礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，包括永磁同步電機(jī)1和編碼器2，所述永磁同步電機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器與編碼器2相連接，還包括主回路驅(qū)動(dòng)板和控制板3，所述主回路驅(qū)動(dòng)板分別與永磁同步電機(jī)1和控制板3相連接，所述編碼器2與控制板3相連接。本實(shí)用新型的有益效果是，具有更穩(wěn)定的傳動(dòng)速度，更高的效率。
【專利說(shuō)明】礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及防爆電機(jī)變頻器改進(jìn)，特別是一種礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著防爆變頻器技術(shù)的日益成熟，防爆變頻器在煤礦下大功率傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用也日益廣泛，煤礦下大功率傳動(dòng)通常都是由異步電動(dòng)機(jī)、液力耦合器，減速機(jī)，皮帶機(jī)組成，通過(guò)軟連接來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，防爆變頻器通常是針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的，這種設(shè)備組成的動(dòng)力系統(tǒng)具有故障率高、耗能大、維護(hù)困難的缺點(diǎn)。為響應(yīng)目前國(guó)家“節(jié)能減排”的大背景，隨著永磁體及永磁同步電機(jī)控制技術(shù)的日益成熟可靠，其應(yīng)用范圍也基本上可以覆蓋目前所有電機(jī)的所有領(lǐng)域，因此可以預(yù)測(cè)，憑借永磁同步電機(jī)的巨大優(yōu)勢(shì)，一定會(huì)成為下一代驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主流機(jī)型，其應(yīng)用前景廣闊。
[0003]由于同步電機(jī)在效率、功率因數(shù)、結(jié)構(gòu)、靈活性上較異步電動(dòng)機(jī)具有較大的優(yōu)勢(shì)，隔爆型永磁同步電機(jī)在礦山自動(dòng)化逐步得到了較為廣泛的應(yīng)用。目前，市面上的隔爆型變頻器基本上都是通用型變頻器，還沒(méi)有針對(duì)隔爆型永磁同步電機(jī)，不能實(shí)現(xiàn)隔爆型永磁同步電機(jī)最優(yōu)化控制。為了實(shí)現(xiàn)隔爆型同步電機(jī)的最優(yōu)化控制，本實(shí)用新型提供一種礦用隔爆型永磁同步電機(jī)變頻器，無(wú)論是在啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、過(guò)載轉(zhuǎn)矩、噪音、傳動(dòng)效率上都比異步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)有較大的改善。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器。
[0005]實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型的技術(shù)方案為，一種礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，包括永磁同步電機(jī)I和編碼器2，所述永磁同步電機(jī)I通過(guò)聯(lián)軸器與編碼器2相連接，還包括主回路驅(qū)動(dòng)板和控制板3，所述主回路驅(qū)動(dòng)板分別與永磁同步電機(jī)I和控制板3相連接，所述編碼器2與控制板3相連接。
[0006]所述主回路驅(qū)動(dòng)板是由整流電路4、主回路5、光耦隔離與驅(qū)動(dòng)電路6和電壓電流檢測(cè)電路7四部分構(gòu)成，所述主回路5分別與整流電路4、光耦隔離與驅(qū)動(dòng)電路6和電壓電流檢測(cè)電路7電氣連接。
[0007]所述控制板3是由DSP芯片8、數(shù)碼管顯示電路9、鍵盤處理電路10、速度檢測(cè)電路11、上位機(jī)12、電平轉(zhuǎn)換電路13、故障綜合保護(hù)電路14、光電隔離電路15和SCI通訊電路16共同構(gòu)成的，所述DSP芯片8分別與數(shù)碼管顯示電路9、鍵盤處理電路10、速度檢測(cè)電路11、上位機(jī)12、電平轉(zhuǎn)換電路13、故障綜合保護(hù)電路14、光電隔離電路15和SCI通訊電路16電氣連接。
[0008]所述DSP芯片8與光耦隔離與驅(qū)動(dòng)電路6相連接。
[0009]所述主回路驅(qū)動(dòng)板內(nèi)的電壓電流檢測(cè)電路7與永磁同步電機(jī)I相連接。
[0010]所述主回路驅(qū)動(dòng)板內(nèi)的電壓電流檢測(cè)電路7分別與控制板3內(nèi)的電平轉(zhuǎn)換電路13和故障綜合保護(hù)電路14相連接。
[0011]所述編碼器2與控制板3內(nèi)的光電隔離電路15相連接。
[0012]利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案制作的礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，采用變頻器、永磁同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)設(shè)備的方式運(yùn)行，比傳統(tǒng)的異步電機(jī)具有更穩(wěn)定的傳動(dòng)速度，更高的效率，比異步電機(jī)組成的傳動(dòng)系統(tǒng)綜合節(jié)能30%以上。
[0013]高性能矢量型主要包括具有高性能矢量控制算法的核心DSP控制板、驅(qū)動(dòng)板、功率模塊(整流橋、IGBT)、信號(hào)檢測(cè)傳感器等組成，采用最新流行的矢量控制算法，矢量變頻技術(shù)是利用D、Q軸理論把交流電機(jī)的勵(lì)磁電流和力矩電流分開(kāi)控制，使得交流電機(jī)具有和直流電機(jī)相似的控制特性。這種控制理論在永磁同步電機(jī)的變頻控制中具有低頻力矩大、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高等特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型所述礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中，1、永磁冋步電機(jī)；2、編碼器；3、控制板；4、整流電路；5、王回路；6、光f禹隔離與驅(qū)動(dòng)電路；7、電壓電流檢測(cè)電路；8、DSP芯片；9、數(shù)碼管顯示電路；10、鍵盤處理電路；11、速度檢測(cè)電路；12、上位機(jī)；13、電平轉(zhuǎn)換電路；14、故障綜合保護(hù)電路；15、光電隔離電路；16、SCI通訊電路。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述，如圖1是本實(shí)用新型所述礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，一種礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，包括永磁同步電機(jī)I和編碼器2，所述永磁同步電機(jī)I通過(guò)聯(lián)軸器與編碼器2相連接，還包括主回路驅(qū)動(dòng)板和控制板3，所述主回路驅(qū)動(dòng)板分別與永磁同步電機(jī)I和控制板3相連接，所述編碼器2與控制板3相連接；所述主回路驅(qū)動(dòng)板是由整流電路4、主回路5、光耦隔離與驅(qū)動(dòng)電路6和電壓電流檢測(cè)電路7四部分構(gòu)成，所述主回路5分別與整流電路4、光耦隔離與驅(qū)動(dòng)電路6和電壓電流檢測(cè)電路7電氣連接；所述控制板3是由DSP芯片8、數(shù)碼管顯示電路9、鍵盤處理電路10、速度檢測(cè)電路11、上位機(jī)12、電平轉(zhuǎn)換電路13、故障綜合保護(hù)電路14、光電隔離電路15和SCI通訊電路16共同構(gòu)成的，所述DSP芯片8分別與數(shù)碼管顯示電路9、鍵盤處理電路10、速度檢測(cè)電路11、上位機(jī)12、電平轉(zhuǎn)換電路13、故障綜合保護(hù)電路14、光電隔離電路15和SCI通訊電路16電氣連接；所述DSP芯片8與光耦隔離與驅(qū)動(dòng)電路6相連接；所述主回路驅(qū)動(dòng)板內(nèi)的電壓電流檢測(cè)電路7與永磁同步電機(jī)I相連接；所述主回路驅(qū)動(dòng)板內(nèi)的電壓電流檢測(cè)電路7分別與控制板3內(nèi)的電平轉(zhuǎn)換電路13和故障綜合保護(hù)電路14相連接；所述編碼器2與控制板3內(nèi)的光電隔離電路15相連接。
[0017]永磁同步電機(jī)變頻器控制器硬件結(jié)構(gòu)包括:以DSP為核心的控制板，能夠檢測(cè)電壓、電流、速度、角度的檢測(cè)電路、以及輸出控制電路、報(bào)警電路等硬件結(jié)構(gòu)，整流部分采用二極管整流橋結(jié)構(gòu)，逆變部分采用的是并聯(lián)使用的IGBT模塊以提高礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器的整機(jī)的裝機(jī)功率。
[0018]啟動(dòng)前，需要對(duì)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測(cè)，以確定發(fā)波的相位，保證永磁同步電機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)，避免直接啟動(dòng)過(guò)程中的失步與飛車現(xiàn)象。運(yùn)行過(guò)程中采用電流和速度雙閉環(huán)的控制方式，使得交流永磁同步電機(jī)具有直流電機(jī)類似的控制特性，采用這種控制方法的變頻器驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)，具有速度脈動(dòng)小，轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)。
[0019]礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器采用的技術(shù)方案是:礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器主要有隔離開(kāi)關(guān)，主回路熔斷器，進(jìn)線電抗器，高性能同步電機(jī)矢量型變頻控制器，出線接觸器順次連接安裝在防爆殼體內(nèi)，并加裝散熱器對(duì)功率單元的所產(chǎn)生的功率損耗進(jìn)行熱量排放。變頻器與永磁同步電機(jī)之間的線路距離太長(zhǎng)的情況下，需要加裝變頻器輸出電抗器以提高其功率因數(shù)。
[0020]上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員對(duì)其中某些部分所可能做出的一些變動(dòng)均體現(xiàn)了本實(shí)用新型的原理，屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，包括永磁同步電機(jī)(1)和編碼器(2),其特征在于，所述永磁同步電機(jī)(1)通過(guò)聯(lián)軸器與編碼器(2)相連接，還包括主回路驅(qū)動(dòng)板和控制板(3),所述主回路驅(qū)動(dòng)板分別與永磁同步電機(jī)(1)和控制板(3)相連接，所述編碼器(2)與控制板(3)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，其特征在于，所述主回路驅(qū)動(dòng)板是由整流電路“)、主回路(5^光耦隔離與驅(qū)動(dòng)電路(6)和電壓電流檢測(cè)電路(7)四部分構(gòu)成，所述主回路(5)分別與整流電路“)、光耦隔離與驅(qū)動(dòng)電路(6)和電壓電流檢測(cè)電路(7)電氣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，其特征在于，所述控制板(3)是由位機(jī)(12^電平轉(zhuǎn)換電路(口)、故障綜合保護(hù)電路(“)、光電隔離電路(15)和XI通訊電路(16)共同構(gòu)成的，所述03？芯片(8)分別與數(shù)碼管顯示電路(9)、鍵盤處理電路(10)、速度檢測(cè)電路〔10、上位機(jī)(12^電平轉(zhuǎn)換電路(口)、故障綜合保護(hù)電路(“)、光電隔離電路(15)和通訊電路(16)電氣連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，其特征在于，所述03？芯片(8 )與光耦隔離與驅(qū)動(dòng)電路(6 )相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，其特征在于，所述主回路驅(qū)動(dòng)板內(nèi)的電壓電流檢測(cè)電路(7)與永磁同步電機(jī)(1)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，其特征在于，所述主回路驅(qū)動(dòng)板內(nèi)的電壓電流檢測(cè)電路(7)分別與控制板(3)內(nèi)的電平轉(zhuǎn)換電路(13)和故障綜合保護(hù)電路(14)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型永磁同步電機(jī)用變頻器，其特征在于，所述編碼器(2)與控制板(3)內(nèi)的光電隔離電路(15)相連接。
【文檔編號(hào)】H02P21/00GK204206056SQ201420661601
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】張兆宇, 王亮, 馮義 申請(qǐng)人:山東歐瑞安電氣有限公司