[實用新型]一種礦用大功率三電平變頻調速裝置

無效

• 申請號: 200920214805.0
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN201656911U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 韓菊娣;王印廣;周正沖
• 申請（專利權）人: 上海地澳自動化科技有限公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02M1/14
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本實用新型涉及一種變頻調速裝置，尤其是一種礦用大功率三電平變頻調速裝置?

背景技術

由于礦用變頻器不僅能解決大功率電機高精度的轉矩控制，實現大功率電機的軟起、軟停和過程控制，多機聯動時的功率平衡，同時在四象限運行時能實現再生制動和能量回饋、節能減排、凈化環境，提高生產安全性和延長設備使用壽命諸方面均有積極作用。因此，隨著我國煤炭生產自動化程度的不斷提高，礦用變頻器在煤礦井下采、掘、運等機械設備和井上通、壓、排、提等四大件的調速應用中發揮了良好的調速性能和節能降耗作用。為此，表明礦用變頻器在煤礦井下已得到廣泛的應用。?

然而，現在普遍采用的礦用變頻器為二電平控制結構，調制方式采用正弦波脈寬調制，所用的IGBT器件，經過交-直-交變換后，變頻器輸出已不是完全的正弦波，存在著高次諧波，即此種變頻器因二電平控制結構，其整流輸出為六脈波，故輸入側除3次、5次諧波被抑制外，其7次以上諧波仍對電網干繞很大，甚至干擾煤礦井下安全生產監測監控系統的正常工作。?

因此，如何既消除煤礦井下功率器件供電裝置產生的諧波干擾問題，同時又能保證煤礦井下供電系統的使用安全性，就成為相關行業技術人員需要努力設法解決的一個實際課題。?

實用新型內容

本實用新型發明的目的：旨在提出一種礦用大功率三電平變頻調速裝置，克服現有“二電平控制系統”的缺陷。?

這種礦用大功率三電平變頻調速裝置，包括主回路電源檢測電路、控制電源和正弦波濾波器，控制電源由整流單元和逆變單元及輸出正弦波濾波器組成，其特征在于：整流單元與隔爆型變壓器輸入與逆變單元輸出的中心點零位同時經一高阻值的電阻直接接地。?

采用以上技術方案提出的這種礦用大功率三電平變頻調速裝置，可達到十二脈波效果，既克服了目前普遍使用的二電平系統裝置存在的缺陷和不足，同時又可使三電平變頻器的工作性能完全符合國家《煤礦安全規程》中的相關規定，達到保證設備和人員兩安全的目的。?

附圖說明

附圖為本實用新型的地裝置的電路結構圖。?

圖中：1-主回路電源檢測電路??2-控制電源??2-1整流單元??2-2逆變單元??3-正弦波濾波器?

具體實施方式

如圖所示的這種礦用大功率三電平變頻調速裝置，它是對目前廣泛使用的二電平控制裝置的一種改進。這種三電平控制裝置，包括主回路電源檢測電路1、正弦波濾波器3、控制電源2，控制電源由整流單元2-1和逆變單元2-2組成，其特征在于：整流單元2-1與隔爆型變壓器輸入與輸出的中心點零位同時經一高阻值分電路直接接地。?

根據以上技術方案提出的這種技術方案，既繼承了“兩電平控制”的優?點，又克服了它使用中存在的一些缺陷。其解決方案是：?

1)將隔爆型變壓器三繞組采用DYN11型式，其輸入與輸出的中性點經一高阻值電阻后接地，阻值滿足《煤礦安全》規程規定的和GB3836.1～2-2000的要求；?

2)礦用隔爆兼本質安全型三電平變頻調速裝置的整流輸入，由三繞組變壓器的二次輸出繞組分別接入一組三相橋式二極管整流器，形成十二脈波的多重化輸入方式，兩組整流電路相串聯，并且整流橋的中性點與中間環節的電容的中性點相連，這樣直流環節的兩組串聯電容各分別由變壓器的二次繞組(及其整流橋)供電，所以不存在中點電壓飄移的問題。這樣做既保證了三電平變頻器的可靠工作，又保證了煤礦生產和人員安全。?

由于三電平變頻器相對于傳統二電平而言，它可以使主開關器件的電壓降低一半。由于其輸出多了一個電平，就可以使du/dt降低一半，從而使輸出電壓諧波減小，電動機的溫度大大降低，所有這些優點，特別適合于煤礦井下1140V以上大容量的調速系統。?

此外，三電平變頻器的整流電路為十二脈波整流電路，其輸入變壓器為三繞組，二次繞組采用D和Y接法，兩組二次繞組對應線電壓之間的相位差為π/6，從而使整流后的電壓波形具有十二個脈波，有效降低了整流器產生的諧波電流；若輸出側同時配置正弦波濾波器，則可以完全消除整流器產生的諧波。?

綜上所述，可以看出三電平式變頻器具有以下優點：?

1)結構簡單，體積小；?

2)與二電平相比，采用同樣電壓等級，器件可以實現2倍以上的電?壓輸出；?

3)降低電極的共模電壓；?

4)降低對電網的共模干擾；?

5)能方便地實現能量的雙向流動和電機的四象限運行；?

6)與兩電平相比，輸出du/dt降低一半；?