專利名稱：1140v/600v礦用雙電壓變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種安全型變頻器，具體地說，是一種是一種1140V/660V雙電壓礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器。
背景技術(shù)：
變頻調(diào)速是近年來迅速發(fā)展并成為電氣調(diào)速傳動(dòng)的主流。變頻調(diào)速裝置的核心是變頻器，其結(jié)構(gòu)和種類很多，但功能基本一致。從半導(dǎo)體器件看，國外變頻器的發(fā)展是隨著逆變器件的發(fā)展而發(fā)展的，最初使用晶閘管，它的缺點(diǎn)為調(diào)制頻率低、控制復(fù)雜、效率低；以后全控器件GTO晶閘管和BJT逐漸代替了晶閘管，但GTO晶閘管的關(guān)斷電流增益太小，過電流保護(hù)比較困難，調(diào)制頻率低，用BJT組裝的直流斬波器和PWM變頻器雖然效果可以，但輸出電壓低，容量也不大(不超過460V、400kW)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，國外出現(xiàn)了以IGBT 為逆變器件的變頻器，其集電極與發(fā)射極間的飽和電壓大大降低，從而使變頻器主電路的損耗大大降低。目前，國內(nèi)大型設(shè)備上的調(diào)速大多數(shù)采用變速聯(lián)軸節(jié)和調(diào)速電機(jī)，諸如煤礦用的采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)和帶式輸送機(jī)，其調(diào)速大部分都采用液力式變速機(jī)，如可調(diào)型液力耦合器等；或者采用線繞式異步電動(dòng)機(jī)，用轉(zhuǎn)子串電阻的方法調(diào)速，這種方式屬于有級(jí)調(diào)速，啟動(dòng)電流和換檔電流沖擊大，運(yùn)行中調(diào)速不連續(xù)，容易掉道，故障率高。根據(jù)我國煤炭工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，我國煤礦(尤其是國有大礦)配電電壓等級(jí)為380V、660V、1140V。通用380V變頻器不允許直接下井使用。綜采工作面大多數(shù)以 1140V、660V作為井下供電系統(tǒng)的主導(dǎo)電壓，由于煤礦井下的特殊情況，負(fù)載電機(jī)電壓等級(jí)發(fā)生改變時(shí)，必須更換相應(yīng)電壓等級(jí)的變頻器，這為煤礦用戶帶來了一些不必要的困擾。為此，BPJ-250(132)/1140V(660V)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器設(shè)計(jì)為1140V/660V兩個(gè)電壓等級(jí)。由于國外沒有1140V、660V電壓等級(jí)的防爆變頻器，而且國外把1000V 3000V以上的電壓等級(jí)歸入中壓，故給國內(nèi)煤礦用戶的選型帶來一定的困難，加上煤礦井下環(huán)境惡劣，有甲烷等爆炸性氣體和煤塵存在，終因防爆散熱問題得不到解決，使變頻器在煤礦井下使用受到限制，安全可靠性差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型1140V/600V礦用雙電壓變頻器針對(duì)現(xiàn)有防爆變頻器存在的電壓等級(jí)給變頻器選型、更換帶來的困難以及可靠性差等不足，提供了一種控制電路簡單、可靠性高、且故障率低、調(diào)節(jié)性能好的礦用雙電壓隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器。本實(shí)用新型1140V/600V礦用雙電壓變頻器，包括整流單元、濾波單元、IGBT逆變單元、保護(hù)回路、控制回路、漏電保護(hù)回路，濾波單元設(shè)置在整流單元與IGBT逆變單元之間，并分別與整流單元和IGBT逆變單元連接；濾波單元與IGBT逆變單元之間依次連接有保護(hù)回路的過壓欠壓檢測(cè)回路、泵升保護(hù)回路和過流保護(hù)回路，其中，過壓欠壓檢測(cè)回路和過流保護(hù)電路分別與主控器連接；主控器通過IGBT驅(qū)動(dòng)回路與IGBT逆變單元連接，并通過隔爆兼本安電源供電，主控器與電動(dòng)機(jī)之間連接有漏電保護(hù)回路，IGBT逆變單元中，功率器件為適用1140V及以下電壓等級(jí)變頻器的IGBT模塊，控制回路為660V與1140V兩種輸入電壓等級(jí)，變頻器的漏電保護(hù)回路為適用于660V與1140V兩種電壓等級(jí)變頻器的漏電保護(hù)回路。優(yōu)選的是，控制回路采集的采樣電壓決定變頻器使用660V變壓器或者1140V變壓
ο優(yōu)選的是，漏電保護(hù)回路設(shè)置有660V/1140V電壓切換開關(guān)。本實(shí)用新型礦用雙電壓變頻器主電路采用交-直-交電壓源型變頻器結(jié)構(gòu)，一方面簡化了逆變環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)，提高穩(wěn)定性；另一方面能夠保證得到理想的脈沖電壓序列；且采用隔爆兼本安電源，安全性能好，可靠性高?？刂齐娐凡捎?140V、660V兩種輸入電壓等級(jí)的控制變壓器，通過引線連接實(shí)現(xiàn)1140V與660V電壓的切換，簡化了控制電路。漏電保護(hù)裝置采用1140V與660V兼容的絕緣檢測(cè)模塊，通過繼電器按鈕開關(guān)切換電壓等級(jí)，操作簡單易行，主控器采用ABB控制芯片，簡化了控制電路和軟件設(shè)計(jì)，降低成本，提高可靠性。

附圖1為本實(shí)用新型1140V/600V礦用雙電壓變頻器的電氣系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型1140V/660V礦用雙電壓變頻器，如圖1所示，包括整流單元、濾波單元、IGBT逆變單元、保護(hù)回路、控制回路、漏電保護(hù)回路，濾波單元設(shè)置在整流單元與IGBT 逆變單元之間，并分別與整流單元和IGBT逆變單元連接；主電路接有過壓欠壓保護(hù)、泵升保護(hù)回路、過流保護(hù)單元，其中，過壓欠壓保護(hù)回路和過流保護(hù)電路分別與主控器連接；主控器通過IGBT驅(qū)動(dòng)電路與逆變模塊連接，主控器與電動(dòng)機(jī)之間連接有漏電保護(hù)回路。所述的整流單元采用三相橋式不可控整流電路，IGBT逆變單元為采用IGBT功率元件構(gòu)成的三相逆變電路。漏電保護(hù)裝置采用1140V與660V兩種電壓等級(jí)可切換的雙電壓絕緣檢測(cè)模塊。漏電保護(hù)回路通過采樣電阻將采樣電壓與基準(zhǔn)電壓作滯回比較，比較結(jié)果間接控制輸出繼電器的輸出狀態(tài)。然后繼電器會(huì)根據(jù)不同的絕緣值動(dòng)作，解鎖或閉鎖?？刂谱儔浩鞑捎?140V與660V可切換的兩種電壓等級(jí)。控制回路中，控制電源單元能同時(shí)提供1140V、660V兩種輸入電壓等級(jí)，主控器通過采樣電壓軟件控制1140V與660V 兩種電壓等級(jí)的切換。另外控制回路兩種不同輸入電壓等級(jí)下輸出電壓等級(jí)相同，以滿足變頻器控制單元器件的供電。主控器采用ABB控制芯片，并分別與矩陣鍵盤輸入和顯示輸出連接。本安電源依次由防爆電纜、防爆外殼、輸入防爆接頭、內(nèi)部電路及輸出防爆接頭組成，來自安全環(huán)境的供電電壓，經(jīng)過防爆電纜和輸入防爆接頭連接到內(nèi)部電路，本安電源輸入端工作電壓為AC36V。該變頻器額定功率250 (132) KW，額定輸入電壓1140V(660V)，額定輸入頻率50HZ， 輸出電壓0至此1140 (660) V，輸出頻率范圍0至50HZ。
權(quán)利要求1.一種1140V/600V礦用雙電壓變頻器，包括整流單元、濾波單元、IGBT逆變單元、保護(hù)回路、控制回路、漏電保護(hù)回路，濾波單元設(shè)置在整流單元與IGBT逆變單元之間，并分別與整流單元和IGBT逆變單元連接；濾波單元與IGBT逆變單元之間依次連接有保護(hù)回路的過壓欠壓檢測(cè)回路、泵升保護(hù)回路和過流保護(hù)回路，其中，過壓欠壓檢測(cè)回路和過流保護(hù)電路分別與主控器連接；主控器通過IGBT驅(qū)動(dòng)回路與IGBT逆變單元連接，并通過隔爆兼本安電源供電，主控器與電動(dòng)機(jī)之間連接有漏電保護(hù)回路，其特征在于，IGBT逆變單元中，功率器件為適用1140V及以下電壓等級(jí)變頻器的IGBT模塊，控制回路為660V與1140V兩種輸入電壓等級(jí)，變頻器的漏電保護(hù)回路為適用于660V與1140V兩種電壓等級(jí)變頻器的漏電保護(hù)回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1140V/600V礦用雙電壓變頻器，其特征在于，漏電保護(hù)回路設(shè)置有660V/1140V電壓切換開關(guān)。
專利摘要一種1140V/600V礦用雙電壓變頻器，包括整流單元、濾波單元、IGBT逆變單元、保護(hù)回路、控制回路、漏電保護(hù)回路，IGBT逆變單元中，功率器件為適用1140V及以下電壓等級(jí)變頻器的IGBT模塊，控制回路為660V與1140V兩種輸入電壓等級(jí)，變頻器的漏電保護(hù)回路為適用于660V與1140V兩種電壓等級(jí)變頻器的漏電保護(hù)回路。本實(shí)用新型礦用雙電壓變頻器簡化了逆變環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)，提高穩(wěn)定性，能夠保證得到理想的脈沖電壓序列，安全性能好，可靠性高，操作簡單易行，簡化了控制電路和軟件設(shè)計(jì)，降低成本，提高可靠性。
文檔編號(hào)H02H7/10GK202334320SQ201120444090
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者宋玉斌, 房向群, 沈宜敏, 謝永昌, 逄增林 申請(qǐng)人:青島天信電氣有限公司