專利名稱：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電氣傳動與控制領(lǐng)域，具體涉及一種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻 調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國煤炭生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，礦用變頻器在煤礦井下采、掘、運等機 械設(shè)備和井上通、壓、排、提等四大件的調(diào)速應(yīng)用中發(fā)揮了良好的調(diào)速性能和節(jié)能降耗的作 用。現(xiàn)有技術(shù)中的礦用變頻器具有如下優(yōu)點1)能解決大功率電機高精度的轉(zhuǎn)矩控制；2) 能實現(xiàn)大功率電機的軟起、軟停及其過程控制；3)多機聯(lián)動時的功率平衡；4)四象限運行 時的再生制動和能量回饋，節(jié)能減排力)凈化環(huán)境，安全生產(chǎn)；6)延長設(shè)備使用壽命。但也 存在以下缺陷1)為解決高次諧波的電網(wǎng)干擾問題而增加的輸入電抗器和濾波器，專門置 于一個隔爆殼體里，變頻器柜置于另一隔爆殼體內(nèi)。由于柜體數(shù)量的增加，給現(xiàn)場的安裝， 接線帶來很多不便。并且，兩個殼體之間必須用電纜連接走線，這樣不利于高次諧波的消 除；2)均采用正弦波脈寬調(diào)制，所用器件是IGBT器件，經(jīng)過交-直-交變換后，變頻器輸出 不是完全的正弦波形，而且有3次以上的諧波。如圖1所示，P和N分別是整流后的正負(fù)輸 出端，VDl VD6是IGBT器件。其中，VD1、VD 4串聯(lián)，組成U相；VD2、VD5串聯(lián)，組成V相， VD3、VD6串聯(lián)，組成W相。U、V、W三相再并聯(lián)起來，分別加到整流出來的正負(fù)輸出端P和N 上。其工作過程為VD1、VD4通斷，產(chǎn)生U相，VD2、VD5通斷，產(chǎn)生V相，VD3、VD6通斷，產(chǎn)生 W相。上下半橋交替導(dǎo)通，輸出電平只有+Ud和-Ud兩種。輸出波形中所含有的高次諧波勢 必增加電機的鐵損和銅損，當(dāng)變頻器在低速運行的時候，普通電機往往會由于絕緣級別低， 自冷電機冷卻能力下降造成電機過熱，而造成導(dǎo)致燒壞電機的情況。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種易于安裝、不會 造成電機過熱損壞、增加電機使用壽命的礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào) 速裝置，包括殼體、變頻器、濾波電抗器、進(jìn)出線，其特征在于所述殼體由一屏蔽板分隔為 變頻器腔體、濾波電抗器腔體；所述變頻器、濾波電抗器分別置于變頻器腔體、濾波電抗器 腔體內(nèi)；所述變頻器、濾波電抗器、進(jìn)出線之間，均使用銅排進(jìn)行連接。優(yōu)選的，所述變頻器包括有三電平逆變器單相的逆變電路；所述三電平逆變器單 相的逆變電路包括第一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第三逆變器件S3、第四逆變器件S4、 第一續(xù)流二極管Vl、第二續(xù)流二極管V2、第三續(xù)流二極管V3、第四續(xù)流二極管V4、第一鉗位 二極管V5、第二鉗位二極管V6、兩個電容Ed ；所述第一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第三逆變器件S3、第四逆變器件S4依次 串聯(lián)在一起；所述第一續(xù)流二極管VI、第二續(xù)流二極管V2、第三續(xù)流二極管V3、第四續(xù)流二 極管V4分別并聯(lián)到所述第一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第三逆變器件S3、第四逆變器件S4上；所述第一鉗位二極管V5、第二鉗位二極管V6串聯(lián)后，所述第一鉗位二極管V5的 正極接所述第一續(xù)流二極管Vl與第二續(xù)流二極管V2的連接點，所述第二鉗位二極管V6的 負(fù)極接所述第三續(xù)流二極管V3與第四續(xù)流二極管V4的連接點；所述兩個電容Ed串聯(lián)后連接兩輸出正負(fù)端P、N。優(yōu)選的，所述第一續(xù)流二極管VI、第二續(xù)流二極管V2、第三續(xù)流二極管V3、第四續(xù) 流二極管V4、第一鉗位二極管V5、第二鉗位二極管V6具有相同的功率和相同的耐壓等級。優(yōu)選的，所述第一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第三逆變器件S3、第四逆變器件 S4 為 GTO、IGBT 或 IGCT 管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是由于它將變頻器和濾波電抗器安裝 于一個殼體內(nèi)，且兩個腔體只留有銅排走線的孔洞以及進(jìn)行了特殊的屏蔽處理，既有利于 高次諧波的消除，又便于安裝；它包括有三電平逆變器單相的逆變電路，其輸出多了一個輸 出電平，可以使du/dt降低一半，從而使輸出電壓諧波減小，電動機的溫度大大降低，輸出 波形更好，在低速運行時，不會導(dǎo)致電機過熱而燒毀電機，增加其使用壽命，并且無需增添 其他的散熱設(shè)備或改用變頻電機，降低了成本。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的三電平逆變器單相的逆變電路原理圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為1、殼體；11、變頻器腔體；12、濾波電抗器腔體；2、變頻器；3、濾波電抗器；4、進(jìn)出 線；5、屏蔽板。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例，對本實用新型做進(jìn)一步描述如圖1、2所示，礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置，包括殼體1、變頻器2、濾波 電抗器3、進(jìn)出線4，所述殼體1由屏蔽板5分隔為變頻器腔體11、濾波電抗器腔體12 ；所述 變頻器2、濾波電抗器3分別置于變頻器腔體11、濾波電抗器腔體12內(nèi)；所述變頻器2、濾 波電抗器3、進(jìn)出線4之間，均使用銅排進(jìn)行連接；所述變頻器2包括有三電平逆變器單相的逆變電路；所述三電平逆變器單相的逆 變電路包括第一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第三逆變器件S3、第四逆變器件S4、第一續(xù) 流二極管VI、第二續(xù)流二極管V2、第三續(xù)流二極管V3、第四續(xù)流二極管V4、第一鉗位二極管 V5、第二鉗位二極管V6、兩個電容Ed ；所述第一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第三逆變器件S3、第四逆變器件S4依次 串聯(lián)在一起；所述第一續(xù)流二極管VI、第二續(xù)流二極管V2、第三續(xù)流二極管V3、第四續(xù)流二 極管V4分別并聯(lián)到所述第一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第三逆變器件S3、第四逆變器 件S4上；所述第一鉗位二極管V5、第二鉗位二極管V6串聯(lián)后，所述第一鉗位二極管V5的 正極接所述第一續(xù)流二極管Vl與第二續(xù)流二極管V2的連接點，所述第二鉗位二極管V6的 負(fù)極接所述第三續(xù)流二極管V3與第四續(xù)流二極管V4的連接點；[0020]所述兩個電容Ed串聯(lián)后連接兩輸出正負(fù)端P、N。所述第一續(xù)流二極管VI、第二續(xù)流二極管V2、第三續(xù)流二極管V3、第四續(xù)流二極 管V4、第一鉗位二極管V5、第二鉗位二極管V6具有相同的功率和相同的耐壓等級；所述第 一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第三逆變器件S3、第四逆變器件S4為GTO、IGBT或IGCT管。本實用新型工作原理和工作過程如下如圖1、2所示，將變頻器2和濾波電抗器3安裝于殼體1的兩個由屏蔽板5屏蔽 處理的變頻器腔體11、濾波電抗器腔體12內(nèi)，且變頻器腔體11、濾波電抗器腔體12之間只 留有銅排走線的孔洞。既有利于高次諧波的消除，又便于安裝；通過對三電平逆變器單相的逆變電路中的第一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第 三逆變器件S3、第四逆變器件S4的開通和關(guān)斷來進(jìn)行控制，來達(dá)到輸出三種不同的電平。 即，當(dāng)?shù)谝荒孀兤骷i、第二逆變器件S2開通時，在輸出端P、N輸出+Ed的電壓；當(dāng)?shù)诙?變器件S2、第三逆變器件S3開通時，在輸出端P、N輸出的電壓為0;當(dāng)?shù)谌孀兤骷3、第 四逆變器件S4開通時，在輸出端P、N輸出-Ed的電壓。由此，本實用新型的變頻器可以叫 做三電平變頻器。對第一逆變器件Si、第二逆變器件S2、第三逆變器件S3、第四逆變器件S4的開通 時間進(jìn)行控制，則能近似的輸出需要的正弦可調(diào)的電壓來驅(qū)動電機。由于輸出多了一個輸 出電平，就可以使du/dt降低一半，從而使輸出電壓諧波減小，電動機的溫度大大降低，輸 出波形更好。在低速運行時，不會導(dǎo)致電機過熱而燒毀電機。無需增添其他的散熱設(shè)備或 改用變頻電機。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式 的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同 變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實 質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保 護范圍。
權(quán)利要求1.礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置，包括殼體(1)、變頻器O)、濾波電抗器(3)、 進(jìn)出線G)，其特征在于，所述殼體⑴由一屏蔽板(5)分隔為變頻器腔體(11)、濾波電抗 器腔體(1 ；所述變頻器O)、濾波電抗器C3)分別置于變頻器腔體(11)、濾波電抗器腔體 (12)內(nèi)；所述變頻器O)、濾波電抗器(3)、進(jìn)出線(4)之間，均使用銅排進(jìn)行連接。
2.如權(quán)利要求1所述的礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置，其特征在于，所述變頻 器( 包括有三電平逆變器單相的逆變電路；所述三電平逆變器單相的逆變電路包括第一 逆變器件(Si)、第二逆變器件(S》、第三逆變器件(S； )、第四逆變器件(S4)、第一續(xù)流二極 管(Vl)、第二續(xù)流二極管(M)、第三續(xù)流二極管(V； )、第四續(xù)流二極管(V4)、第一鉗位二極 管(V5)、第二鉗位二極管(V6)、兩個電容(Ed)；所述第一逆變器件(Si)、第二逆變器件(S2)、第三逆變器件(S3)、第四逆變器件(S4) 依次串聯(lián)在一起；所述第一續(xù)流二極管(VI)、第二續(xù)流二極管(V2)、第三續(xù)流二極管(V3)、 第四續(xù)流二極管(V4)分別并聯(lián)到所述第一逆變器件(Si)、第二逆變器件(S2)、第三逆變器 件(S3)、第四逆變器件(S4)上；所述第一鉗位二極管(％)與第二鉗位二極管(V6)串聯(lián)， 所述第一鉗位二極管(^)的正極接所述第一續(xù)流二極管(Vl)與第二續(xù)流二極管(V2)的 連接點，所述第二鉗位二極管(V6)的負(fù)極接所述第三續(xù)流二極管(V； )與第四續(xù)流二極管 (V4)的連接點；所述兩個電容(Ed)串聯(lián)后連接兩輸出正負(fù)端(P、N)。
3.如權(quán)利要求2所述的礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置，其特征在于，所述第一 續(xù)流二極管(Vl)、第二續(xù)流二極管(M)、第三續(xù)流二極管(V； )、第四續(xù)流二極管(V4)、第一 鉗位二極管(V5)、第二鉗位二極管(V6)具有相同的功率和相同的耐壓等級。
4.如權(quán)利要求3所述的礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置，其特征在于，所述第一 逆變器件(Si)、第二逆變器件(S2)、第三逆變器件(S3)、第四逆變器件(S4)為GT0、IGBT或 IGCT 管。
專利摘要礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置，包括殼體、變頻器、濾波電抗器、進(jìn)出線，殼體由屏蔽板分隔為變頻器腔體、濾波電抗器腔體；變頻器、濾波電抗器分別置于變頻器腔體、濾波電抗器腔體內(nèi)；變頻器、濾波電抗器、進(jìn)出線之間，均使用銅排進(jìn)行連接；變頻器包括有三電平逆變器單相的逆變電路其優(yōu)點是由于它將變頻器和濾波電抗器安裝于一個殼體內(nèi)，利于高次諧波的消除，便于安裝；它包括有三電平逆變器單相的逆變電路，多一個輸出電平，可以使du/dt降低一半，從而使輸出電壓諧波減小，電動機的溫度大大降低，輸出波形更好，在低速運行時，不會導(dǎo)致電機過熱而燒毀電機，增加其使用壽命，且無需增添其他的散熱設(shè)備或改用變頻電機，降低了成本。
文檔編號H02H7/08GK201887722SQ20102062800
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者劉勝燕, 劉霞, 司偉, 司志國, 王宏毅, 郭睿 申請人:山東先河悅新機電股份有限公司