1000kw/1140v礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置的製作方法

2023-05-29 13:00:11

專利名稱：1000kw/1140v礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種12脈衝供電變頻裝置，具體地說，涉及一種電壓等級為1140V、功率達IOOOkW的礦用隔爆兼本質安全型交流變頻器。
背景技術：
近幾年來，我國在防爆電機方面作了大量的研究工作，比如提高電機的電壓等級、 提高功率。目前500kW以上的防爆電機需求量日益增多，解決礦用大功率防爆電機的調速問題已迫在眉睫。目前，大功率隔爆變頻調速裝置主要存在以下幾點不足1.諧波問題。這是目前大多數變頻器存在的問題，尤其在大功率變頻調速中更為突出。變頻器的輸出電壓中含有除基波以外的其他諧波。較低次諧波通常對電機負載影響較大，引起轉矩脈動，而較高的諧波又使變頻器輸出電纜的漏電流增加，使電機出力不足。諧波會汙染電網，殃及同一電網上的其它用電設備，甚至影響電力系統的正常運行；諧波也會干擾通訊和控制系統，嚴重時會使通訊中斷、系統癱瘓；諧波電流還會使電動機損耗增加，因而發熱增加，效率及功率因數下降，以至不得不「降額」使用。2、電抗器發熱問題。電抗器的作用是在電動狀態下起儲能作用，形成正弦電流波形。在回饋狀態下，起濾波作用，濾掉電流波形的高頻成分。在電機啟動時，變頻器的輸入電流很大，用電抗器限制電流，此時電壓加在電抗器上很多，於是就會產生很大熱量。電抗器發熱嚴重會使得變頻器腔體內的溫度升高，當其它器件長期工作於高溫環境中，會降低使用壽命，甚至造成器件損壞。3、變頻器容量有限。1140V電壓等級的礦用變頻器容量最大做到630kW，不能滿足大功率採煤設備升容的需求。隨著IOOOkW隔爆電動機的廣泛應用，IOOOkW防爆變頻器亟待研製。

發明內容
本發明針對現有大功率變頻調速系統的現狀與不足，為降低諧波影響，同時又符合防爆安全要求，保證大功率輸出情況下的功率器件可靠散熱，提供了一種控制精度高、容量大、散熱可靠、諧波含量低的十二脈衝整流供電變頻裝置。本發明的技術方案為一種1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，包括濾波單元、整流單元、逆變單元和輔助電路，所述的濾波單元包括輸入濾波單元和中間濾波單元，輸入濾波單元為進線電抗器，中間濾波單元為電容濾波單元；整流單元為六脈衝整流橋；逆變單元為IGBT逆變模塊；兩組相位差為30°的1140V、50Hz三相交流電源分別經一路由進線電抗器、隔離開關、真空接觸器、六脈衝整流橋串聯的電路整流成直流，兩路直流並聯後經過中間濾波單元，然後再經過IGBT逆變模塊，將直流電逆變成頻率可調的交流 H1^ ο優選的是所述的隔離開關和真空接觸器之間設置有熔斷器。優選的是所述的真空接觸器兩端並接有充電單元。
優選的是所述的熔斷器與真空接觸器之間設置有控制電源，交流直流轉換單元進行二次側供電。優選的是所述的真空接觸器和六脈衝整流橋之間連接有過壓保護單元。優選的是所述的中間濾波單元連接有放電模塊。優選的是所述的輔助電路包括主控器與主控器相接的顯示設定單元、外部控制輸入單元、對外信號輸出單元、鍵盤、漏電檢測單元和觸發分配板；其中，觸發分配板與濾波單元和逆變電路相接，漏電檢測單元檢測逆變電路的輸出端。優選的是所述的逆變電路的輸出端連接有電動機，輔助電路設置有溫度檢測單元，檢測電動機的溫度，並將信號傳送給觸發分配板。優選的是所述的進線電抗器與變頻裝置分箱體單獨放置，並設置有水冷散熱裝置。優選的是所述的整流單元至逆變單元的母排採用複合母線結構。本發明的有益效果為本發明主電路採用交-直-交電壓源型變頻器結構，採用十二脈衝整流方式，可得的到平滑的直流電壓，大幅度地減小諧波對電網的影響，淨化電網環境；同時能控制無功電流的消耗。電抗器的獨立腔室，保證了散熱效果，避免器件受其影響發熱造成的損失。將礦用隔爆變頻器容量擴增至IOOOkW,實現電動機變頻調速功率等級的提升，為礦用設備的節能降耗做貢獻。為獲得大功率可變的供電電源，採用2組 500kW/1140V整流裝置並聯運行。其前級供電設備為移動變電站，變電站的二個次級繞組之間有30°電角相移，進線側形成12脈衝配置，可減小低次諧波電流觀％。


附圖1為本發明原理圖；附圖2為十二脈衝整流的原理示意具體實施例方式下面結合

本發明的
具體實施例方式一種1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，包括濾波單元、整流單元、 逆變單元和輔助電路，所述的濾波單元包括輸入濾波單元和中間濾波單元，輸入濾波單元為進線電抗器1，從外部增加變頻器供電電源的內阻抗，中間濾波單元為電容濾波單元6 ； 整流單元為六脈衝整流橋5 ；逆變單元為IGBT逆變模塊7，簡化了電路結構，降低了控制複雜性，提高了電路的可靠性和效率；將^fineon大功率模塊驅動技術與ABB變頻控制技術進行完美搭接，實現功率等級的提升；兩組相位差為30°的1140V、50Hz三相交流電源分別經一路由進線電抗器1、隔離開關2、真空接觸器4、六脈衝整流橋5串聯的電路整流成直流， 兩路直流並聯後經過中間濾波單元，然後再經過IGBT逆變模塊7，將直流電逆變成頻率可調的交流電。所述的隔離開關2和真空接觸器4之間設置有熔斷器3。所述的真空接觸器 4兩端並接有充電單元。所述的熔斷器3與真空接觸器4之間設置有控制電源，交流直流轉換單元進行二次側供電。所述的真空接觸器4和六脈衝整流橋5之間連接有過壓保護單元。所述的中間濾波單元連接有放電模塊。所述的輔助電路包括主控器與主控器相接的顯示設定單元、外部控制輸入單元、對外信號輸出單元、鍵盤、漏電檢測單元和觸發分配板；其中，觸發分配板與濾波單元和逆變電路相接，漏電檢測單元檢測逆變電路的輸出端。所述的逆變電路的輸出端連接有電動機，輔助電路設置有溫度檢測單元，檢測電動機的溫度，並將信號傳送給觸發分配板。所述的進線電抗器與變頻裝置分箱體單獨放置，並設置有水冷散熱裝置，避免因電抗器發熱使變頻器箱體內部溫度升高，影響變頻器的使用壽命，採用水冷方式，設計多水道水冷板結構，解決大功率器件的散熱問題，具備外循環水水溫監控及自動補水熱交換功能。所述的整流單元至逆變單元的母排採用複合母線結構，有效的降低寄生電感，減少功率單元開通關斷過程中產生的尖峰電壓和空間電磁輻射。各個功能單元採用模塊化結構設計，模塊外部採用快速接插件進行電氣連接，易於更換和維護；通過內部編程補償設置，將變頻器至電機的輸出電纜長度增加到550米解決長電纜情況下變頻器至電機輸出波形畸變問題，改善輸出波形；採用CAN總線通信與光纖通信轉接技術，多臺變頻動態功率平衡的DTC控制距離由2. 5km延長至8. 7km。以上所舉實施例僅用為方便舉例說明本發明，在本發明所述技術方案範疇，所屬技術領域的技術人員所作各種簡單變形與修飾，均應包含在以上申請專利範圍中。
權利要求
1.一種1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，包括濾波單元、整流單元、逆變單元和輔助電路，其特徵在於所述的濾波單元包括輸入濾波單元和中間濾波單元，輸入濾波單元為進線電抗器，中間濾波單元為電容濾波單元；整流單元為六脈衝整流橋；逆變單元為IGBT逆變模塊；兩組相位差為30°的1140V、50Hz三相交流電源分別經一路由進線電抗器、隔離開關、真空接觸器、六脈衝整流橋串聯的電路整流成直流，兩路直流並聯後經過中間濾波單元，然後再經過IGBT逆變模塊，將直流電逆變成頻率可調的交流電。
2.如權利要求1所述的1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，其特徵在於 所述的隔離開關和真空接觸器之間設置有熔斷器。
3.如權利要求1所述的1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，其特徵在於 所述的真空接觸器兩端並接有充電單元。
4.如權利要求2所述的1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，其特徵在於 所述的熔斷器與真空接觸器之間設置有控制電源，交流直流轉換單元進行二次側供電。
5.如權利要求1所述的1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，其特徵在於 所述的真空接觸器和六脈衝整流橋之間連接有過壓保護單元。
6.如權利要求1所述的1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，其特徵在於 所述的中間濾波單元連接有放電模塊。
7.如權利要求1-6任意一項所述的1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，其特徵在於所述的輔助電路包括主控器與主控器相接的顯示設定單元、外部控制輸入單元、 對外信號輸出單元、鍵盤、漏電檢測單元和觸發分配板；其中，觸發分配板與濾波單元和逆變電路相接，漏電檢測單元檢測逆變電路的輸出端。
8.如權利要求7所述的1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，其特徵在於 所述的逆變電路的輸出端連接有電動機，輔助電路設置有溫度檢測單元，檢測電動機的溫度，並將信號傳送給觸發分配板。
9.如權利要求8所述的1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，其特徵在於 所述的進線電抗器與變頻裝置分箱體單獨放置，並設置有水冷散熱裝置。
10.如權利要求8所述的1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，其特徵在於 所述的整流單元至逆變單元的母排採用複合母線結構。
全文摘要
本發明涉及一種1000KW/1140V礦用隔爆十二脈衝供電變頻裝置，包括濾波單元、整流單元、逆變單元和輔助電路，所述的濾波單元包括輸入濾波單元和中間濾波單元，輸入濾波單元為進線電抗器，中間濾波單元為電容濾波單元；整流單元為六脈衝整流橋；逆變單元為IGBT逆變模塊；兩組相位差為30°的1140V、50Hz三相交流電源分別經一路由進線電抗器、隔離開關、真空接觸器、六脈衝整流橋串聯的電路整流成直流，兩路直流並聯後經過中間濾波單元，然後再經過IGBT逆變模塊，將直流電逆變成頻率可調的交流電。本發明主電路採用交-直-交電壓源型變頻器結構，採用十二脈衝整流方式，可得的到平滑的直流電壓，大幅度地減小諧波對電網的影響，淨化電網環境；同時能控制無功電流的消耗。
文檔編號H02M5/458GK102403915SQ20111036040
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者杜愛娟, 沈宜敏, 王麗玲, 謝永昌, 馬付黔 申請人:青島天信電氣有限公司