灾害的袭扰，保证了工作人员的安全。