变频控制装置及具有它的防爆变频电机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种变频控制装置及具有它的防爆变频电机，变频控制装置包括：直流叠层母排；多个单相变频模块，所述多个单相变频模块均与所述直流叠层母排连接；用于对所述单相变频模块进行冷却的内水冷单元；以及多个直流滤波电容组。根据本发明专利技术的用于防爆变频电机的变频控制装置，通过将单相变频模块和直流滤波电容组层叠放置，提高了变频控制装置在长度、宽度以及高度空间上的结构紧凑度，不但可以减小变频控制装置的体积，使变频控制装置的结构更加紧凑、合理，而且还有利于增加高压元件与壳体之间的电气间距，也有利于在高压元件周围增设电气绝缘保护装置，提高了变频控制装置的高压绝缘性能。

Frequency conversion control device and explosion-proof frequency conversion motor having the same

The invention discloses a device and a frequency control with explosion-proof variable frequency motor it, frequency conversion control device comprises a DC laminated busbar; multiple single-phase inverter module, the single-phase converter module is connected with the DC laminated busbar; water cooling unit for cooling the single-phase inverter module; and a plurality of DC filter capacitors. According to the variable frequency control device for explosion-proof inverter motor of the invention, the single-phase converter and DC filtering capacitor stack, improves the frequency conversion control device structure in length, width and height of the space compactness, can not only reduce the volume of frequency conversion control device, variable frequency control device of the structure is more compact and reasonable. But also to increase the electrical distance between the high-voltage element and shell, but also conducive to the electrical insulation protection device is arranged in the high-voltage components around the high voltage frequency conversion control device to improve the insulation performance.

【技术实现步骤摘要】
变频控制装置及具有它的防爆变频电机
本专利技术涉及防爆变频
，具体而言，特别涉及一种变频控制装置及具有它的防爆变频电机。
技术介绍
变频器是利用半导体功率器件的开通和关断作用将工频交流电变换为频率可调的交流电的变换装置。该装置先把工频交流电变换为直流电，再把直流电变换为频率可调的交流电来驱动负载。考虑煤矿等井下作业环境具有空间狭小、潮湿、空气中含有易燃易爆成分的特点，通用型的变频器是严禁在井下应用的。防爆变频器正是针对这种特殊环境电机设备进行调频的产品。用于煤矿井下的变频器与电机都是分离的，即一个防爆变频器通过上百米电缆连接一台或两台电机。此种连接方式存在如下缺点：总体空间占用大、接线不便、变频器与电机连接电缆对空间的电磁辐射干扰周边设备运行、变频器到电机电缆较长，会造成谐波的反射和叠加，提高峰值电压，容易损毁电机绝缘、变频器和电机在井下散热差等。此外，因为受体积的限制，防爆变频器的电压等级只能做到1140V内，无法满足煤炭企业对高压大功率变频器的需求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种结构紧凑、散热效果好的用于防爆变频电机的变频控制装置。本专利技术的另一个目的在于提出一种具有上述变频控制装置的防爆变频电机。根据本专利技术的一个方面提供了一种用于防爆变频电机的变频控制装置，包括：直流叠层母排；多个单相变频模块，所述多个单相变频模块均与所述直流叠层母排连接；用于对所述单相变频模块进行冷却的内水冷单元，由此，可以提高单相变频模块的散热效率。直流滤波电容组可以为层叠放置的四组电容，由此，可以进一步减小变频控制装置的体积，使变频控制装置的结构更加紧凑、合理。多个直流滤波电容组，所述直流滤波电容组与所述直流叠层母排连接。根据本专利技术实施例的用于防爆变频电机的变频控制装置，通过将单相变频模块和直流滤波电容组层叠放置，提高了变频控制装置在长度、宽度以及高度空间上的结构紧凑度，不但可以减小变频控制装置的体积，使变频控制装置的结构更加紧凑、合理，而且还有利于增加高压元件与壳体之间的电气间距，也有利于在高压元件周围增设电气绝缘保护装置，提高了变频控制装置的高压绝缘性能。此外，在变频控制装置内设置内水冷单元，提高了变频控制装置的散热效率。另外，根据本专利技术上述实施例的用于防爆变频电机的变频控制装置还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述内水冷单元包括：水泵；至少一个冷却水道，所述至少一个冷却水道设在所述单相变频模块内，每个所述冷却水道具有进水口和出水口；进水分离器，所述进水分离器分别与所述水泵和所述至少一个冷却水道的进水口连通；出水分离器，所述出水分离器分别与所述水泵和所述至少一个冷却水道的出水口连通。由此，可对变频控制装置进行散热。进一步地，所述内水冷单元还包括水水换热器，所述水水换热器连接在所述出水分离器和所述水泵之间。由此，提高了内水冷单元的换热效率，简化了变频控制装置的结构。根据本专利技术的一个实施例，所述多个单相变频模块层叠放置且连接在所述直流叠层母排一侧，所述多个直流滤波电容组层叠放置且连接在所述直流叠层母排的另一侧。由此，可以充分利用变频控制装置的高度空间，有利于高低压元件分区布置，避免高压元件对低压元件产生电磁干扰。根据本专利技术的一个实施例，相邻的两个所述单相变频模块之间设有多个支撑部。由此，可使多个单相变频模块牢固地连接在一起，从而提高了变频控制装置的结构稳定性。根据本专利技术的一个实施例，所述单相变频模块包括三个。具体地，每个所述单相变频模块包括：多叠层母排，所述多叠层母排包括由上至下依次层叠的正负极层、互连层、零层以及交流连接层，其中所述正负极层、互连层、零层以及交流连接层之间的每相邻两层之间分别设有层间绝缘层，所述正负极层的上表面铺设有第一绝缘包覆层，所述交流连接层的下表面铺设有第二绝缘包覆层；金属支撑部，所述金属支撑部间隔设置在所述多叠层母排的下方，其中所述金属支撑部内具有所述冷却水道；以及绝缘附件，所述绝缘附件设在所述金属支撑部的一侧且与所述多叠层母排和所述金属支撑部连接。需要说明的是，在多叠层母排与金属支撑部之间增设绝缘附件，通过控制绝缘附件的长度来增加多叠层母排与金属支撑部之间的爬电距离，进而使多叠层母排与金属支撑部之间的间距减小到绝缘附件的厚度，从而使单相变频模块不必受电气间距影响，由此，提高了单相变频模块的结构紧凑度，减小了变频控制装置的体积。另外，将多叠层母排的层数增加至四层，可使单相变频模块适用于大功率变频控制装置。根据本专利技术的一些示例，所述金属支撑部内具有至少一条所述冷却水道。优选地，每条所述冷却水道的进水口和出水口均位于所述金属支撑部的同一侧。由此，便于冷却水道的排布，降低了内水冷单元的设计难度。更具体地，每条所述冷却水道均形成为U形水道。为方便多叠层母排与绝缘附件以及其他电器元件连接，根据本专利技术的一个实施例，所述交流连接层的邻近所述绝缘附件的一端具有多个间隔分布的第一连接端子，所述第一连接端子与所述绝缘附件连接。根据本专利技术的一个具体实施例，所述第一连接端子包括：平直部，所述平直部从所述交流连接层延伸出且与所述交流连接层位于同一平面上；以及与所述平直部垂直连接的折弯部，所述折弯部与所述绝缘附件连接。可选地，所述折弯部与所述绝缘附件通过螺栓连接。为方便多叠层母排与直流叠层母排以及其他电器元件连接，根据本专利技术的一个具体实施例，所述零层的邻近所述直流叠层母排的一端构造有第二连接端子，所述正负极层的邻近所述直流叠层母排的一端构造有两个间隔分布的第三连接端子，所述第二连接端子和所述第三连接端子分别与所述直流叠层母排连接。更进一步地，所述多叠层母排还包括：绝缘条，其中所述正负极层、互连层以及交流连接层中的每一层均设有所述绝缘条，由此，增加了多叠层母排与电器元件连接位置的电气间距，增大了爬电距离，提高了多叠层母排整体绝缘性能；以及导电柱，其中所述正负极层、互连层、零层以及交流连接层中每一层上均铆接有多个所述导电柱，其中每层上的所述多个导电柱与其他层通过绝缘垫圈电气隔离。通过绝缘垫圈切断多叠层母排与相应的电器元件之间的连接关系，从而减小了多叠层母排内部电流形成的环路面积，降低了多叠层母排杂散电感。根据本专利技术的一些具体实施例，所述多叠层母排的所述正负极层、互连层、零层以及交流连接层均由厚度为1.5mm-2.5mm的紫铜板折制而成。为了提高紫铜板的抗氧化能力，所述多叠层母排的所述正负极层、互连层、零层以及交流连接层的表面均进行镀锡处理，镀层厚度大于5μm，所述金属支撑部的上表面粗糙度要求低于1.6um-3.2um，平面度要求低于0.1mm/m。由此，可使电器元件与金属支撑部之间有良好的接触效果，有利于内水冷单元对金属支撑部上的电器元件进行散热。为了防止因灰尘、潮气进入到多叠层母排内而导致多叠层母排的绝缘性能下降，根据本专利技术的一个具体实施例，所述第一绝缘包覆层与所述第二绝缘包覆层外周边沿采用压合封边工艺处理，以使第一绝缘包覆层与第二绝缘包覆层之间形成全密闭结构。由此，提高了多叠层母排在潮湿、风沙等恶劣的环境下的绝缘性能。根据本专利技术的另一个方面提供了一种防爆变频电机，包括上述的变频控制装置。根据本专利技术实施例的防爆变频电机，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于防爆变频电机的变频控制装置，其特征在于，包括：直流叠层母排；多个层叠放置的单相变频模块，所述多个单相变频模块均与所述直流叠层母排连接，每个所述单相变频模块包括金属支撑部、绝缘附件以及多叠层母排，所述多叠层母排包括由上至下依次层叠的正负极层、互连层、零层以及交流连接层，其中所述正负极层、互连层、零层以及交流连接层之间的每相邻两层之间分别设有层间绝缘层，所述正负极层的上表面铺设有第一绝缘包覆层，所述交流连接层的下表面铺设有第二绝缘包覆层，所述金属支撑部间隔设置在所述多叠层母排的下方，其中所述金属支撑部内具有冷却水道，所述绝缘附件设在所述金属支撑部的一侧且与所述多叠层母排和所述金属支撑部连接；用于对所述单相变频模块进行冷却的内水冷单元；以及多个直流滤波电容组，所述直流滤波电容组与所述直流叠层母排连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于防爆变频电机的变频控制装置，其特征在于，包括：直流叠层母排；多个层叠放置的单相变频模块，所述多个单相变频模块均与所述直流叠层母排连接，每个所述单相变频模块包括金属支撑部、绝缘附件以及多叠层母排，所述多叠层母排包括由上至下依次层叠的正负极层、互连层、零层以及交流连接层，其中所述正负极层、互连层、零层以及交流连接层之间的每相邻两层之间分别设有层间绝缘层，所述正负极层的上表面铺设有第一绝缘包覆层，所述交流连接层的下表面铺设有第二绝缘包覆层，所述金属支撑部间隔设置在所述多叠层母排的下方，其中所述金属支撑部内具有冷却水道，所述绝缘附件设在所述金属支撑部的一侧且与所述多叠层母排和所述金属支撑部连接；用于对所述单相变频模块进行冷却的内水冷单元；以及多个直流滤波电容组，所述直流滤波电容组与所述直流叠层母排连接。2.根据权利要求1所述的用于防爆变频电机的变频控制装置，其特征在于，所述内水冷单元包括：水泵；至少一个冷却水道，所述至少一个冷却水道设在所述单相变频模块内，每个所述冷却水道具有进水口和出水口；进水分离器，所述进水分离器分别与所述水泵和所述至少一个冷却水道的进水口连通；出水分离器，所述出水分离器分别与所述水泵和所述至少一个冷却水道的出水口连通。3.根据权利要求2所述的用于防爆变频电机的变频控制装置，其特征在于，所述内水冷单元还包括水水换热器，所述水水换热器连接在所述出水分离器和所述水泵之间。4.根据权利要求1所述的用于防爆变频电机的变频控制装置，其特征在于，所述多个单相变频模块层叠放置且连接在所述直流叠层母排一侧，所述多个直流滤波电容组层叠放置且连接在所述直流叠层母排的另一侧。5.根据权利要求1所述的用于防爆变频电机的变频控制装置，其特征在于，相邻的两个所述单相变频模块之间设有多个支撑部。6.根据权利要求1所述的用于防爆变频电机的变频控制装置，其特征在于，所述单相变频模块包括三个。7.根据权利要求1所述的用于防爆变频电机的变频控制装置，其特征在于，所述金属支撑部内具有至少一条所述冷却水道。8.根据权利要求7所述的用于防爆变频电机的变频控制装置，其特征在于，每条所述冷却水道的进水口和出水口均位于所述金属支...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元月，王春雨，杨晓洲，杨聖魁，王东，
申请(专利权)人：航天科工海鹰集团有限公司，抚顺煤矿电机制造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11