CN102751851A - 用于爆炸性气体环境的变频器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于爆炸性气体环境的变频器，其包括有一防爆外壳，所述防爆外壳包括有一筒状结构的壳体，所述壳体的两端开口处各自设有一端盖法兰，所述端盖法兰上以可拆卸联接方式固定有一端盖，所述端盖与端盖法兰之间形成有隔爆面，所述壳体的顶部处形成有一主安装口，沿所述主安装口形成有一顶盖法兰，所述顶盖法兰上以可拆卸联接方式固定有一顶盖，所述顶盖与顶盖法兰之间形成有隔爆面。所公开的变频器具有良好散热性能且便于装配和维护。

Description

用于爆炸性气体环境的变频器

技术领域

本发明涉及一种变频器，尤其是指一种用于爆炸性气体环境的变频器。

背景技术

变频调速具有优良的调速性能和显著的节能效果，其越来越为广泛地应用于各种工控领域。在诸如矿山、石油等之类的爆炸性气体环境中，由于其工作环境的特殊性，要求所使用的变频器具备防爆性能（当然，对于其他的工作于此类环境的电气设备也有防爆性能的要求）。常见的用于爆炸性气体环境的变频器一般设有一防爆外壳，而将变频器器件装配于防爆外壳的主腔内部，该防爆外壳可承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，并同时阻止内部的爆炸向外部传播。现有的防爆外壳具有密封隔爆性能好、抗冲击力强的特点，但，同时也带来了散热效果不佳的缺陷，变频器工作时所产生的热量不易散发出去而积累于防爆外壳之内，导致防爆外部内部温度急剧上升，影响变频器的使用寿命和稳定性。此外，此类变频器基于需具备防爆性能的要求，其结构具有一定的特殊性，往往造成其存在着装配和维护不便的问题。

发明内容

本发明在于解决现有用于爆炸性气体环境的变频器所存在的散热性能较差且不便于装配的技术问题，提供一种具有良好散热性能且便于装配和维护的用于爆炸性气体环境的变频器。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：一种用于爆炸性气体环境的变频器，包括有一防爆外壳，所述防爆外壳包括有一筒状结构的壳体，所述壳体的两端开口处各自设有一端盖法兰，所述端盖法兰上以可拆卸联接方式固定有一端盖，所述端盖与端盖法兰之间形成有隔爆面，所述壳体的顶部处形成有一主安装口，沿所述主安装口形成有一顶盖法兰，所述顶盖法兰上以可拆卸联接方式固定有一顶盖，所述顶盖与顶盖法兰之间形成有隔爆面。

上述变频器中，所述壳体为圆筒状。

上述变频器中，所述顶盖法兰的前侧面中央处形成有一控制线引线结构，所述控制线引线结构包括有一形成于所述顶盖法兰上的控制线引线口及一盖覆于所述控制线引线口上的其上形成有引线孔的控制线引线法兰；所述壳体上位于所述主安装口的一端侧处形成有一供于变频器输入电缆线穿设的输入线引线结构，所述输入线引线结构包括有一形成于所述壳体上的输入线引线口及一覆盖于所述输入线引线口上的其上形成有引线孔的输入线引线法兰；所述壳体上位于所述主安装口的相对于所述输入线引线结构的另一端侧处形成有一供于变频器输出电缆线穿设的输出线引线结构，所述输出线引线结构包括有一形成于所述壳体上的输出线引线口及一覆盖于所述输出线引线口上的其上形成有引线孔的输出线引线法兰。

上述变频器中，所述输入线引线法兰、输出线引线法兰均位于所述顶盖法兰的侧向投影截面内。

上述变频器中，所述壳体内腔底部的中间处形成有一安装平台。

上述变频器中，所述壳体内腔位于所述安装平台之上的侧壁处设有至少二彼此相对的安装筋肋。

上述变频器中，所述壳体内腔的两端部各自在其侧壁处形成有二彼此相对的用于承载变频器器件的支撑筋肋。

上述变频器中，所述壳体底部的外表面形成有多个沿轴线方向的散热凸肋。

上述变频器中，所述顶盖法兰的两侧端面处各设置有一吊环，二吊环斜线相对，所述顶盖的两端部处各设置有一把手。

上述变频器中，所述端盖与端盖法兰之间及所述顶盖与顶盖法兰之间均使用螺栓进行联接。

本发明的有益技术效果在于：变频器的防爆外壳设计为筒状结构，故而可将变频器安装于风机流道扇区投影横截面中央处，并与风机电机保持在同一轴线上，藉由风机吹送出的风流对变频器进行风冷散热，很好地解决了隔爆型变频器所存在的散热、EMC干扰和隔爆的问题，而该防爆外壳的壳体形成两端开口和主安装口，端盖和顶盖均通过法兰联接而分别封盖于两端开口和主安装口，这样，可通过两端开口和主安装口装配和维护变频器器件，大大提高了变频器的可装配性和可维护性，便于工作人员对变频器进行装配和维护。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的俯视结构示意图。

图3是本发明的侧视结构示意图。

图4是本发明安装于风机的结构示意图。

图5是本发明的后视结构示意图。

图6是图5的B-B剖视图。

图7是图5的C-C剖视图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明所要解决的技术问题、技术方案和有益技术效果，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

本发明所公开的变频器主要应用于爆炸性气体环境（例如矿井）中所使用的大型流道式风机之上，参阅图1至图7所示，其包括有一防爆外壳10及装配于该防爆外壳10之内的变频器器件20。

该防爆外壳10包括有一筒状结构的壳体100，其可采用导热系数高、抗冲击性强的材料（如铸铁、铸铜或低碳钢）制成。该壳体100的两端开口处各自设有一端盖法兰101，于该端盖法兰101上以可拆卸联接方式固定有一端盖102，该端盖102与端盖法兰101之间形成有隔爆面103。于该壳体100的顶部处形成有一主安装口104，沿该主安装口104形成有一顶盖法兰105，于该顶盖法兰105上以可拆卸联接方式固定有一顶盖106，该顶盖106与顶盖法兰105之间形成有隔爆面107。在此实施例中，该主安装口104呈正投影为长方形的结构，其便于将诸如IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块、散热器等之类的变频器器件装配入该防爆外壳10之内，相应地，顶盖法兰105和顶盖106也设计为与之匹配的长方形结构。

优选地，端盖102与端盖法兰101之间、顶盖106与顶盖法兰105之间均使用螺栓进行联接，以实现端盖102、顶盖106的可拆卸联接。

在装配变频器时，可藉由该壳体100上所形成的两端开口和主安装口104而将变频器器件20装配至该壳体100内部的相应位置处，并在盖合顶盖106和端盖102后构成防爆外壳10；在维护变频器时，可打开顶盖106和/或端盖102，通过两端开口和/或主安装口104对其内的变频器器件20进行维护。这样，大大提高了变频器的可装配性和可维护性，便于工作人员对变频器进行装配和维护。

优选地，该壳体100设计为圆筒状。当其应用于风机时，根据流道式风机的结构特点，将变频器嵌设于风机流道扇区投影横截面中央处，并与风机电机保持在同一轴线上，与风机构成一整体而不影响流道内的通风效果，流道式风机吹送出的螺旋式直线推进的风流流经变频器的外表面，从而对变频器进行风冷散热，很好地解决了隔爆型变频器所存在的散热、EMC干扰和隔爆的问题。

参阅图1和图2，该顶盖法兰105的前侧面中央处形成有一控制线引线结构，该控制线引线结构包括有一形成于该顶盖法兰105上的控制线引线口（图中没有示出）及一盖覆于该控制线引线口上的其上形成有引线孔的控制线引线法兰108，变频器的控制电缆线穿过该控制线引线法兰108、控制线引线口而与防爆外壳10内部的变频器器件连接。该壳体100上位于该主安装口104的一端侧处形成有一输入线引线结构，该输入引线结构包括有一形成于该壳体100上的输入线引线口（图中没有示出）及一覆盖于该输入线引线口上的其上形成有引线孔的输入线引线法兰109，变频器的输入电缆线穿过输入线引线法兰109、输入线引线口而与防爆外壳10内部的变频器器件连接。该壳体上位于该主安装口104的相对于输入线引线结构的另一端侧处形成有一输出线引线结构，该输出线引线结构包括有一形成于该壳体100上的输出线引线口及一覆盖于该输出线引线口上的其上形成有引线孔的输出线引线法兰110，变频器的输出电缆线穿过输出线引线法兰110、输出线引线口而与防爆外壳10内部的变频器器件连接。采用如此结构，该变频器的输入电缆线、输出电缆线和控制电缆线分开有序，不会造成内部走线串绕，有利于提高变频器的电磁兼容性（Electro MagneticCompatibility；EMC）性能。

参阅图3，优选地，输入线引线法兰109、输出线引线法兰110均位于顶盖法兰105的侧向投影截面内，如此设计，当变频器配置于风机30时（图4所示），一者，可充分利用装配在风机30内的引出线套管300在利用投影截面有效占有的空间，减少阻风的空间，引出线套管300的作用主要为处理变频器与风机控制箱301之间的隔爆问题；二者，可将控制箱301设置在侧面处，便于工作人员的操作。

结合图5至图7，该壳体100内腔底部的中间处形成有一安装平台111，并可在内腔位于该安装平台111之上的侧壁处设有至少二彼此相对的安装筋肋112。将变频器器件20中的整流桥、散热器（IGBT模块则安装于散热器之上）安装于安装平台111之上，而电容模组、缓冲件则可通过支架固定在该安装平台111或安装筋肋112之上。

该壳体100内腔的两端部各自在其侧壁处形成有二彼此相对的支撑筋肋113，部分变频器器件20可置于二彼此相对的支撑筋肋113之上，这样，使得装配于该壳体100内腔两端部处的变频器器件20以可抽拉方式设置，便于装配和维护时的操作。在此实施例中，将变频器器件20中的输入滤波器设置于近输入线引线法兰109的二支撑筋肋113上，而将变频器器件20中的电抗器设置于近输出线引线法兰110的二支撑筋肋113上。

参阅图6和图7，该壳体100底部的外表面形成有多个沿轴线方向的散热凸肋114，通过散热凸肋114的设置，增大了体100的散热面积，从而有助于提高变频器的散热效果。

参阅图1和图2，该顶盖法兰105的两侧端面处各设置有一吊环115，二吊环115斜线相对，以供于吊挂安装变频器之用。

参阅图1，该顶盖106的两端部处各设置有一把手116，以供于工作人员提拿顶盖106之用，便于顶盖106的安装和拆卸。

以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于爆炸性气体环境的变频器，包括有一防爆外壳（10），其特征在于：所述防爆外壳（10）包括有一筒状结构的壳体（100），所述壳体（100）的两端开口处各自设有一端盖法兰（101），所述端盖法兰（101）上以可拆卸联接方式固定有一端盖（102），所述端盖（102）与端盖法兰（101）之间形成有隔爆面（103），所述壳体（100）的顶部处形成有一主安装口（104），沿所述主安装口（104）形成有一顶盖法兰（105），所述顶盖法兰（105）上以可拆卸联接方式固定有一顶盖（106），所述顶盖（106）与顶盖法兰（105）之间形成有隔爆面（107）。

2.如权利要求1所述的用于爆炸性气体环境的变频器，其特征在于：所述壳体（100）为圆筒状。

3.如权利要求1所述的用于爆炸性气体环境的变频器，其特征在于：所述顶盖法兰（105）的前侧面中央处形成有一控制线引线结构，所述控制线引线结构包括有一形成于所述顶盖法兰（105）上的控制线引线口及一盖覆于所述控制线引线口上的其上形成有引线孔的控制线引线法兰（108）；所述壳体（100）上位于所述主安装口（104）的一端侧处形成有一供于变频器输入电缆线穿设的输入线引线结构，所述输入线引线结构包括有一形成于所述壳体（100）上的输入线引线口及一覆盖于所述输入线引线口上的其上形成有引线孔的输入线引线法兰（109）；所述壳体（100）上位于所述主安装口（104）的相对于所述输入线引线结构的另一端侧处形成有一供于变频器输出电缆线穿设的输出线引线结构，所述输出线引线结构包括有一形成于所述壳体（100）上的输出线引线口及一覆盖于所述输出线引线口上的其上形成有引线孔的输出线引线法兰（110）。

4.如权利要求3所述的用于爆炸性气体环境的变频器，其特征在于：所述输入线引线法兰（109）、输出线引线法兰（110）均位于所述顶盖法兰（105）的侧向投影截面内。

5.如权利要求1所述的用于爆炸性气体环境的变频器，其特征在于：所述壳体（100）内腔底部的中间处形成有一安装平台（111）。

6.如权利要求5所述的用于爆炸性气体环境的变频器，其特征在于：所述壳体（100）内腔位于所述安装平台（111）之上的侧壁处设有至少二彼此相对的安装筋肋（112）。

7.如权利要求1或5或6所述的用于爆炸性气体环境的变频器，其特征在于：所述壳体（100）内腔的两端部各自在其侧壁处形成有二彼此相对的用于承载变频器器件的支撑筋肋（113）。

8.如权利要求1所述的用于爆炸性气体环境的变频器，其特征在于：所述壳体（100）底部的外表面形成有多个沿轴线方向的散热凸肋（114）。

9.如权利要求1所述的用于爆炸性气体环境的变频器，其特征在于：所述顶盖法兰（105）的两侧端面处各设置有一吊环（115），二吊环（115）斜线相对，所述顶盖（106）的两端部处各设置有一把手（116）。

10.如权利要求1所述的用于爆炸性气体环境的变频器，其特征在于：所述端盖（102）与端盖法兰（101）之间及所述顶盖（106）与顶盖法兰（105）之间均使用螺栓进行联接。

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