【正文】 目錄 第一章 礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及電源箱宏觀綜述 1. 概述礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用 、 主要功能 特點(diǎn) 、 穩(wěn)定性要求 第二章 電路設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)本安兼隔爆的能實(shí)現(xiàn) 21V/12V 輸出電壓的內(nèi)帶備用電源的電源箱 1 電源箱整體規(guī)劃 （ 1） .從整體上電源箱設(shè)內(nèi)部外觀分布設(shè)計(jì) （ 2）底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃 （ 3）接電源線電纜設(shè)計(jì)說明 （ 4.）接電源線電纜設(shè)計(jì)說明 （ 5）電源箱指示燈設(shè)計(jì)規(guī)劃 2 礦用備用電源闡述 （ 1）基本描述 （ 2）主要技術(shù)指標(biāo) （ 3） .礦用備用 電源與礦用電源的連接方式 第三章 具體電路設(shè)計(jì)及元件參數(shù)計(jì)算 （設(shè)計(jì)前的注意事項(xiàng)） （ 1）礦用線性直流電源 （ 2）變壓器設(shè)計(jì)選用說明 電源板電路 設(shè)計(jì) （ 1）電路原理圖 （ 2）原理及設(shè)計(jì)電器元件分析 電源板電路設(shè)計(jì) （ 1）電路原理圖 （ 2） 原理及設(shè)計(jì)電器元件分析 （ 1）電路原理圖 （ 2）原理及設(shè)計(jì)電器元件分析 第四章 使用方法說明 （ 1）基本使用 （ 2）注意事項(xiàng) 致謝 第一章 1. 概述礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用 監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的重要保證。 礦井監(jiān)控系統(tǒng)是由單一甲烷監(jiān)測(cè)和就地?cái)嚯娍刂频耐咚惯b測(cè)系統(tǒng)和簡(jiǎn)單的開關(guān)量監(jiān)測(cè)模擬盤調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展而來的。 （監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框圖） 由于煤礦井下具有甲烷等易燃、易爆性氣體，硫化氫等腐蝕性氣體，環(huán)境潮濕，有淋水，有礦塵，電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍大（ 75 ％～ 110 % ) ，空間狹小，工作場(chǎng)所分散。煤礦井下具有甲烷、一氧化碳等易燃易爆性氣體和煤塵，為防止電氣設(shè)備的危險(xiǎn)溫度和電火花引起 瓦斯和煤塵爆炸，用于煤礦井下爆炸性環(huán)境的電氣設(shè)備必須是防爆型電氣設(shè)備。采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)，輸送機(jī)等井下電氣設(shè)備功率大，直接啟動(dòng)，頻繁啟動(dòng)，供電距離遠(yuǎn)等造成了井下交流電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍大（ 75％～110 % ）。礦用電源工作在環(huán)境惡劣的煤礦井下，井下潮濕，有淋水和礦塵，頂板垮落，機(jī)械碰撞等，這些會(huì)造成負(fù)載或電纜短路。 ( l ) 額定輸人電壓 Ui 是礦用電源標(biāo)稱輸人電壓，如： 36v 、 127v 、 220V 、 380V 等。若礦用電源的輸出電壓大于最大輸出電壓，將無法保證電源的防爆性能，這種電源嚴(yán)禁在井下爆炸性環(huán)境中使用。的變化量。 Ro= △ Vo/△ Io ， Ro 越小越好。底板上 X1 為充電斷電板插座， x2 為 +21V 第 2 路插座， X3 為 +21V 第 4 路插座， X4 為 +21V 第 6 路插座， X5 為 +12V 板插座， X6為 19 芯本安輸出插座， X7 為第一路斷電控制插座， X8 為第二路斷電控制插座， X9 為充電斷電板和 +12V 板交流輸入插座， X10 為電池輸入插座， X11 為 6 路 +21V 板交 流輸入插座。 顯示功能 電源設(shè)有綠色和紅色指示燈，按他們不同的組合可以大致判斷電源的工作狀態(tài)如下： 工作狀態(tài) 輸出正常交流工作 輸出正常電池工作 輸出不正常交流輸入 輸出不正常無輸入 綠燈 亮 亮 不亮 不亮 紅燈 亮 不亮 亮 不亮 故障判斷 : 紅燈亮，綠燈不亮 ，排除后，電源能 知道恢復(fù)工作。 電池不投入 ，本安電源必須由電源電首先啟動(dòng)，當(dāng)交流斷電或過低后，電池才能投入。因此，采用原電池是不合理的，因?yàn)樵姵啬芰亢谋M后要更換，在煤礦井下爆炸性環(huán)境中經(jīng)常更換電池是一件很困難的事情。該種工作方式輸出直流中無脈沖交流成分，線路簡(jiǎn)單。因此，不能繼續(xù)向負(fù)載供電。置于隔爆外殼內(nèi)的電氣設(shè) 備維護(hù)比較困難。 l）電動(dòng)勢(shì) 電動(dòng)勢(shì)是電池在理論上輸 出能量大小的量度之一。電池的放電電壓隨放電時(shí)間的平穩(wěn)性表示電壓精度的高低。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位 質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為 Ah/ kg 或 Ah/L 。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過程中隨時(shí)間而變化，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在放電過程中不斷地變化。它是指電池經(jīng)一定時(shí)間存貯后（其存貯時(shí)間是固定的），所剩余容量為最初容量的多 少，也用百分?jǐn)?shù)表示。比功率也是電池的重要性能指標(biāo)，電池的比功率大，表示可承受大電流放電。礦用備用電源的內(nèi)部電路為普通 1 理 S 電路。 圖 2 . 57 礦用備用電源與礦用電源并聯(lián) 3 ）礦用備用電源與礦用電源輸出并接 礦用備用電源與礦用電源輸出井接方式如圖 2 . 58 所示。因此，具有體積小、重量輕、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，礦用備用電源與礦用電源一體化的連接方法有以下幾種。當(dāng)交流電網(wǎng)停電時(shí)，蓄電池經(jīng)交 Z 直雙向變換器、負(fù)載線圈和整流、濾波雙重化（或多重化）限流（恒流）限壓（穩(wěn)壓）電路向負(fù)載供電。 輸出過電壓保護(hù)；當(dāng)輸出過電壓時(shí)，本安電源進(jìn)入雙重化過壓保護(hù)狀態(tài)。濾波電路濾除整流電路輸中的交流成份。對(duì)于 ia 二等級(jí)的本安電路，應(yīng)具有三重化限流（恒流）限壓 （穩(wěn)壓）電路，對(duì)于 ib 等級(jí)的本安電路，應(yīng)具有雙重化限流（恒流）限壓（穩(wěn)壓）電路。 2）避免瞬態(tài)飽和 一般工頻電源變壓器的工作磁通密度設(shè)計(jì)在 B－ H 曲線接近拐點(diǎn)處，因而在通電瞬間由于變壓器磁心的嚴(yán)重飽和而產(chǎn)生極大的浪涌電流。 4）合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 從結(jié)構(gòu)上看，有下列幾個(gè)因素應(yīng)當(dāng)給予考慮： 漏磁要小，減小繞組的漏感； 便于繞制，引出線及變壓器安裝要方便，以利于生產(chǎn)和維護(hù)； 便于散熱。 在實(shí)際應(yīng)用中，開關(guān)電源高頻變換器的電路形式很多，對(duì)于變壓器而言，其工作形式可分為兩大類： 1）雙極性。如果在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)， Bm 選擇過低，繞組匝數(shù)過多 ，就會(huì)導(dǎo)致繞組發(fā)熱，并同時(shí)向磁心傳輸熱量，使磁心發(fā)熱。再者，當(dāng) 高于 100℃ 時(shí)，其功耗已經(jīng)呈正溫度系數(shù)，會(huì)導(dǎo)致惡性循環(huán)。第三種是將兩只二極管頭碰頭式反極性連接(稱共陽(yáng)式 ,如 2CQ3 型 ). 3，整流橋的結(jié)構(gòu) 整流橋通常是由兩只或四只整流硅芯片作橋式連接，兩只的為半橋，四只的則稱全橋。該板還設(shè)有防蓄電池過充和過放保護(hù)電路。電纜名稱： VY 型聚氯乙烯絕緣聚乙烯護(hù)套電力電纜，電纜型號(hào)規(guī)格： VY3xl6φ ，電纜穿過喇叭口引人電源箱中，剝開外皮，擰在充電斷電板接線排 X3 上，調(diào)好長(zhǎng)度，將喇叭口中密封圈、墊圈、壓緊螺母依次送人，并將其擰緊、壓牢、不得松懈。 （ 2）設(shè)備保養(yǎng) 使用中注意保護(hù)隔爆面，防止碰傷劃痕，寶石隔爆面清潔，并定 期涂防銹油脂。之后如遇到交流停電，備用電池能按產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)要求繼續(xù)工作。充電斷電板上接線排 X2l 為常開點(diǎn) ， X22 為常閉點(diǎn)， X23 為中心抽頭；如不需要斷電控制輸出，須將斷電喇叭口密封好，保證隔爆要求。分站送來控制信號(hào)，使斷電電路處于控制狀態(tài)。 ? MBR 1660 (0428)的圖片及設(shè)計(jì)圖 ? IRF 4905 702P 的結(jié)構(gòu)圖 ? L7824CV (CC1AG MAR 557)實(shí)物圖 L7824CV (CC1AG MAR 557)的原理圖 ? H56AB LM317K STEELR+的種類 H56AB LM317K STEELR+原理結(jié)構(gòu)圖 ? LM336 內(nèi)部原理圖 圖（ a）是 LM336 的基本應(yīng)用電路，圖中的 10KΩ電位器可用來調(diào)節(jié)擊穿電壓而不影響期間的溫度系數(shù)。 21V 電源板電路設(shè)計(jì) 21V 電源電路板的電路原理圖 21v 本質(zhì)安全電源單元原理： 輸入交流電壓蒸餾和濾波后，再經(jīng)限流電路及三端集成穩(wěn)壓為 21V 輸出，當(dāng)負(fù)荷電流超過整定值時(shí)，保護(hù)電路動(dòng)作，使輸出電壓電流減小，當(dāng)輸出過電壓時(shí)過電壓保護(hù)電路動(dòng)作，規(guī)定以保護(hù)動(dòng)作后，要重新送電。 選擇鐵氧體材料時(shí)，要求功率損耗隨溫度的變化呈負(fù)溫度系數(shù)關(guān)系。變壓器一次繞組里正負(fù)半周勵(lì)磁電流大小相等，方向相反，因此對(duì)于變壓器磁心里的磁通變化，也是對(duì)稱的上下移動(dòng)， B 的最大變化范圍為 △ B=2Bm，磁心中的直流分量基本抵消。 軟磁鐵氧體，常用的分為錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體兩大系列，錳鋅鐵氧體的組成部分是 Fe2O3， MnCO3， ZnO，它主要應(yīng)用在 1MHz 以下的各類濾 波器、電感器、變壓器等，用途廣泛。對(duì)于脈沖變壓器而言如果工作磁通密度選擇較大，在通電瞬間就會(huì)發(fā)生磁飽和。5%). 考慮有載運(yùn)行時(shí)變壓器有內(nèi)阻抗壓降 ,所以副 邊額定輸出電壓 U2 應(yīng)較負(fù)載所需的額定電壓高 510%.對(duì)于負(fù)載是固定的電源變壓器 , 副邊額定電壓 U2 有時(shí)是指負(fù)載下的輸出電壓 . 附 :輸入電壓不能超過額定電壓的原因 變壓器中主磁通和激磁電流的關(guān)系稱為鐵心的磁化曲線 ,它是一條具有飽和特性的非線性曲線 .當(dāng)主磁通小于額定電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的主磁通時(shí) , 磁化曲線近似為線形 。 礦用線性直流電源一般由 電源變壓器整流電路、濾波電路、雙重化（或多重化）限流（恒流）限壓（穩(wěn)壓）電路組成，如圖 2 . 39 所示。 電池過充過放電保護(hù)；外接電源供電時(shí)，備用電源處于浮充狀態(tài)。 圖 2 . 61 蓄電池采用低頻變壓器和 A C/DC 二雙向變換器的連接方式 圖 2 . 62 蓄電池采用高頻變壓器和 A C/DC 雙向變換器向變換器的連接方式 第三章 具體電路設(shè)計(jì)及元件參數(shù)計(jì)算 總體設(shè)計(jì)前的一些細(xì)節(jié)的注意事項(xiàng) 電氣火花產(chǎn)生原理和分類 電氣火花是對(duì)著電路的接通和斷開產(chǎn)生的， 是電源與電路中儲(chǔ)能元件的能量，放電時(shí)電路中電子流及通斷點(diǎn)形成電機(jī)與電極間氣體電離