10kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及礦用高壓變頻技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種1kV高壓變頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下供電電壓為10kV、6kV、3.3kV、1140V、660V、127V。目前井下變頻器大多只能用1140V或660V供電，1kV電壓等級(jí)的礦用隔爆變頻器，在國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有廠家可以生產(chǎn)。但地面非隔爆的1kV高壓變頻器已經(jīng)發(fā)展了近10年，技術(shù)比較可靠。
[0003]地面非隔爆變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)含有逆變部分功率器件串聯(lián)結(jié)構(gòu)和單相橋式SPffM逆變器直接串聯(lián)結(jié)構(gòu)。非隔爆變頻器均為風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級(jí)在IP31以下，其外殼采用鈑金件，裝配結(jié)構(gòu)比較寬松，尺寸大，以上幾點(diǎn)決定了這種高壓變頻器不能用于煤礦井下。
[0004]在所有的現(xiàn)代化礦井中，入井電壓大部分為10kV，使用其他電壓等級(jí)需要安裝額外的電力變壓器。煤礦井下主通風(fēng)機(jī)和主運(yùn)皮帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)大部分為10kV，目前一般應(yīng)用場(chǎng)所中1kV電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)只能控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，降低對(duì)電網(wǎng)沖擊，而不能調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到節(jié)能目的。還有一些工況的1kV電動(dòng)機(jī)，采用地面非隔爆變頻器長(zhǎng)距離供電，以達(dá)到軟起和調(diào)速的目的，但是這種方式，影響變頻控制精度，增加電纜損耗和沿線干擾，并且供電電纜長(zhǎng)度受限，一般不超過(guò)1000米。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有井下礦用高壓變頻器存在的上述不足，提供一種1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)高壓變頻器。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例，提供了一種1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)高壓變頻器，包括依次機(jī)械連接的防爆高壓開(kāi)關(guān)殼體、防爆移變殼體和防爆變頻殼體，在所述防爆高壓開(kāi)關(guān)殼體內(nèi)安裝有防爆高壓開(kāi)關(guān)，在所述防爆移變殼體內(nèi)安裝有整流變壓器，在所述防爆變頻殼體內(nèi)安裝有變頻功率單元和變頻控制單元，通過(guò)隔爆端子依次將防爆高壓開(kāi)關(guān)、整流變壓器和變頻功率單元進(jìn)行電氣連接；所述變頻功率單元含有多個(gè)獨(dú)立的功率單元模塊，每個(gè)功率單元模塊中含有整流電路、直流支撐電路和逆變電路，輸出單相SPffM電壓；將所述多個(gè)功率單元模塊分成的三組，每組內(nèi)的功率單元模塊串聯(lián)作為1kV變頻器三相輸出中的一相。
[0007]在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例高壓變頻器中，所述隔爆高壓開(kāi)關(guān)位于所述高壓變頻器的輸入端，含有隔離開(kāi)關(guān)、過(guò)壓保護(hù)電路和短路保護(hù)電路。
[0008]在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例高壓變頻器中，所述整流變壓器將1kV變壓為24路690V三相電壓，相鄰兩路690V電壓的相位差為7.5°，所述整理變壓器還設(shè)有1kV變380V線圈。
[0009]在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例高壓變頻器中，所述功率單元模塊設(shè)有24個(gè)，每8個(gè)模塊串聯(lián)成一組組成1kV變頻器三相輸出中的一相，構(gòu)成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為48脈沖整流的級(jí)聯(lián)逆變結(jié)構(gòu)。
[0010]在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例高壓變頻器中，在所述防爆變頻殼體內(nèi)還安裝有內(nèi)循環(huán)冷卻液系統(tǒng)，所述內(nèi)循環(huán)冷卻液系統(tǒng)包括冷卻液循環(huán)栗、液冷散熱板以及安裝在散熱板中的水道，冷卻液循環(huán)栗與水道連接。
[0011]在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例高壓變頻器中，所述防爆變頻殼體內(nèi)設(shè)有絕緣框架，絕緣框架上設(shè)有多個(gè)用于安裝功率單元模塊的導(dǎo)軌。
[0012]本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的高壓變頻器，通過(guò)對(duì)變頻功率單元的設(shè)計(jì)，使變頻器輸入端可以直接接入井下電網(wǎng)的1kV電壓，并由防爆高壓開(kāi)關(guān)控制，變頻器輸出端可以直接接到1kV電動(dòng)機(jī)，變頻器可以直接輸出波形近似正弦波1kV交流電；多個(gè)功率單元模塊安裝在絕緣框架的導(dǎo)軌上，采用抽屜式安裝方式，易于維護(hù)。通過(guò)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)井下1kV電機(jī)時(shí)，可以使電動(dòng)機(jī)具備良好的軟啟動(dòng)性能，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊，降低機(jī)械沖擊，降低磨損，且可以提高啟動(dòng)設(shè)備的啟動(dòng)力矩，使設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間在一定速度范圍內(nèi)運(yùn)行，還可以達(dá)到節(jié)能減排、多級(jí)功率平衡的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的外部殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例變頻功率單元的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖中，1、防爆高壓開(kāi)關(guān)殼體，2、防爆移變殼體，3、防爆功率殼體，4、變頻器輸入端，
5、變頻器輸出端，6、防爆高壓開(kāi)關(guān)，7、整流變壓器，8、功率單元模塊，9、變頻控制單元。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】:
[0018]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的一種1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器的外部殼體機(jī)構(gòu)示意圖。圖2為所述1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。所述1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器包括依次機(jī)械連接的防爆高壓開(kāi)關(guān)殼體1、防爆移變殼體2和防爆變頻殼體3，在所述防爆高壓開(kāi)關(guān)殼體I內(nèi)安裝有防爆高壓開(kāi)關(guān)6，在所述防爆移變殼體2內(nèi)安裝有整流變壓器7，在所述防爆變頻殼體3內(nèi)安裝有變頻功率單元和變頻控制單元9。通過(guò)隔爆端子依次將防爆高壓開(kāi)關(guān)6、整流變壓器7和變頻功率單元進(jìn)行電氣連接；所述變頻功率單元含有24個(gè)獨(dú)立的功率單元模塊8，每個(gè)功率單元模塊中含有整流電路、直流支撐電路和逆變電路，輸出單相SPffM電壓；將所述24個(gè)功率單元模塊分成的三組，每8個(gè)模塊串聯(lián)成一組組成1kV變頻器三相輸出中的一相，構(gòu)成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為48脈沖整流的級(jí)聯(lián)逆變結(jié)構(gòu)，可靠性高，輸出諧波含量低。通過(guò)對(duì)功率單元模塊的設(shè)計(jì)，使高壓變頻器的輸入端可以直接接入井下電網(wǎng)的1kV電壓，高壓變頻器的輸出端可以直接接到1kV電壓的電動(dòng)機(jī)上，高壓變頻器可以直接輸出波形近似正弦波的1kV交流電。
[0019]在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例高壓變頻器中，所述隔爆高壓開(kāi)關(guān)位于所述高壓變頻器的輸入端，含有隔離開(kāi)關(guān)、過(guò)壓保護(hù)電路和短路保護(hù)電路。
[0020]在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例高壓變頻器中，所述整流變壓器將1kV變壓為24路690V三相電壓，相鄰兩路690V電壓的相位差為7.5°，所述整理變壓器還設(shè)有1kV變380V線圈。整流變壓器采用的是一次側(cè)為三相1kV電壓輸出，二次側(cè)為24個(gè)三相690V電壓輸出的線圈，使變頻器輸入端形成48脈沖整流，理論上可以將變頻器對(duì)電網(wǎng)諧波次數(shù)減小至只含有48n±l，n為正整數(shù)。1kV電源通過(guò)電纜連接器接入防爆高壓開(kāi)關(guān)殼體，經(jīng)防爆高壓開(kāi)關(guān)和隔爆端子接入整流變壓器，由整流變壓器將1kV電壓變壓為24路690V電壓，經(jīng)過(guò)隔爆端子接入防爆變頻殼體內(nèi)的功率單元模塊上。
[0021]在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例高壓變頻器中，在所述防爆變頻殼體內(nèi)還安裝有內(nèi)循環(huán)冷卻液系統(tǒng)，所述內(nèi)循環(huán)冷卻液系統(tǒng)包括冷卻液循環(huán)栗、液冷散熱板以及安裝在散熱板中的水道，冷卻液循環(huán)栗與水道連接。高壓變頻器內(nèi)冷卻采樣，采用內(nèi)外水交換散熱方式，功率單兀模塊發(fā)出的熱量通過(guò)內(nèi)部冷卻液帶出，冷卻液在尚壓變頻器內(nèi)部循環(huán)，冷卻液的熱量傳遞到外部冷卻水，完成變頻器散熱。冷卻液不選用水，而是具有絕緣性、導(dǎo)熱率高、不燃性、易揮發(fā)性的液體。
[0022]在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例高壓變頻器中，所述防爆變頻殼體內(nèi)設(shè)有絕緣框架，絕緣框架上設(shè)有24個(gè)用于安裝功率單元模塊的導(dǎo)軌，24個(gè)獨(dú)立的功率單元模塊均采用抽屜式安裝方式安裝在絕緣框架的導(dǎo)軌上，易于維護(hù)。
[0023]在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例高壓變頻器中，所述防爆變頻殼體上設(shè)有對(duì)外的彩色人機(jī)界面，并配有矩陣鍵盤(pán)面板和調(diào)試接口，易于變頻器的操作。
[0024]在某些實(shí)施例中，高壓變頻器底部設(shè)有車(chē)輪，適合安裝到煤礦井下巷道內(nèi)，驅(qū)動(dòng)主通風(fēng)機(jī)和主運(yùn)皮帶的電動(dòng)機(jī)變頻運(yùn)行。
[0025]上述實(shí)施例用來(lái)解釋本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)力要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器，包括依次機(jī)械連接的防爆高壓開(kāi)關(guān)殼體、防爆移變殼體和防爆變頻殼體，在所述防爆尚壓開(kāi)關(guān)殼體內(nèi)安裝有防爆尚壓開(kāi)關(guān)，在所述防爆移變殼體內(nèi)安裝有整流變壓器，在所述防爆變頻殼體內(nèi)安裝有變頻功率單元和變頻控制單元，其特征在于:通過(guò)隔爆端子依次將防爆高壓開(kāi)關(guān)、整流變壓器和變頻功率單元進(jìn)行電氣連接；所述變頻功率單元含有多個(gè)獨(dú)立的功率單元模塊，每個(gè)功率單元模塊中含有整流電路、直流支撐電路和逆變電路，輸出單相SPffM電壓；將所述多個(gè)功率單元模塊分成的三組，每組內(nèi)的功率單元模塊串聯(lián)作為1kV變頻器三相輸出中的一相。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器，其特征在于:所述隔爆高壓開(kāi)關(guān)位于所述高壓變頻器的輸入端，含有隔離開(kāi)關(guān)、過(guò)壓保護(hù)電路和短路保護(hù)電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器，其特征在于:所述整流變壓器將1kV變壓為24路690V三相電壓，相鄰兩路690V電壓的相位差為7.5°，所述整理變壓器還設(shè)有1kV變380V線圈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器，其特征在于:所述功率單元模塊設(shè)有24個(gè)，每8個(gè)模塊串聯(lián)成一組組成1kV變頻器三相輸出中的一相，構(gòu)成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為48脈沖整流的級(jí)聯(lián)逆變結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器，其特征在于:在所述防爆變頻殼體內(nèi)還安裝有內(nèi)循環(huán)冷卻液系統(tǒng)，所述內(nèi)循環(huán)冷卻液系統(tǒng)包括冷卻液循環(huán)栗、液冷散熱板以及安裝在散熱板中的水道，冷卻液循環(huán)栗與水道連接。6.如權(quán)利要求1所述的1kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)聯(lián)高壓變頻器，其特征在于:所述防爆變頻殼體內(nèi)設(shè)有絕緣框架，絕緣框架上設(shè)有多個(gè)用于安裝功率單元模塊的導(dǎo)軌。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種10kV礦用隔爆兼本安多單元級(jí)高壓變頻器，包括依次機(jī)械連接的安裝有防爆高壓開(kāi)關(guān)的防爆高壓開(kāi)關(guān)殼體、安裝有整流變壓器的防爆移變殼體以及安裝有變頻功率單元和變頻控制單元的防爆變頻殼體，通過(guò)隔爆端子依次將防爆高壓開(kāi)關(guān)、整流變壓器和變頻功率單元進(jìn)行電氣連接；變頻功率單元含有多個(gè)獨(dú)立的功率單元模塊，每個(gè)功率單元模塊中含有整流電路、直流支撐電路和逆變電路，輸出單相SPWM電壓；將多個(gè)功率單元模塊分成的三組，每組內(nèi)的功率單元模塊串聯(lián)作為10kV變頻器三相輸出中的一相。本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)井下10kV電機(jī)時(shí)，軟啟動(dòng)性能好，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊，降低機(jī)械沖擊，降低磨損，且可以提高啟動(dòng)設(shè)備的啟動(dòng)力矩，使設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間在一定速度范圍內(nèi)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能減排、多級(jí)功率平衡的效果。
【IPC分類(lèi)】H02M5/40, H05K7/20
【公開(kāi)號(hào)】CN205212713
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520878149
【發(fā)明人】沈宜敏, 艾國(guó)昌, 張鴻波, 安郁熙, 王威, 騰修建, 趙學(xué)寬, 張東岳, 王茫
【申請(qǐng)人】青島天信電氣有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日