一種三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速裝置，包括：防爆外殼、預(yù)充電單元、整流單元、平波單元、三個逆變單元、輸出電抗器和散熱裝置。一個整流單元和三個逆變單元構(gòu)成三臺變頻器，且共用一個防爆腔體，防爆腔體分為四部分，整流單元和三個逆變單元各占一部分。電源與預(yù)充電單元連接，預(yù)充電單元連接整流單元的交流輸入端子，整流單元通過移相變壓器采用串聯(lián)12脈動的方式把交流電整流成直流母線，平波單元并聯(lián)在直流母線的兩端，采用薄膜電容進行濾波，逆變單元采用二極管鉗位型三電平逆變結(jié)構(gòu)并聯(lián)在直流母線兩端。本實用新型具有輸入諧波含量低、效率高、開關(guān)損耗低、輸出電壓更接近正弦波等優(yōu)點。
【專利說明】—種三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速裝置，用于對煤礦井下高壓大功率的帶式輸送機、刮板運輸機等運輸系統(tǒng)的調(diào)速。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在煤礦井下帶式輸送機、刮板運輸機應(yīng)用的變頻裝置均為分體結(jié)構(gòu)，各變頻器之間通過通訊電纜進行功率平衡控制，長距離通訊電纜受到干擾嚴重，不能達到真正的平衡。
[0003]三電平逆變結(jié)構(gòu)的中點平衡控制，主要是通過軟件算法調(diào)節(jié)，仍然出現(xiàn)征服壓差，無法達到中點的平衡。
[0004]在煤礦井下應(yīng)用的變頻裝置容量受到IGBT模塊容量、驅(qū)動模塊容量的限制，無法解決更大功率電機的變頻調(diào)速需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了一種三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速
>J-U ρ?α裝直。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案是:三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速裝置包括--防爆外殼、預(yù)充電單元、整流單元、平波單元、三個逆變單元、輸出電抗器和散熱裝置，其特征是:電源與預(yù)充電單元連接，預(yù)充電單元連接整流單元的交流輸入端子，整流單元通過移相變壓器采用串聯(lián)12脈動的方式把交流電整流成直流母線，平波單元并聯(lián)在直流母線的兩端，采用薄膜電容進行濾波，逆變單元采用二極管鉗位型三電平逆變結(jié)構(gòu)并聯(lián)在直流母線兩端，逆變單元的輸出通過輸出電抗器與電機相連。整流單元和三個逆變單元構(gòu)成三臺變頻器，且共用一個防爆腔體，防爆腔體分為四部分，整流單元和三個逆變單元各占一部分。
[0007]供電電源與預(yù)充電單元連接,預(yù)充電單元連接整流單元的交流輸入端子，整流單元通過移相變壓器采用串聯(lián)12脈動的方式把交流電整流成直流母線，平波單元并聯(lián)在直流母線的兩端，采用薄膜電容進行濾波，逆變單元采用二極管鉗位型三電平逆變結(jié)構(gòu)并聯(lián)在直流母線兩端。
[0008]本實用新型的有益效果是:三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速裝置采用串聯(lián)12脈動整流電路，電流諧波含量低對電網(wǎng)污染小，無功分量低，有效降低變壓器的震動和噪聲，使變壓器的使用壽命延長；逆變單元為三組獨立的結(jié)構(gòu)，平波單元為三組逆變單元的共用部分，相對單臺的變頻器，平波單元的薄膜電容容量增加，充電時間加長，同時平波單元電容容量越大，有利于解決三電平中點電位漂移問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為一種三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速裝置主回路圖。

【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】:
[0011]本實用新型包括:防爆外殼、預(yù)充電單元1、整流單元2、平波單元3、三個逆變單元
4、輸出電抗器5、散熱裝置。供電電源與預(yù)充電單元連接，預(yù)充電單元連接整流單元的交流輸入端子，整流單元通過移相變壓器把交流電整流成直流母線，平波單元并聯(lián)在直流母線的兩端，采用薄膜電容進行濾波，逆變單元并聯(lián)在直流母線兩端，逆變單元的輸出通過輸出電抗器與電機相連。整流單元和三個逆變單元構(gòu)成三臺變頻器，且共用一個防爆腔體，防爆腔體分為四部分，整流單元和三個逆變單元各占一部分。
[0012]工作過程是:10KV高壓電源接入移相變壓器，移相變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生相位相差30度、大小相等的兩組電壓連接預(yù)充電單元1，預(yù)充電單元I連接整流單元2的交流輸入端子，整流單元2通過移相變壓器采用串聯(lián)12脈動的方式把交流電整流成直流母線，產(chǎn)生的5、7、17、19…次諧波相互抵消，注入電網(wǎng)的只有12k±l(k為正整數(shù))次諧波，電流諧波含量低，對電網(wǎng)污染小，無功分量低，可有效降低變壓器的震動和噪聲，使變壓器的使用壽命延長；利用整流電路的中點來箝位，解決中點平衡問題，無需在軟件算法上控制中點電壓。平波單元3并聯(lián)在直流母線的兩端，采用兩個薄膜電容串聯(lián)的方式進行濾波，因逆變單元4為三個獨立的結(jié)構(gòu)，所以平波單元3由三部分構(gòu)成，每個部分之間的正壓、零電壓和負壓通過高壓線連接。平波單元3中薄膜電容的數(shù)量是根據(jù)三個單臺變頻器設(shè)計，根據(jù)不同的現(xiàn)場情況，三臺變頻器中可能只有兩臺變頻器運行，另一臺變頻器作為備用，這樣平波單元3電容的容量要比普通單臺的容量大，作為逆變單元4輸出的功率源，電容容量越大，對于中點電壓的充放電時間越長，越有利于中點平衡的控制。
[0013]逆變單元4采用二極管鉗位型三電平逆變結(jié)構(gòu)并聯(lián)在直流母線兩端，每相有上、下兩個橋臂，每個橋臂由兩個功率器件，通過將兩個功率器件串聯(lián)，按一定的開關(guān)控制產(chǎn)生需要的電平級數(shù)，在輸出端合成相應(yīng)的正弦波。平波單元3為變換電路提供了兩個相同的直流電壓，鉗位二極管用于電平鉗位。Tl、T2同時導通，T3、T4關(guān)斷時，在逆變單元輸出端可以獲得一個正電平；T2、T3同時導通，Tl、Τ4關(guān)斷時輸出電壓為零；Τ3、Τ4同時導通，Tl、Τ2關(guān)斷時，可在輸出端得到一個負電平；輸出零電平主要是靠Τ2、Τ3和鉗位二極管共同作用實現(xiàn)的。通過對Τ1-Τ4四個開關(guān)器件的控制，可以在輸出端合成三電平的波形。
[0014]三個變頻器共用一個腔體，每個逆變單元4采用緊湊型的結(jié)構(gòu)，風冷散熱器已滿足不了腔體內(nèi)部的溫度要求，所以采用水冷散熱的形式。輸出電抗器5作為腔體內(nèi)部主要的發(fā)熱源之一，也采用水冷電抗器。
【權(quán)利要求】
1.一種三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速裝置，包括:防爆外殼、預(yù)充電單元、整流單元、平波單元、三個逆變單元、輸出電抗器和散熱裝置，其特征是:電源與預(yù)充電單元連接，預(yù)充電單元連接整流單元的交流輸入端子，整流單元通過移相變壓器采用串聯(lián)12脈動的方式把交流電整流成直流母線，平波單元并聯(lián)在直流母線的兩端，采用薄膜電容進行濾波，逆變單元采用二極管鉗位型三電平逆變結(jié)構(gòu)并聯(lián)在直流母線兩端，逆變單元的輸出通過輸出電抗器與電機相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三電平三組合高壓防爆型變頻調(diào)速裝置，其特征是:整流單元和三個逆變單元構(gòu)成三臺變頻器，且共用一個防爆腔體；防爆腔體分為四個部分，整流單元和三個逆變單元分別占用一部分。
【文檔編號】H02M5/458GK203942453SQ201420236861
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月11日
【發(fā)明者】許開成, 陸文濤, 朱海軍, 李志遠 申請人:唐山開誠電控設(shè)備集團有限公司