礦用防爆h橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種礦用防爆H橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置，由主回路和控制回路構(gòu)成。主回路包括：移相變壓器和功率單元?？刂苹芈钒ǎ航涌诎濉⒅骺匕搴惋@示屏。功率單元由12個(gè)H橋模塊構(gòu)成，U、V、W三相中每相由4個(gè)H橋模塊構(gòu)成，每相的H橋模塊串聯(lián)連接，構(gòu)成級(jí)聯(lián)電路。功率單元的U、V、W三相一端連接在一起，構(gòu)成星形接法；另一端連接電機(jī)的U、V、W三相。本實(shí)用新型防爆箱體分為三個(gè)腔體，變壓器和功率單元各占一個(gè)腔體，控制單元和水冷系統(tǒng)共同占一個(gè)腔體，整個(gè)裝置采用為水冷散熱方式。具有du/dt值低，噪聲低，電流諧波含量低，功率因數(shù)高，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】礦用防爆H橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種礦用防爆高壓變頻調(diào)速裝置，具體的說(shuō)是一種礦用防爆H橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)煤礦用風(fēng)機(jī)、水泵、皮帶機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行耗電量過(guò)大，長(zhǎng)期工作在低負(fù)載、低運(yùn)行效率狀態(tài)。對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵且在需要調(diào)節(jié)流量的場(chǎng)合，很大一部分采用的是擋板和閥門來(lái)調(diào)節(jié)，皮帶機(jī)的啟動(dòng)沖擊比較大，通常采用液力耦合器來(lái)調(diào)節(jié)，功率損耗非常大。如果改為調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，降低機(jī)泵的轉(zhuǎn)速，則可以節(jié)約大量的電耗，提高系統(tǒng)的功率因素。
[0003]大容量電力電子變頻裝置在能源與電能變換中起著重要作用，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，特別是在大型油氣輸送、液化天然氣及煤礦輸送變頻裝備中。這些裝置的特點(diǎn)是容量大，電壓在1kV以上。而單個(gè)電力電子開關(guān)器件的耐壓等級(jí)是有限的，為了實(shí)現(xiàn)高電壓輸出的目的，當(dāng)前有兩個(gè)解決辦法:一是采用電力電子開關(guān)器件串聯(lián)的半橋式逆變結(jié)構(gòu)，即箝位式多電平逆變器；二是采用功率單元串聯(lián)疊加的級(jí)聯(lián)式逆變結(jié)構(gòu)。前者存在一個(gè)很重要的問題就是直流電容分壓的均壓?jiǎn)栴}，當(dāng)多個(gè)開關(guān)器件串聯(lián)時(shí)，這個(gè)問題會(huì)更難解決。對(duì)于級(jí)聯(lián)式逆變器易于向更高電壓等級(jí)擴(kuò)展，每個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)相同，容易實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)某一單元出現(xiàn)故障，可將其旁路，其余單元可繼續(xù)運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，降低諧波含量，提高功率因數(shù)，本實(shí)用新型公開了一種礦用防爆H橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:礦用防爆H橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置由主回路和控制回路構(gòu)成。主回路包括:移相變壓器I和功率單元2?？刂苹芈钒?接口板3、主控板4和顯示屏5。功率單元2由12個(gè)!1橋模塊構(gòu)成，分別為仍、￥1、11、似、￥2、12、仍、V3、W3、U4、V4 和 W40
[0006]移相變壓器I高壓側(cè)為I路1KV電源星形接法輸入，低壓側(cè)為24路720V角形接法輸出，其中輸出相位差為7.5度，大小為720V電壓，連接功率單元2的12個(gè)H橋模塊交流輸入端，功率單元2的U、V、W三相中每相由4個(gè)H橋模塊構(gòu)成，每相的4個(gè)H橋模塊串聯(lián)連接，構(gòu)成級(jí)聯(lián)電路。功率單元2的U、V、W三相一端連接在一起，構(gòu)成星形接法；另一端連接電機(jī)的U、V、W三相。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:輸出線電壓為17電平，輸出電壓波形更接近正弦波，減小du/dt，電流諧波含量低，有效的提高功率因數(shù)和降低噪聲，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為礦用防爆H橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0009]圖2為H橋模塊原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0011]如圖1所示，本實(shí)用新型由主回路和控制回路構(gòu)成。主回路包括:移相變壓器1和功率單元2?？刂苹芈钒?接口板3、主控板4和顯示屏5。功率單元2由12個(gè)Η橋模塊構(gòu)成，分別為 U1、V1、Wl、U2、V2、W2、U3、V3、W3、U4、V4 和 W4。
[0012]移相變壓器1高壓側(cè)為1路10KV電源星形接法輸入，低壓側(cè)為24路720V角形接法輸出，其中輸出相位差為7.5度，大小為720V電壓，連接功率單元2的12個(gè)Η橋模塊交流輸入端，功率單元2的U、V、W三相中每相由4個(gè)Η橋模塊構(gòu)成，每相的4個(gè)Η橋模塊串聯(lián)連接，構(gòu)成級(jí)聯(lián)電路。功率單元2的U、V、W三相一端連接在一起，構(gòu)成星形接法；另一端連接電機(jī)的U、V、W三相。
[0013]接口板4檢測(cè)電源電壓、電源電流、電機(jī)電壓和電機(jī)電流信號(hào)，并把檢測(cè)到的信號(hào)傳送給主控板5，接口板4具有光纖接口，將主控板5發(fā)出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)傳送給Η橋模塊的驅(qū)動(dòng)板。主控板5是整個(gè)系統(tǒng)核心，對(duì)采集的信號(hào)運(yùn)算處理，采用脈寬調(diào)制方式發(fā)出PWM波，輸出高電平時(shí)，IGBT模塊開通；輸出低電平時(shí)，IGBT模塊關(guān)斷。顯示屏5實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)視各項(xiàng)參數(shù)。
[0014]如圖2所示，每個(gè)Η橋模塊由整流單元6、濾波單元7和Η橋單元8構(gòu)成。整流單元6由6個(gè)二極管構(gòu)成，將720V的交流電整流成1018V的直流電。濾波單元7由薄膜電容構(gòu)成，對(duì)直流電進(jìn)行濾波處理，Η橋單元8由4個(gè)IGBT模塊構(gòu)成，輸出Α相與上一個(gè)Η橋單元Β相連接，輸出Β相與下一個(gè)Η橋單元Α相連接。
[0015]防爆箱體分為三個(gè)腔體，變壓器1和功率單元2各占一個(gè)腔體，控制單元和水冷系統(tǒng)共同占一個(gè)腔體，整個(gè)裝置采用水冷散熱方式，12個(gè)Η橋模塊分別有進(jìn)水口和出水口，并聯(lián)在主進(jìn)水管和出水管上，為保證整個(gè)箱體內(nèi)的溫度，在箱體內(nèi)部通過(guò)水風(fēng)散熱器來(lái)降溫。
[0016]本實(shí)用新型采用同步鎖相并網(wǎng)控制技術(shù)，矢量控制方式對(duì)電機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)速。整個(gè)裝置輸出線電壓為17電平，輸出電壓波形更接近正弦波，du/dt值低，電流諧波含量低，有效的提高功率因數(shù)和降低噪聲，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用防爆Η橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置，由主回路和控制回路構(gòu)成；主回路包括:移相變壓器(1)和功率單元(2);控制回路包括:接口板(3)、主控板(4)和顯示屏(5)；功率單元(2)由12個(gè)Η橋模塊構(gòu)成，分別為U1、V1、W1、U2、V2、W2、U3、V3、W3、U4、V4和W4 ；移相變壓器(1)高壓側(cè)為1路10KV電源星形接法輸入，低壓側(cè)為24路720V角形接法輸出，其中輸出相位差為7.5度，大小為720V電壓，連接到功率單元(2)的12個(gè)Η橋模塊交流輸入端，功率單元(2)的U、V、W三相中每相由4個(gè)Η橋模塊構(gòu)成，每相的4個(gè)Η橋模塊串聯(lián)連接，構(gòu)成級(jí)聯(lián)電路；功率單元(2)的U、V、W三相一端連接在一起，構(gòu)成星形接法；另一端連接電機(jī)的U、V、W三相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用防爆Η橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置，其特征是:每個(gè)Η橋模塊由整流單元(6)、濾波單元(7)和Η橋單元(8)構(gòu)成；整流單元(6)由6個(gè)二極管構(gòu)成，濾波單元(7)由薄膜電容構(gòu)成，Η橋單元(8)由4個(gè)IGBT模塊構(gòu)成，輸出Α相與上一個(gè)Η橋單元Β相連接，輸出Β相與下一個(gè)Η橋單元Α相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用防爆Η橋級(jí)聯(lián)型高壓變頻調(diào)速裝置，其特征是:防爆箱體分為三個(gè)腔體，變壓器(1)和功率單元(2)各占一個(gè)腔體，控制單元和水冷系統(tǒng)共同占一個(gè)腔體，整個(gè)裝置采用為水冷散熱方式，通過(guò)水風(fēng)散熱器來(lái)降溫腔體內(nèi)部溫度。
【文檔編號(hào)】H02M1/42GK204145359SQ201420668217
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】許開成, 陸文濤, 李志遠(yuǎn), 朱海軍 申請(qǐng)人:唐山開誠(chéng)電控設(shè)備集團(tuán)有限公司