[發明專利]一種四象限三電平防爆變頻器機芯裝置

有效

• 申請號: 202310076046.0
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116317616B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 王曉明;梁君坦;劉東;武凱洋;邱增驗;王益紅;季楨
• 申請（專利權）人: 泰安市泰山智誠自動化軟件有限公司;泰安眾誠自動化設備股份有限公司;泰安市眾誠自動化軟件有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/00;H02M7/483;H02M7/5395;H02M7/5387;H02M1/14;H02J13/00;H02P27/12;H02P27/08
• 代理公司: 山東辰華知識產權代理有限公司 37336
• 代理人: 霍英霞

本發明涉及電路控制技術領域，具體涉及一種四象限三電平防爆變頻器機芯裝置，包括冷回饋單元和逆變電源；回饋單元IGBT模塊的兩側邊均安設有分別與電容電連接的電容正極母排和電容負極母排，母排采用疊層母排。本裝置采用三電平矢量控制理論，解決了防爆電機低速時轉矩低以及重載啟動困難的問題，對負載響應快、轉速穩定，在對礦山拖動控制系統中能夠達到最優的控制效果。且使得變頻機芯在安裝空間上得到了合理的利用，進而有效解決了防爆機箱空間利用率低的問題，本裝置同時具有設計合理、體積小、裝配便捷及成本低等特點。

技術領域

本發明涉及電路控制技術領域，具體涉及一種四象限三電平防爆變頻器機芯裝置，帶有上述機芯裝置的防爆四象限變頻器，以及配置有上述變頻器的礦用井下移動變電站。

背景技術

煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐，是煤炭機械化發展的綜合階段，是煤炭生產力和生產方式革命的新方向，加快推薦智能化采煤工作面和智能化煤礦建設是我國煤炭工業新時期高質量發展的必然要求。

而變頻器更是煤礦智能化的重點要求，特別是在煤流系統智能化調速無人化系統關鍵技術中的應用。隨著井下智能工作面的要求，煤礦設備皮帶，架空乘人裝置，無極繩絞車的控制要求越來越高，而對于四象限變頻主要的機芯部分要求顯得尤為重要。煤礦現場存在電網功率因數低、電壓波動大，供電質量惡化，諧波污染嚴重，功率因數偏低，供電距離越遠，系統電壓損失越大，安裝體積小等需要問題。

現在智能化工作面，要去少人，無人化，能夠遠程監控，實時操作設備。這就要求了變頻器必須具有故障率低，控制性能快的要求。目前我國礦用變頻器，特別是四象限變頻器機芯普遍存在體積大，故障率高，維修不方便，元器件質量差，容易炸機等問題，嚴重影響了煤礦的智能化發展程度。

發明內容

本發明解決的技術問題在于一種四象限三電平防爆變頻器機芯裝置，本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種四象限三電平防爆變頻器機芯裝置，包括主控板，I/O板、輸入電抗器、輸入接觸器、充電電阻、濾波電容、疊層母排、回饋單元、逆變單元、鍵盤顯示鈑金部分。

所述I/O板連接主控板，并通過以太網進行通訊。所述主控板通過光纖通訊方式連接回饋單元和逆變單元，

輸入三相電源連接并進入輸入電抗器，經過輸入電抗器后，三相電源中的每一相分別通過開關和一個輸入接觸器和一個充電電阻連接，輸入接觸器和充電電阻后的電線匯合后進入回饋單元進行，回饋單元連接濾波電容和逆變單元，逆變單元連接電機。電網輸入的電源進入回饋單元經行整流之后又給逆變單元再輸出三相電給電機運行。

回饋單元與濾波電容相連接的部分設有疊層母排。變頻器回饋單元和濾波電源采用疊層母排連接，具有降低雜散電感，降低尖峰電壓保護IGBT的作用，且易于安裝，簡潔緊湊的設計，節省內部空間，使成本降低。

所述回饋單元和逆變單元由IGBT和驅動板構成，并接受主控板下達的驅動命令。

所述濾波電容為薄膜電容。薄膜電容具有無極性，絕緣阻抗很高，頻率特性優異(頻率響應寬廣)，而且介質損失很小等優點。所述薄膜電容由兩個串聯后再三組并聯。串聯電壓升高，容量不變。并聯電壓不變，容量升高，滿足變頻器濾波儲能作用。

進一步的，所述四象限三電平防爆變頻器機芯裝置運行命令方式為鍵盤控制，鍵盤能夠實時監測變頻器運行數據。

進一步的，IGBT與驅動板為直接連接方式，所述直接連接方式為螺栓或焊接固定，IGBT與驅動板之間不存在連接線。

進一步的，所述四象限三電平防爆變頻器機芯裝置的控制方式為速度開環矢量控制或速度閉環矢量控制。其中，采用速度開環控制的電機動態響應和精度不如閉環控制，可以根據不同的場合與控制要求選擇不同的控制方式。