[發明專利]一種變頻一體機

在審

• 申請號: 202011282483.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112436683A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 宋承林;宋清江;孫即明;宮浩庭;殷紅順
• 申請（專利權）人: 青島中加特電氣股份有限公司
• 主分類號: H02K11/33
• 分類號: H02K11/33;H02K7/102;H02K5/20
• 代理公司: 北京維昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11804
• 代理人: 李波;孫新國

本發明公開了一種變頻一體機。該變頻一體機包括：變頻器，其用于將交流電進行頻率轉換并輸出；電機，其用于接收所述變頻器輸出的所述交流電，以便使得所述電機進行軟啟動并且驅動所述電機運轉；制動裝置，其連接于所述電機的軸伸端，并且用于在所述變頻一體機斷電時，將所述電機進行制動；以及控制器，其配置用于控制所述變頻器將交流電進行頻率轉換，并且用于控制所述制動裝置將所述電機進行制動。本發明的變頻一體機將變頻器、制動器和電機集成為一體，從而提高了不同系統間的兼容性和設備安裝空間的利用率，并且整合后的變頻一體機解決了電機軟啟動和電機制動的問題。

技術領域

本發明一般地涉及電機應用領域。更具體地，本發明涉及一種變頻一體機。

背景技術

目前，在煤礦、港口等工作場景中，經常使用電機來驅動皮帶進行貨物運輸。在電機的運行過程中，根據運輸貨物和應用場景的不同，有時需要改變電機的轉速。而現有的電機通常不具有改變轉速的功能，或者雖然可以改變電機轉速，但是采用不改變同步轉速的調速方法，例如采用斬波調速、串級調速以及應用電磁轉差離合器、液力耦合器、油膜離合器等進行調速。

當電機啟動過程中，需要進行軟啟動，以減小電機對皮帶及關聯機械結構件的沖擊。為實現電機軟啟動的運行方式，現有的解決方案通常在電機驅動軸伸端添加一個液力耦合器，或單獨匹配一個變頻器，或在電源與被控電機之間串接軟啟動器來實現軟啟動。但是，上述軟啟動的方案均存在一些缺點和不足之處。

首先，液力耦合器的啟動過程時間較短，因此會給皮帶帶來一定的沖擊從而降低了皮帶使用的壽命。其次，單獨匹配一個變頻器的解決方案，雖然可以滿足皮帶軟啟動的需求，但是獨立設計的變頻器和電機在配合使用的過程存在設備兼容性的問題。另一方面，將變頻器和電機這兩個設備分開設置并且獨立安裝，造成了設備的安裝空間較大，不利于井下等狹窄空間的作業需求。

另外，在利用軟啟動器進行軟啟動的方案中，通過微電腦控制其內部的晶閘管觸發導通來實現交流調壓，使電機輸入電壓從零開始，以預設的函數關系逐漸上升，直至起動結束，即實現了電機軟起動。在這個過程中，電機起動轉矩逐漸增加，導致轉速也逐漸增加，直到晶閘管全部導通。此時，電機工作在額定電壓的機械特性上，降低了啟動電流，從而實現電機平滑啟動。但是這種軟啟動方式不能調節電源頻率，不能從零壓、零頻啟動電機，因此不能實現零沖擊啟動。其次，這種軟啟動方式不能對電機進行調速。另外，軟啟動器在啟動電機之后退出系統，從而失去對電機的保護功能。

此外，電機在切除電源后依靠慣性還要轉動一段時間(或距離)才能停下來。而在生產中，貨物運輸往往需要進行準確定位或者要求立刻停止運動。這就要求在斷電時對電機進行制動，以便給電機一個與轉動方向相反的轉矩使其迅速停轉。現有的電機制動設備一般進行獨立安裝，并且需要提供獨立的供電設備及線路，因此造成電機和制動裝置結構不緊湊，整體體積較大。

發明內容

為了解決上述背景技術中的一個或多個問題，本發明提供了一種將變頻器、電機以及制動器配合使用的變頻一體機。該變頻一體機通過控制器控制變頻器的逆變單元，從而將三相交流電進行頻率轉換并向所述電機進行輸出，從而改變電機的轉速。另外，本發明的變頻一體機通過布置制動裝置，使得電機在斷電時，瞬間將電機的轉軸進行制動，從而使得電機驅動的皮帶輪瞬間停止運動。

具體地，本發明公開了一種變頻一體機。該變頻一體機包括：變頻器，其用于將交流電進行頻率轉換并輸出；電機，其用于接收所述變頻器輸出的所述交流電，以便使得所述電機進行軟啟動并且驅動所述電機運轉；制動裝置，其連接于所述電機的軸伸端，并且用于在所述變頻一體機斷電時，將所述電機進行制動；以及控制器，其配置用于控制所述變頻器將交流電進行頻率轉換，并且用于控制所述制動裝置將所述電機進行制動。

在一個實施例中，所述變頻器布置于所述變頻一體機的上部，所述電機和制動裝置布置于所述變頻一體機的下部，并且所述電機和制動裝置分別布置有獨立的底座。