矿用组合变频器制造技术

一种矿用组合变频器，由防爆外壳、变频器、散热装置及内置的电抗器和滤波器等组成；为组合式结构，即防爆外壳内有多台变频器。防爆外壳内可以设置控制各变频器的主控制器，以及制冷装置、隔离开关、先导控制电路。本装置适用于爆炸性气体环境、如煤矿井下，多台设备电机多点驱动和单点驱动的变频调速和集中控制。组合式结构设备集中、占空间小，减少安装和维护工作量，降低成本。内置主控制器，可集中控制各变频器的工作状态，满足多种控制要求；通过键盘显示器人机对话，控制灵活设定方便。热管散热器效率高；内置制冷装置加强降温，提高变频器使用寿命。交流稳压先导电路外接简单。结构简单，便于生产。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机变频调速领域，特别是一种用于爆炸性气体环境中 多点驱动和单点驱动、对多台设备集中变频调速控制的矿用组合变频器。
技术介绍
随着我国煤炭科技的发展，爆炸性气体环境所用设备功率逐年增加且大 功率设备集中使用。多点驱动设备如胶带输送机、刮板输送机等多采用多 电机驱动，乳化液泵站为多台集中运行。目前大功率多点驱动设备普遍使用 多台独立的防爆变频器驱动，加上外接的配套电抗器和滤波器、集中控制时 需另配的单独控制系统，不仅设备多而且复杂，占用空间大，与井下狭窄的 空间环境极不适应；并且，增加基建成本，不便于安装、调试和维护。
技术实现思路
为了克服现有多台防爆设备的电机用多个单台变频器驱动、设备多、占 空间大、安装和维护不便、不便集中控制的不足，本技术提供一种矿用 组合变频器，它集多台变频器为一体，占空间小、便于安装维护、便于集中控制、成本低；可满足多种工况不同控制的需要。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是矿用组合变频器由防爆外壳、多台变频器、散热装置，以及与变频器配 套的内置电抗器和滤波器组成。采用组合式结构，即一个防爆外壳内装有多 台变频器。防爆腔体有各变频器独立的进出线装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案还可以是 矿用组合变频器的各台变频器的控制端口由同一主控制器连接控制。主 控制器可以采用可编程自动化控制器PAC、可编程逻辑控制器PLC、工业计算机IPC，或嵌入式控制器EMD。主控制器要有多路模拟量输入和输出端 口、开关量输入和输出端口、独立通讯接口。主控制器控制端口的连接包括① 主控制器与各变频器控制端口的连接；主要包括a. 主控制器的状态检测输入端口与各变频器的状态输出端连接。b. 主控制器的控制输出端口与各变频器的执行控制输入端连接。c. 主控制器的串行通讯接口与各变频器的串行通讯接口连接。② 主控制器的输入、输出端口分别与操作键盘、显示屏连接。③ 主控制器的输入端口与操作电路连接。矿用组合变频器的主控制器的操作电路含有先导控制电路。先导控制电 路采用交流稳压先导控制电路。各变频器的主回路输入端设隔离开关，还可 以设接触器。散热装置采用热导管散热器。防爆外壳内设制冷装置，优选半导体制冷装置。其变频器相互之间可以通过连接并联使用。 本技术的有益效果是① 组合式结构，在一个壳体内组合多台变频器，占空间小，降低成本， 便于生产。集多台电机调速与保护于一体，减少电缆连接、安装和维护量。② 主控制器集中控制各个变频器，可实现不同的工作状态控制，满足多 种控制要求。通过键盘和显示器实现人机对话，控制灵活、设定方便。③ 热导管散热器散热效率高。内置制冷装置，解决了除功率器件以外其 它器件的散热问题，提高了变频器的使用寿命。④ 交流稳压先导电路只需用普通变压器，外接线路简单，操作简单。附图说明图1是本技术矿用组合变频器的整体结构示意图主视图。 图2是出线侧的结构示意图主剖视图。 图3是进线侧的结构示意图左侧剖视图。图4是主控腔、制冷装置腔、右变频器腔的结构示意图主剖视图。图5是左变频器腔的结构示意图左侧视图。图6是变频器的主回路及其与主控制器连接的电路图。图7是主控制器与温度检测器件、操作键盘、显示器连接的电路图。图8是本矿用组合变频器的变频器之间并联运行的电路图。图9是主控制器与先导控制板连接、其输出口通讯口连接的电路图。图10是本矿用组合变频器的主控制器和制冷装置的供电电路图。图11是本矿用组合变频器的先导控制电路的原理图。图中l-出线腔、2-出线电抗器腔、3-左变频器腔、4-主控腔、5-右变频器腔、6-隔离开关腔、7-进线电抗器和滤波器腔、8-制冷装置腔、9-出线装置、10-出线电抗器、11-进线腔、12-控制变压器、13-隔离开关、14-进线电抗器和滤波器、15-显示器、16-操作键盘、17-半导体制冷装置、18-散热器、19-功率模块、20-电容器、21-控制板。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步详述。 本技术矿用组合变频器适用于周围介质有爆炸性气体环境中、特别是在煤矿井下有甲垸、煤尘等爆炸性气体环境中，在交流三相供电线路中，对多台异步电动机进行变频调速和集中控制。图1 5示出本矿用组合变频器的结构；为组合式结构，即在一个防 爆外壳内装有多台变频器，并且装有电抗器、滤波器、主控制器、散热装置、 制冷装置等。本例为四台变频器组合一体，可称四组合矿用组合变频器。在图1示出本矿用组合变频器整体的正面结构。其防爆外壳由出线腔1、出线电抗器腔2、左右变频器腔3和5、主控腔4、隔离开关腔6、进线电抗 器滤波器腔7，以及制冷装置腔8等组成。主控腔4与制冷装置腔8、及其 左右两侧的变频腔3和5，是位于中央的主腔体。出线腔l与出线电抗器腔 2位于主腔体的左外侧。隔离开关腔6与进线电抗器滤波器腔7，位于主腔 体的右外侧。在图2中示出本矿用组合变频器出线侧的结构。出线侧上部是出线腔1， 其下部是出线电抗器腔2。出线电抗器腔2内装有出线电抗器IO。出线腔l 为隔爆兼本安腔，出线腔1外侧有电缆引出的出线装置9。在图3中示出本矿用组合变频器进线侧的结构。进线侧上方前部是隔离 开关腔6，隔离开关腔6内装有隔离开关13和控制变压器12。隔离开关腔6 的后部为进线腔11。隔离开关腔6和进线腔11的下部为进线电抗器滤波器 腔7，内装进线电抗器和滤波器14。在图4中示出本矿用组合变频器主控腔、制冷装置腔、右变频器腔的结 构。主控腔4的面板上设有液晶显示器15和操作键盘16，用于人机对话、 设定控制。主控腔4内装主控制器，来完成对变频器的控制。制冷装置腔8 位于主控腔4下方，内装制冷装置17。制冷装置17由半导体制冷器件制成。变频器腔5位于主控腔4、制冷装置腔8右侧，前面有门，门上有把手。在图5中示出本矿用组合变频器左变频器腔和散热装置的结构。左变频 器腔3内装有由功率模块19、电容20、控制板21等组成的变频器两台。变 频器的背板紧靠散热装置、即散热器18，中间充填导热材料硅脂，以加强导 热。散热器18把热量传到壳体外。散热器18同样装在制冷装置17的背部。制冷装置17在腔体的内部，主要用于变频器其它部件的散热。制冷装 置17产生的热量也通过散热器18散到壳体外。腔体内的热量主要通过散热 器18传到腔体外。本例的散热器18采用热导管式散热器。右变频器腔5和左变频器腔3的内部结构相同且二者左右对称、前门对 开。两变频器腔3和5可根据需要增减长度，以实现不同数量的变频器组合。图6 10示出本矿用组合变频器的电路组成。由四台变频器及其主回路、 主控制器lh、先导控制板U3、键盘控制电路U2、液晶显示器LCD、操作键盘 BK等组成。本例为四组合矿用变频器，故有四台变频器INVi INV4及其主回 路组成。四路变频器的主回路相同。若有n台变频器，则标号为INVi INVn。主控制器可以采用可编程自动化控制器PAC、可编程逻辑控制器PLC、 工业计算机IPC和嵌入式控制器EMD。这些控制器要有多路模拟量输入和输 出接口、开关量输入和输出接口、独立通讯接口。本例以采用PAC为例说明。在图6中示出四组合变频器第一路主回路的组成及其与主控制器的连 接。三相交流进线端经主回路的隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用组合变频器，包括防爆外壳、变频器、散热装置，以及与变频器配套的电抗器和滤波器，其特征在于：所说的防爆外壳内有至少两台变频器，防爆腔体有各变频器独立的进出线装置；所说的配套电抗器和滤波器为内置的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张永亮，张纯，丁秀兵，
申请(专利权)人：张永亮，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]