一種便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置的製作方法
2023-06-03 12:04:26 2
專利名稱：一種便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種變頻調速裝置，尤其涉及一種採用模塊化變頻機芯的變頻調速裝置。
背景技術：
現有的變頻調速裝置一般包括殼體，殼體內設有變頻器(也稱變頻機芯)以及輔助電路，為了散熱還設有冷卻裝置。其中所述的輔助電路可根據需要設置，例如可以是實現工頻、變頻切換的切換電路，或者是接口電路等，而變頻器本身一般包括整流器，用於將工頻電源變換為直流電源。平波迴路，在整流器整流後的直流電壓中，含有多頻率的脈動電壓，此外逆變器產生的脈動電流也使直流電壓變動，為了抑制電壓波動，採用平波迴路吸收脈動電壓(電流)，其中電壓型變頻器的平波迴路是利用電容濾波，電流型變頻器的平波迴路是利用電感濾波。逆變器，將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使開關器件導通、關斷就可以得到三相交流輸出。控制電路，給異步電動機供電(電壓、頻率可調)的主電路提供控制信號的迴路； 常包括頻率、電壓的「運算電路」、主電路的「電壓、電流檢測電路」、電動機的「速度檢測電路」、將運算電路的控制信號進行放大的「驅動電路」、以及逆變器和電動機的「保護電路」。在整個變頻調速裝置中變頻器不僅是主要部分，而且也是易損耗部分，需要經常的維修或更換部件，但現有技術中變頻器都是固定的安裝在變頻調速裝置的殼體內，拆裝很不方便，效率很低。
發明內容
本發明提供一種便於維護和拆裝的變頻調速裝置，通過便於與主體外殼分離的模塊化變頻機芯的設置，提高了維護以及更換部件的工作效率。一種便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，包括外殼和變頻器，所述的變頻器包括整流器、平波迴路、逆變器和控制電路，所述的外殼內設有導軌，設有與該導軌滑動配合的支撐架，所述的變頻器為電壓型變頻器，其平波迴路中的濾波電容固定安裝在所述的外殼內，而變頻器的其餘電路元件均安裝在所述的支撐架上，所述的變頻器與固定安裝在外殼內的電路部分通過插接件進行電路連接；所述的支撐架上設有水冷裝置，所述的外殼內設有冷卻水管，該冷卻水管與所述的水冷裝置中的水管路插接成冷卻水迴路，其中水冷裝置中的水管路端頭部位連接有第一接頭，外殼內的冷卻水管端頭部位連接有第二接頭，所述的第一接頭和第二接頭插接配合， 且所述的第二接頭安裝在外殼內的固定板上。就整個變頻器以及礦用隔爆變頻調速裝置的電路原理和結構而言，可以採用現有技術，在電壓型變頻器的平波迴路中，濾波電容一般使用壽命較長，不用頻繁維護，並且其重量也較大，因此固定安裝在外殼內，使支撐架滑動更加省力，體積更易小型化，支撐架連同變頻器(除濾波電容外)和冷卻裝置可沿導軌滑動抽出外殼或推入外殼內就位，這樣便於變頻器的維護和部件更換。為了形成冷卻水迴路，所述的水冷裝置中的水管路為兩個端頭，相應的第一接頭也為同樣結構的兩個，同理外殼內的冷卻水管也為兩個端頭，相應的第二接頭也為同樣結構的兩個，與兩個第一接頭分別插接。為了實現支撐架的精確就位，作為優選所述的外殼內固定有帶內螺紋的導向塊， 所述的支撐架上設有與該導向塊螺紋配合的調整絲槓，且該調整絲槓沿所述的導軌的長度方向布置。轉動調整絲槓時，可以帶動支撐架沿導軌滑動。作為優選，所述的導軌包括固定在外殼內的固定段和與該固定段鉸接的活動段， 兩者鉸接的部位臨近外殼的開口部位。當需要取出外殼內的支撐架時，翻轉活動段，活動段與固定段基本呈直線狀態，支撐架依次沿固定段和活動段劃出外殼，更便於操作，當支撐架推入外殼就位後，翻起活動段，使活動段處於外殼內，這樣更利於節省空間。作為優選，所述的支撐架底部設有與導軌配合的輪子，以便於實現支撐架的滑動。作為優選，所述的外殼內設有固定座，固定座頂部帶有開口，導向塊的側壁帶有與開口邊緣配合的豎直導向槽，這樣可以使導向塊上下滑動，便於調整與調整絲槓的同心度。 導向塊帶有偏心孔，該偏心孔內壁帶有所述的內螺紋。所述的支撐架底部設有帶通孔的固定架，調整絲槓中部穿入該通孔，通孔兩側設有用於限制調整絲槓軸向運動的限位部件，如螺母，僅允許調整絲槓相對固定架轉動，在調整絲槓軸線運動時會帶動固定架繼而帶動支撐架運動。為了實現所述的第一接頭與第二接頭之間插接配合，並且實現第一接頭與第二接頭分離時自動封閉，作為優選，所述的第一接頭為管狀結構，管狀結構內設有用於封閉第一接頭內腔的第一伸縮閥芯；所述的第二接頭包括連接管，該連接管的開口部位用於容納所述的第一接頭，且與所述的第一接頭密封配合，連接管中設有用於封閉連接管內腔的第二伸縮閥芯，第一接頭插入第二接頭時，所述的第一伸縮閥芯和第二伸縮閥芯相互頂緊，使第一接頭以及連接管內腔開放且連通；貫穿所述的固定板且與固定板間隙配合的外套管，所述的連接管嵌套在該外套管內部，連接管外壁和外套管內壁之間為間隙配合，且設有用於保持連接管和外套管相對角度的彈性部件；固定在所述的外套管外緣的浮動盤，浮動盤帶有安裝孔，該浮動盤和所述的固定板表面間隙配合，且完全覆蓋固定板與外套管之間的間隙；用於將所述的浮動盤限定在所述的固定板表面的固定件，所述的固定件位於浮動盤的安裝孔中，該固定件與安裝孔內壁間隙配合。作為優選，所述的連接管的開口部位內壁設有環形槽，該環形槽內設有密封圈，該密封圈與所述的第一接頭的外壁密封配合。作為優選，所述的固定件包括支撐筒以及穿入該支撐筒的用於將支撐筒固定在固定板表面的螺釘。所述的支撐筒外壁與浮動盤的安裝孔內壁間隙配合(即實現所述的固定件與安裝孔內壁間隙配合)，所述的支撐筒帶有限定安裝孔邊緣部位的外翻邊，浮動盤位於該外翻邊和固定板之間且為間隙配合(即所述的浮動盤和所述的固定板表面間隙配合)。作為優選，所述的連接管和外套管之間的彈性部件為繞置在連接管和外套管之間的彈簧，由於連接管外壁和外套管內壁之間為間隙配合，因此彈簧可以保持連接管和外套管相對角度，連接管受力時可相對於外套管偏轉，但一旦外力撤銷，在彈簧的作用下，會恢復和外套管的相對角度，一般兩者同軸布置。所述的連接管外壁和外套管內壁帶有用於限定彈性部件兩端的臺階結構，所述的彈性部件被壓緊在這兩個臺階結構之間。為了保持所述的彈性部件的預緊力，所述的連接管尾部(背向第一接頭的一端) 穿出外套管，且帶有外螺紋，該外螺紋部位安裝有用於阻擋外套管的緊固螺母，通過緊固螺母推動外套管，壓緊彈性部件。作為優選，所述的第一接頭的開口處(朝向第二接頭的一端)帶有內翻邊結構，所述的第一伸縮閥芯包括固定在第一接頭內腔中的帶有通孔和過水孔的第一擋板；具有錐形的頭部和杆狀的尾部的第一閥芯，所述的尾部插入所述的第一擋板的通孔中，所述的頭部的錐面與第一接頭的內翻邊接觸密封；套在所述的第一閥芯的尾部的第一彈性部件，第一彈性部件的兩端分別頂緊所述的第一擋板和所述的第一閥芯的頭部。第一伸縮閥芯中，為了保證頭部的錐面與第一接頭的內翻邊的密封效果，作為優選，所述的頭部的錐面上設有環形的第一密封圈，該第一密封圈與第一接頭的內翻邊接觸密封。第一彈性部件可對第一閥芯的頭部施力使其頂緊第一接頭的內翻邊實現密封，當第一閥芯的頭部收到來自外部的推力時，與內翻邊分離，水可以經由第一擋板的過水孔流出第一接頭的開口處。所述的第二接頭中的連接管內部具有類似的結構，所述的連接管的內腔中設有環形臺階，所述的第二伸縮閥芯包括固定在連接管內腔中的帶有通孔和過水孔的第二擋板；具有錐形的頭部和杆狀的尾部的第二閥芯，所述的尾部插入所述的第二擋板的通孔中，所述的頭部的錐面與所述的環形臺階接觸密封；套在所述的第二閥芯的尾部的第二彈性部件，第二彈性部件的兩端分別頂緊所述的第二擋板和所述的第二閥芯的頭部。第二伸縮閥芯中，為了保證頭部的錐面與所述的環形臺階的密封效果，作為優選， 所述的頭部的錐面上設有環形的第二密封圈，該第二密封圈與所述的環形臺階接觸密封。 第二彈性部件可對第二閥芯的頭部施力使其頂緊所述的環形臺階實現密封，當第二閥芯的頭部收到來自外部的推力時，與環形臺階分離，水可以經由第二接頭的開口處流過第二擋板的過水孔。為了保持第一閥芯以及第二閥芯的尾部的穩定，在所述的第一擋板和第二擋板的通孔部位分別設有輔助固定套，進一步保證第一閥芯和第二閥芯運動時的穩定性。本發明中，當第一接頭和第二接頭插接配合時，第一閥芯和第二閥芯的頭部相互擠壓使第一接頭和第二接頭的內腔開放且連通，第一接頭脫離第二接頭時第一閥芯和第二
6閥芯在各自的彈性部件的作用下復位，重新封閉內腔。另外由於浮動盤和所述的固定板表面間隙配合且所述的固定板與外套管間隙配合，可以使浮動盤帶動整個第二接頭相對於固定板而運動，便於第一接頭和第二接頭插接配合時同心度調整。連接管外壁和外套管內壁之間為間隙配合，可以使連接管適當擺動以補償角度誤差。在多處連接部位採用密封圈實施密封，且閥芯具有自密封性，很好的解決了水路洩漏的問題，防止了危險的發生。本發明礦用隔爆變頻調速裝置將變頻器(除濾波電容外)、支撐架以及冷卻裝置組成模塊化機芯，通過電路和冷卻水管的插接配合實現了與殼體內電路以及冷卻水管的快速連接，使模塊化機芯更加方便拆裝，提高維護效率。
圖1為本發明一種礦用隔爆變頻調速裝置的內部結構示意圖；圖2為外殼內的導向塊以及支撐架上的調整絲槓的結構示意圖。圖3為圖1中水路連接部位的立體結構示意圖；圖4為第一接頭的剖面示意圖；圖5為第二接頭的剖面示意圖；圖6為第一接頭和第二接頭插接後的剖面示意圖；圖7為第二接頭中浮動盤的安裝孔部位的剖面示意圖；圖8為圖7中的浮動盤相對於固定板發生位移時的剖面示意圖。
具體實施例方式參見圖1，本發明一種礦用隔爆變頻調速裝置，包括外殼，外殼內設有導軌3，設有與該導軌3滑動配合的支撐架2。變頻器包括整流器、平波迴路、逆變器和控制電路，變頻器為電壓型變頻器，其平波迴路中的濾波電容固定安裝在外殼內，而變頻器的其餘電路元件均安裝在支撐架2上。變頻器與固定安裝在外殼內的電路部分通過插接件進行電路連接，圖中可見插接部位5。支撐架2上設有水冷裝置(圖中未標示)，外殼內設有冷卻水管，該冷卻水管與水冷裝置中的水管路插接成冷卻水迴路，其中水冷裝置中的水管路端頭部位連接有第一接頭，外殼內的冷卻水管端頭部位連接有第二接頭，所述的第一接頭和第二接頭插接配合，第二接頭安裝在外殼內的固定板1上，圖1中可見水路連接部位4。作為優選，導軌3包括固定在外殼內的固定段和與該固定段鉸接的活動段(圖中省略了活動段)，兩者鉸接的部位臨近外殼的開口部位。當需要取出外殼內的支撐架2時， 翻轉活動段，活動段與固定段基本呈直線狀態，支撐架2依次沿固定段和活動段劃出外殼， 更便於操作，當支撐架2推入外殼就位後，翻起活動段，使活動段處於外殼內，這樣更利於節省空間。支撐架2底部設有與導軌3配合的輪子，以便於實現支撐架2的滑動。參見圖2，為了實現支撐架2的精確就位，外殼內設有帶內螺紋的導向塊35，支撐架2上設有與該導向塊35螺紋配合的調整絲槓32，且調整絲槓32沿導軌3的長度方向布置。轉動調整絲槓32時，可以帶動支撐架2沿導軌3滑動。圖中可見，外殼內設有固定座33，固定座33頂部帶有開口，導向塊35的側壁帶有與開口邊緣配合的豎直導向槽34，這樣可以使導向塊35上下滑動，便於調整與調整絲槓32 的同心度。導向塊35帶有偏心孔，該偏心孔內壁帶有所述的內螺紋。支撐架2底部設有帶通孔的固定架31，調整絲槓32中部穿入該通孔，通孔兩側設有用於限制調整絲槓32軸向運動的限位部件，如螺母，僅允許調整絲槓32相對固定架31 轉動，在調整絲槓32軸線運動時會帶動固定架31繼而帶動支撐架2運動。參見附圖3 5，圖1中的水路連接部位4，包括用與兩個待連接管路端頭(管路 45的端頭和管路46的端頭)連接第一接頭41和第二接頭42，其中第二接頭42安裝在固定板1上，第一接頭41與第二接頭42之間插接配合。第一接頭41為管狀結構，內設有用於封閉第一接頭內腔的第一伸縮閥芯；第一接頭41的開口處(朝向第二接頭的一端)帶有內翻邊結構，第一伸縮閥芯包括固定在第一接頭41內腔中的帶有通孔和過水孔的第一擋板414 ；具有錐形的頭部和杆狀的尾部的第一閥芯411，其尾部插入第一擋板414的通孔中，為了保持尾部的穩定，在第一擋板的通孔部位設有輔助固定套415，進一步保證第一閥芯411運動時的穩定性，頭部的錐面設有環形的第一密封圈412，第一密封圈412與第一接頭41的內翻邊接觸密封；套在第一閥芯411的尾部的第一彈性部件413，具體採用彈簧，第一彈性部件413 的兩端分別頂緊第一擋板414和第一閥芯411的頭部。第二接頭42包括連接管424，該連接管424的開口部位用於容納第一接頭41，開口部位內壁設有環形槽，該環形槽內設有密封圈421，該密封圈421與第一接頭41的外壁密封配合，連接管 424中設有用於封閉連接管424內腔的第二伸縮閥芯；貫穿固定板1且與固定板1間隙配合的外套管422，連接管似4嵌套在該外套管 422內部，連接管似4外壁和外套管422內壁之間為間隙配合，且設有用於保持連接管似4 和外套管422相對角度的彈性部件，可以使連接管4M適當擺動以補償角度誤差；固定在外套管422外緣的浮動盤43，浮動盤43帶有安裝孔，該浮動盤43和固定板 1表面間隙配合，且完全覆蓋固定板1與外套管422之間的間隙，以防止洩露；用於將浮動盤43限定在固定板1表面的固定件，參見圖7、圖8，固定件包括支撐筒47以及穿入該支撐筒47的用於將支撐筒47固定在固定板1表面的螺釘44。支撐筒47 外壁與浮動盤43的安裝孔內壁間隙配合，帶有間隙48，支撐筒47帶有限定安裝孔邊緣部位的外翻邊，浮動盤43位於該外翻邊和固定板1之間且為間隙配合。連接管4M和外套管422之間的彈性部件為繞置在連接管4M和外套管422之間的彈簧423，由於連接管4M和外套管422之間為間隙配合，因此彈簧423可以保持連接管 424和外套管422相對角度，連接管似4受力時可相對於外套管422偏轉，但一旦外力撤銷， 在彈簧423的作用下，會恢復和外套管422的相對角度。連接管4M外壁和外套管422內壁帶有用於限定彈簧423兩端的臺階結構，彈簧 423被壓緊在這兩個臺階結構之間。連接管似4尾部(背向第一接頭41的一端)穿出外套管422，且帶有外螺紋，該外螺紋部位安裝有用於阻擋外套管422的緊固螺母425，通過緊固螺母425推動外套管422， 壓緊彈簧423。
連接管424的內腔中設有環形臺階，第二伸縮閥芯包括固定在連接管424內腔中的帶有通孔和過水孔的第二擋板426 ；具有錐形的頭部和杆狀的尾部的第二閥芯427，第二閥芯427尾部插入第二擋板 426的通孔中，頭部的錐面設有環形的第二密封圈，第二密封圈與環形臺階接觸密封；套在第二閥芯427的尾部的第二彈性部件428，具體採用彈簧，第二彈性部件4 的兩端分別頂緊第二擋板似6和第二閥芯427的頭部。參見圖6，當連接有管路45的第一接頭41和連接有管路46的第二接頭42插接配合時，第一接頭41插入第二接頭42的連接管內腔，且通過密封圈密封，第一閥芯411和第二閥芯427的頭部相互擠壓，使第一閥芯411的頭部脫離第一接頭41的內翻邊，而第二閥芯427的頭部脫離環形臺階，使第一接頭41和第二接頭42的內腔開放且連通，即具有自密封性，很好的解決了水路洩漏的問題，防止了危險的發生。參見圖7、圖8，由於浮動盤43和固定板1表面間隙配合且固定板1與外套管間隙配合，可以使浮動盤43帶動整個第二接頭相對於固定板1而運動，便於第一接頭和第二接頭插接配合時同心度調整。對比圖7、圖8可見浮動盤43向下移動後，間隙48的變化情況。本發明礦用隔爆變頻調速裝置中，外殼內的支撐架連同變頻器和冷卻裝置可沿導軌滑動抽出外殼或推入外殼內就位，這樣便於變頻器的維護和部件更換。
權利要求
1.一種便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，包括外殼和變頻器，所述的變頻器包括整流器、平波迴路、逆變器和控制電路，其特徵在於，所述的外殼內設有導軌，設有與該導軌滑動配合的支撐架，所述的變頻器為電壓型變頻器，其平波迴路中的濾波電容固定安裝在所述的外殼內，而變頻器的其餘電路元件均安裝在所述的支撐架上，所述的變頻器與固定安裝在外殼內的電路部分通過插接件進行電路連接；所述的支撐架上設有水冷裝置，所述的外殼內設有冷卻水管，該冷卻水管與所述的水冷裝置中的水管路插接成冷卻水迴路，其中水冷裝置中的水管路端頭部位連接有第一接頭，外殼內的冷卻水管端頭部位連接有第二接頭，所述的第一接頭和第二接頭插接配合，且所述的第二接頭安裝在外殼內的固定板上。
2.如權利要求1所述的便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，其特徵在於，所述的外殼內固定有帶內螺紋的導向塊，所述的支撐架上設有與該導向塊螺紋配合的調整絲槓，且該調整絲槓沿所述的導軌的長度方向布置。
3.如權利要求2所述的便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，其特徵在於，所述的導軌包括固定在外殼內的固定段和與該固定段鉸接的活動段，兩者鉸接的部位臨近外殼的開口部位。
4.如權利要求3所述的便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，其特徵在於，所述的外殼內設有固定座，固定座頂部帶有開口，導向塊的側壁帶有與開口邊緣配合的豎直導向槽。
5.如權利要求4所述的便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，其特徵在於，所述的導向塊帶有偏心孔，該偏心孔內壁帶有所述的內螺紋。
6.如權利要求5所述的便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，其特徵在於，所述的支撐架底部設有帶通孔的固定架，調整絲槓中部穿入該通孔，通孔兩側設有用於限制調整絲槓軸向運動的限位部件。
7.如權利要求1 6任一項所述的便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，其特徵在於，所述的第一接頭為管狀結構，管狀結構內設有用於封閉第一接頭內腔的第一伸縮閥芯；所述的第二接頭包括連接管，該連接管的開口部位用於容納所述的第一接頭，且與所述的第一接頭密封配合，連接管中設有用於封閉連接管內腔的第二伸縮閥芯，第一接頭插入第二接頭時，所述的第一伸縮閥芯和第二伸縮閥芯相互頂緊，使第一接頭以及連接管內腔開放且連通；貫穿所述的固定板且與固定板間隙配合的外套管，所述的連接管嵌套在該外套管內部，連接管外壁和外套管內壁之間為間隙配合，且設有用於保持連接管和外套管相對角度的彈性部件；固定在所述的外套管外緣的浮動盤，浮動盤帶有安裝孔，該浮動盤和所述的固定板表面間隙配合，且完全覆蓋固定板與外套管之間的間隙；用於將所述的浮動盤限定在所述的固定板表面的固定件，所述的固定件位於浮動盤的安裝孔中，該固定件與安裝孔內壁間隙配合。
8.如權利要求7所述的便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，其特徵在於，所述的固定件包括支撐筒以及穿入該支撐筒的用於將支撐筒固定在固定板表面的螺釘，所述的支撐筒外壁與浮動盤的安裝孔內壁間隙配合，所述的支撐筒帶有限定安裝孔邊緣部位的外翻邊， 浮動盤位於該外翻邊和固定板之間且為間隙配合。
9.如權利要求8所述的便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，其特徵在於，所述的第一接頭的開口處帶有內翻邊結構，所述的第一伸縮閥芯包括固定在第一接頭內腔中的帶有通孔和過水孔的第一擋板；具有錐形的頭部和杆狀的尾部的第一閥芯，所述的尾部插入所述的第一擋板的通孔中，所述的頭部的錐面與第一接頭的內翻邊接觸密封；套在所述的第一閥芯的尾部的第一彈性部件，第一彈性部件的兩端分別頂緊所述的第一擋板和所述的第一閥芯的頭部。
10.如權利要求9所述的便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，其特徵在於，所述的連接管的內腔中設有環形臺階，所述的第二伸縮閥芯包括固定在連接管內腔中的帶有通孔和過水孔的第二擋板；具有錐形的頭部和杆狀的尾部的第二閥芯，所述的尾部插入所述的第二擋板的通孔中，所述的頭部的錐面與所述的環形臺階接觸密封；套在所述的第二閥芯的尾部的第二彈性部件，第二彈性部件的兩端分別頂緊所述的第二擋板和所述的第二閥芯的頭部。
全文摘要
本發明公開了一種便於維護的礦用隔爆變頻調速裝置，包括外殼和變頻器，所述的外殼內設有導軌，設有與該導軌滑動配合的支撐架，所述的變頻器為電壓型變頻器，其平波迴路中的濾波電容固定安裝在所述的外殼內，而變頻器的其餘電路元件均安裝在所述的支撐架上，所述的變頻器與固定安裝在外殼內的電路部分通過插接件進行電路連接；所述的支撐架上設有水冷裝置，所述的外殼內設有冷卻水管，該冷卻水管與所述的水冷裝置中的水管路插接成冷卻水迴路。本發明礦用隔爆變頻調速裝置將變頻器、支撐架以及冷卻裝置組成模塊化機芯，通過電路和冷卻水管的插接配合實現了與殼體內電路以及冷卻水管的快速連接，提高維護效率。
文檔編號H02M1/00GK102437715SQ20111043294
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者劉鋒, 張領強, 房洪柱, 李建宗 申請人:天津華寧電子有限公司