一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器制造技术

本实用新型专利技术一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器，属于矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括三相交流电源、三相整流桥、Z源网络、三相逆变桥、滤波模块和负载模块，所述三相交流电源通过导线与三相整流桥的交流侧相连，所述三相整流桥的直流侧通过导线与Z源网络的输入端相连，所述Z源网络的输出端通过导线与三相逆变桥直流侧相连，所述三相逆变桥的交流侧通过导线连接滤波模块后接入负载模块；本实用新型专利技术应用于交流变频器。新型应用于交流变频器。新型应用于交流变频器。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器


[0001]本技术一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器，属于矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器


技术介绍

[0002]近年来，在煤矿井下中，电动机的使用非常广泛，其中三相异步电动机占绝大多数。较小功率的电动机可以采用直接启动的方式，但这种方式会产生较大的冲击，同时对负载产生机械冲击等不利影响，所以直接起动方式并不适用于中大功率的异步电动机，针对这类电机的起动，需要加入软启动措施。
[0003]目前，煤矿采用的软起动装置虽然能部分解决电动机的软起动问题，但维护工作量大，能耗高，对皮带强度要求高。另一方面，皮带运输煤炭过程中，皮带运输机的输出功率是恒定的，在载荷较少时会有大部分电能被浪费。为了提高电动机的经济效益和效率，对煤矿井下电动机进行变频技术改造，可以节省大量的电能和提高电动机运行的可靠性。但传统矿用隔爆兼本质安全型交直交变频器是不存在升压功能，它需要加入DC/DC环节才可以实现升降压功能。因此，本技术提出了一种可以升压的矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器。

技术实现思路

[0004]本技术为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器硬件结构的改进。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器，包括三相交流电源、三相整流桥、Z源网络、三相逆变桥、滤波模块和负载模块，所述三相交流电源通过导线与三相整流桥的交流侧相连，所述三相整流桥的直流侧通过导线与Z源网络的输入端相连，所述Z源网络的输出端通过导线与三相逆变桥直流侧相连，所述三相逆变桥的交流侧通过导线连接滤波模块后接入负载模块。
[0006]所述三相交流电源与三相整流桥交流侧相连的部分设置有用于将整流后的电压变为稳定的直流电的滤波电容。
[0007]所述Z源网络包括包括二极管D1、第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1、第二电容C2，通过第一电感L1、第二电感L2和第一电容C1、第二电容C2组成X形二端口网络；
[0008]所述二极管D1的阴极与第一电容C1的阳极相连，所述第一电感L1的一端与第一电容C1的阳极相连，所述第一电感L1的另一端与第二电容C2的阳极相连，所述第二电感L2的一端与第一电容C1的阴极相连，所述第二电感L2的另一端与第二电容C2的阴极相连。
[0009]所述第一电感L1与第二电感L2的电感量相同，所述第一电容C1与第二电容C2的电容量相同。
[0010]所述滤波模块具体为由电感和电容组成的LC滤波电路。
[0011]所述负载模块具体设置为电阻性负载。
[0012]本技术相对于现有技术具备的有益效果为：本技术提供的矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器中采用的Z源网络中的第一电感L1与第二电感L2具有相同的电感量，第一电容C1与第二电容C2具有相同的电容量，正是因为这种特殊的Z源结构决定了它可以承受瞬时开路和瞬时短路，这为后续逆变侧提供了可以升降压的条件；同时由于由于Z源网络的存在，三相逆变桥的同一相桥臂上的两个开关器件允许同时导通，不需要加入DC/DC环节就可以实现升降压功能，可以控制逆变桥同一相桥臂上的两个开关器件直通时间来提高输出电压。
附图说明
[0013]下面结合附图对本技术做进一步说明：
[0014]图1为本技术的主电路拓扑结构示意图；
[0015]图2为本技术三相交流电压经三相整流桥后输出直流电压的波形图；
[0016]图3为本技术三相整流桥输出的直流电压经Z源后输出电压的波形图；
[0017]图4为本技术三相逆变桥经过滤波电路后输出的相电压波形图；
[0018]图中：1为三相交流电源、2为三相整流桥、3为Z源网络、4为三相逆变桥、5为滤波模块、6为负载模块。
具体实施方式
[0019]如图1至图4所示，本技术一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器，包括三相交流电源1、三相整流桥2、Z源网络3、三相逆变桥4、滤波模块5和负载模块6，所述三相交流电源1通过导线与三相整流桥2的交流侧相连，所述三相整流桥2的直流侧通过导线与Z源网络3的输入端相连，所述Z源网络3的输出端通过导线与三相逆变桥4直流侧相连，所述三相逆变桥4的交流侧通过导线连接滤波模块5后接入负载模块6。
[0020]所述三相交流电源1与三相整流桥2交流侧相连的部分设置有用于将整流后的电压变为稳定的直流电的滤波电容。
[0021]所述Z源网络3包括包括二极管D1、第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1、第二电容C2，通过第一电感L1、第二电感L2和第一电容C1、第二电容C2组成X形二端口网络；
[0022]所述二极管D1的阴极与第一电容C1的阳极相连，所述第一电感L1的一端与第一电容C1的阳极相连，所述第一电感L1的另一端与第二电容C2的阳极相连，所述第二电感L2的一端与第一电容C1的阴极相连，所述第二电感L2的另一端与第二电容C2的阴极相连。
[0023]所述第一电感L1与第二电感L2的电感量相同，所述第一电容C1与第二电容C2的电容量相同。
[0024]所述滤波模块5具体为由电感和电容组成的LC滤波电路。
[0025]所述负载模块6具体设置为电阻性负载。
[0026]本技术提供的矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器，如图1主电路所示，包括三相交流电源1、三相整流桥2、滤波电容C7、Z源网络3、三相逆变桥4、电感和电容组成的滤波模块5、电阻性负载模块6；滤波电容C7将整流后的电压变为稳定的直流电。其中三相交流电源U
AC
连接三相整流桥2，三相整流桥2的另一侧与Z源网络3相连，Z源网络3的另一侧连接三相逆变桥4，三相逆变桥4通过滤波器连接电阻性负载6。其中，三相整流桥2将三相交流
电源U
AC
转化成直流电，再通过三相逆变桥4把直流电转化为交流电，从而实现交
‑
直
‑
交的转换。
[0027]Z源网络3包括二极管D1、第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1、第二电容C2；二极管D1的阴极与第一电容C1的阳极相连，第一电感L1的一端与第一电容C1的阳极相连，第一电感L1的另一端与第二电容C2的阳极相连，第二电感L2的一端与第一电容C1的阴极相连，第二电感L2的另一端与第二电容C2的阴极相连，电感L1、L2和电容C1、C2组成X形二端口网络。
[0028]Z源网络的第一电感L1与第二电感L2具有相同的电感量，第一电容C1与第二电容具有相同的电容量。正是因为这种特殊的Z源结构决定了它可以承受瞬时开路和瞬时短路，这为后续逆变侧提供了可以升降压的条件。由于Z源网络的存在，三相逆变桥的同一相桥臂上的两个开关器件允许同时导通，这种状态称为直通状态，在传统矿用隔爆兼本质安全型交直交变频器中是被禁止的；相对于传统的矿用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器，其特征在于：包括三相交流电源（1）、三相整流桥（2）、Z源网络（3）、三相逆变桥（4）、滤波模块（5）和负载模块（6），所述三相交流电源（1）通过导线与三相整流桥（2）的交流侧相连，所述三相整流桥（2）的直流侧通过导线与Z源网络（3）的输入端相连，所述Z源网络（3）的输出端通过导线与三相逆变桥（4）直流侧相连，所述三相逆变桥（4）的交流侧通过导线连接滤波模块（5）后接入负载模块（6）。2.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器，其特征在于：所述三相交流电源（1）与三相整流桥（2）交流侧相连的部分设置有用于将整流后的电压变为稳定的直流电的滤波电容。3.根据权利要求1所述的一种矿用隔爆兼本质安全型Z源交流变频器，其特征在于：所述Z源网络（3）包括二极管D1、第一电感L1、第二电感L2、第一电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭波，连朝阳，张亭亭，张钊，田国强，李宁，何凯，景炜烨，赵江路，赵琴琴，刘文利，焦海军，
申请(专利权)人：山西潞安安易电气有限公司，
类型：新型
国别省市：