一种煤矿用变频调速一体机制造技术

一种煤矿用变频调速一体机，属于变频电动机技术领域。所述煤矿用变频调速一体机，包括外壳、电机、变频器、进线电抗器、水冷散热结构、风冷散热结构、温度传感器和工控机，变频器设置于外壳的顶部，其分别与设置于外壳内部的电机和进线电抗器电连接，水冷散热结构包括设置于电机外部的折返式水道、水箱和水泵，风冷散热结构为固设于外壳内部的冷却风扇，温度传感器设置于外壳的外部，工控机分别与水泵、冷却风扇、温度传感器和变频器连接，用于控制变频调速一体机的工作。所述煤矿用变频调速一体机的绝缘、散热性能良好，并且能够抗强磁干扰，提高设备的可靠性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用变频调速一体机
本专利技术涉及变频电动机
，特别涉及一种煤矿用变频调速一体机。
技术介绍
近年来，随着煤矿机械设备更新换代步伐的加快，也为了适应煤矿安全生产和煤矿节能的要求，同时随着自动化控制和电力电子科技技术的飞速发展，在煤矿行业中也越来越广泛的应用变频调速装置。目前的矿山大型设备主要采用“高压变频器+电机”的传动方式，存在变频器体积大，防护等级低，变频器到电动机输出电缆长，对沿线其它设备存在一些干扰，长距离供电电缆分布电感和分布电容，变频器输出高频信号时，对感抗高的电机绝缘寿命有影响，电动机端头电压大幅升高，需要有加强的绝缘结构来适应非正弦波的电压，同时必须缩短电缆长度，以降低对电机绝缘的危害。这种方式降低了系统总体的效率，增加了设备的维护成本，占用了设备的安装空间，无法满足煤矿或其他矿山装备作业空间和恶劣环境的要求。为解决这一问题可以将变频器与电机两者综合，集成了变频器和电机的一体机，实现了机、电一体化，变频输出电缆长度近似为零，最大限度地减小了对其它设备的干扰，大幅度提高了大型装备电力传动的效率。由于变频器和电机的功率损耗较大，集成在一体机后，受空间限制，体积不能制成过大，所以所有热量就聚集在密闭容器里，从而热量不能及时有效散发出去，而无论是一体机总变频器部分上使用的电子元器件还是电机轴承、绕组、铁芯等都不能长期工作于高温状态，突显出来的主要问题就是怎样解决变频一体机的散热，并且其绝缘性差和强电磁干扰对一体机的工作性能、可靠性以及使用寿命也都有很大的影响。
技术实现思路
<br>为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种煤矿用变频调速一体机，其绝缘、散热性能良好，并且能够抗强磁干扰，提高设备的可靠性和使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种煤矿用变频调速一体机，包括外壳、电机、变频器、进线电抗器、水冷散热结构、风冷散热结构、温度传感器和工控机；所述变频器设置于外壳的顶部，其分别与设置于外壳内部的电机和进线电抗器电连接；所述水冷散热结构包括设置于电机外部的折返式水道、水箱和水泵；所述风冷散热结构为固设于外壳内部的冷却风扇；所述温度传感器设置于外壳的外部；所述工控机分别与水泵、冷却风扇、温度传感器和变频器连接，用于控制变频调速一体机的工作。进一步的，所述外壳位于电机的一侧为双层结构，双层结构的内部设置所述折返式水道，所述折返式水道的一端与水箱连接，所述折返式水道的另一端与水泵连接，所述水箱与水泵相连。进一步的，所述折返式水道的具体布置为：在双层结构的内部设置若干个平行设置的直水道槽，并且所述直水道槽与电机的轴线平行，若干个直水道槽通过弯水道槽依次连接形成折返式水道。进一步的，所述冷却风扇设置于远离电机的一侧。进一步的，所述电机通过多路独立绕组的线圈排列结构，所述线圈包括与变频器的两路输出电源相同的两路独立线圈组，两路独立线圈组之间相互电气隔离，两路独立线圈组相互配合形成变频电动机完整的旋转磁场，使得变频调速一体机具有良好的抗强磁干扰能力。进一步的，所述线圈通过对电机首匝绝缘加强、加强线圈端部包扎、浸烘工艺以及端部刷胶处理的方式进行绝缘处理。本专利技术的有益效果：1)本专利技术通过调整电机转速使一体机在设定状态下工作，启动减慢，相应地延长了零部件的寿命，同时极大的减轻了对设备的冲击，有效延长了设备的检修周期，减少了检修维护开支，节约大量维护费用；并且操作简单，更加便捷方便，安全可靠性好，工作效率高；节约人工成本，省时省力，降低工作强度，满足智能化要求；2)本专利技术通过将变频器和电机整合于一体，省去了中间传输的电缆，从根本上消除了传输电缆的干扰，实现性能和尺寸上的合理匹配，减小了设备的体积，实现了机、电一体化，变频输出电缆长度近似为零，最大限度地减小了对其它设备的干扰，大幅度提高了大型装备电力传动的效率，颠覆了传统的电力传动方式，也解决了变频调速一体机由于体积偏小，产生的绝缘、散热、抗强磁干扰的问题；3)本专利技术通过两路独立线圈组相互配合形成变频电动机完整的旋转磁场，从而具有良好的抗强磁干扰能力；并通过杜邦漆膜包线、对电机首匝绝缘加强、加强线圈端部包扎、正确浸烘工艺以及端部刷胶处理等方式，实现对变频调速一体机的绝缘处理；4)本专利技术采用组合式散热，通过冷却风扇进行风冷散热，利用折返式水道、水箱和水泵配合进行水冷散热，即风冷与水冷两者复合，利用温度传感器采集当前温度，根据实际需要控制风冷与水冷两者的开启状态；工控机控制冷却风扇进行风冷散热，并控制水泵和水箱进行水冷散热；5)本专利技术通过安装进线电抗器，保护电路的同时防止电磁对其他设备的干扰，限定电力网中的谐波干挠，维持电磁稳定。本专利技术的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。附图说明图1是本专利技术提供的一种煤矿用变频调速一体机的结构示意图；图2是本专利技术提供的电机线圈和U相线圈的排列结构图，其中，图2(a)是电机线圈的排列结构图，图2(b)是U相线圈的排列结构图；图3是本专利技术提供的变频器控制系统图；图4是本专利技术提供的温度传感器的温度信号采集检测流程图；图5是本专利技术提供的一种煤矿用变频调速一体机的散热工作过程的程序框图。说明书附图中的附图标记包括：1-电机，2-外壳，3-变频器，4-折返式水道，5-水箱，6-水泵，7-进线电抗器，8-冷却风扇，9-温度传感器，10-工控机。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。为了解决现有技术存在的问题，如图1至图5所示，本专利技术提供了一种煤矿用变频调速一体机，包括外壳2、电机1、变频器3、进线电抗器7、水冷散热结构、风冷散热结构、温度传感器9和工控机10；变频器3设置于外壳2的顶部，其分别与设置于外壳2内部的电机1和进线电抗器7电连接；水冷散热结构包括设置于电机1外部的折返式水道4、水箱5和水泵6；风冷散热结构为固设于外壳2内部的冷却风扇8；温度传感器9设置于外壳2的外部；工控机10分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿用变频调速一体机，其特征在于，包括外壳、电机、变频器、进线电抗器、水冷散热结构、风冷散热结构、温度传感器和工控机；/n所述变频器设置于外壳的顶部，其分别与设置于外壳内部的电机和进线电抗器电连接；/n所述水冷散热结构包括设置于电机外部的折返式水道、水箱和水泵；/n所述风冷散热结构为固设于外壳内部的冷却风扇；/n所述温度传感器设置于外壳的外部；/n所述工控机分别与水泵、冷却风扇、温度传感器和变频器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用变频调速一体机，其特征在于，包括外壳、电机、变频器、进线电抗器、水冷散热结构、风冷散热结构、温度传感器和工控机；
所述变频器设置于外壳的顶部，其分别与设置于外壳内部的电机和进线电抗器电连接；
所述水冷散热结构包括设置于电机外部的折返式水道、水箱和水泵；
所述风冷散热结构为固设于外壳内部的冷却风扇；
所述温度传感器设置于外壳的外部；
所述工控机分别与水泵、冷却风扇、温度传感器和变频器连接。


2.根据权利要求1所述的煤矿用变频调速一体机，其特征在于，所述外壳位于电机的一侧为双层结构，双层结构的内部设置所述折返式水道，所述折返式水道的一端与水箱连接，所述折返式水道的另一端与水泵连接，所述水箱与水泵相连。


3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，马英，田莹，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37