CN202206317U

CN202206317U - 一种变频器和连续采煤机

Info

Publication number: CN202206317U
Application number: CN2011203142097U
Authority: CN
Inventors: 黄向阳; 满中国; 易定忠
Original assignee: Sany Heavy Equipment Co Ltd
Current assignee: Sany Heavy Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2021-08-24

Abstract

本实用新型公开了一种变频器和连续采煤机，与现有技术相比，本实用新型提供的变频器，不仅通过双整流器并联的方式冗余实现了变频器可靠性的提高，而且整流器通过母线对多个逆变行供电的母线结构和逆变器并联设计，也进一步实现了变频器体积的减小，而应用此变频器的连续采煤机也可以实现各电机的集中关联控制和截割电机恒功率控制，达到简化控制，提高可靠性和实现一体化控制的目的。

Description

一种变频器和连续采煤机

技术领域

本实用新型涉及机械技术领域，特别是涉及一种变频器和连续采煤机。

背景技术

交流变频调速以其优异的调速和起、制动性能，高效率、高功率因数和节能效果，成为当今节能、改善工艺流程以及提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。目前矿山综采工作面大多数以1140V作为井下供电系统的主导电压，只有少数国外厂家有为中国市场提供匹配此类电压的产品，但体积较大、价格昂贵。

而大功率矿用的变频器（Frequency converter）除了在调速、节能方面有着高可靠性的要求，由于所应用的矿用设备的机身大小限制，大功率矿用的变频器对体积大小也有很强的要求。

连续采煤机（Continuous miner）是井下非常重要的矿用设备，其截割、行走、运输电机运行的可靠性是整机关键部件。例如截割电机应用变频调速，变频器控制截割电机实现软煤层快速截割，硬煤层或岩石低频率高转矩截割，实现自适应截割控制，可以提高截割电机、减速机的稳定性。

实用新型内容

针对缺少体积较小且可靠性高的变频器的问题，本实用新型实施例提供一种变频器和连续采煤机，以解决实际场景中对于变频器的高可靠性和小体积的要求，为此，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种变频器，包括整流器（1）和逆变器（3），进一步包括母线（2），其中：

两个整流器（1）并联通过母线（2）与相并联的多个逆变器（3）相连接；

两个整流器（1）并联与外接电源相连接，多个逆变器（3）分别与多个电机相连接。

优选的，

任何一个整流器（1）的输出功率均可满足逆变器（3）的额定功率。

优选的，两个整流器（1）中分别包括整流模块（11）、连接器（12）、控制模块（13）和均流控制电路；

整流模块（11）通过连接器（12）连接均流控制电路，控制模块（13）分别与整流模块（11）和均流控制电路相连接。

优选的，

控制模块（13）通过母线（2）中的回馈电路与多个逆变器（3）相连接。

优选的，所述外接电源的电压，具体为1140V。

优选的，所述变频器采用水冷方式进行冷却；

所述变频器在整流器（1）所在的位置设置入水口，在逆变器（3）所在的位置设置出水口。

优选的，

两个整流器（1）分别安装在所述变频器的两端，多个逆变器（3）安装在所述变频器的中部。

优选的，

所述入水口设有流量监测器，所述出水口设有温度传感器。

一种连续采煤机，包括如上述的变频器。

与现有技术相比，本实用新型提供的变频器，不仅通过双整流器并联的方式冗余实现了变频器可靠性的提高，而且整流器通过母线对多个逆变器进行供电的母线结构和逆变器并联设计，也进一步实现了变频器体积的减小，而应用此变频器的连续采煤机也可以实现各电机的集中关联控制和截割电机恒功率控制，达到简化控制，提高可靠性和实现一体化控制的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的变频器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的整流器电路结构示意图。

图例说明：

1、整流器； 2、母线；

3、逆变器； 11、整流模块；

12、连接模块； 13、控制模块。

具体实施方式

为具体说明本实用新型的技术方案和效果，以下结合具体实施例和附图对本实用新型做详细的描述。

本实用新型的实施例涉及一种母线结构变频器，该变频器中采用整流器冗余结构设计，提高了变频器系统的稳定性，而其进一步采用的母线冗余和逆变器并联结构，则能够达到减小变频器体积和集中冷却控制的效果。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的变频器的结构示意图，包括：整流器1、母线2和逆变器3。

其中为了提高变频器的可靠性，本实用新型中采用双整流器冗余的结构设计，即在变频器中安装两个整流器1，包括图1中所示的整流器A和整流器B，且两个整流器1相互并联连接。

变频器工作原理是交-直-交的变换过程，所以，在上述的变频器中，外接电源通过并联线路向两个整流器1输入交流电流，然后，两个整流器1在完成交-直变换后，通过并联的母线2结构向多个逆变器3传输直流电流，而多个逆变器3则分别与变频器外部的多个电机相连接，为其提供逆变处理后的交流电流，在本实施例中，以四个逆变器3为例进行说明，在具体的实施场景中，逆变器3的数量变化并不会影响本实用新型的保护范围。

为了实现整流器冗余结构，在通过并联方式将两个整流器1接入变频器电路的同时，还需要保证其中任何一个整流器1的输出功率均可满足所有的四个逆变器3的额定功率。

在正常状态下，这样的整流器冗余控制可以实现两个整流器1的同时均流供电，由于其中任何一个整流器1的输出功率都可满足逆变器3的额定功率需求，所以，当其中一个整流器1（例如整流器A）出现故障时，便可以对该出现故障的整流器1实现自动断开退出，而由另一整流器1（例如整流器B）继续正常为逆变器3正常供电，不会由于个别整流器1的故障而影响整个变频器的工作，导致整个变频器的停机，从而，提高了系统的可靠性。

当然，在具体的实施场景中，也可以设置更多的整流器1并联在变频器中，实现多重冗余结构，但这样的结构必然会使变频器的体积增大，而多个整流器1所散发的高热量也会对变频器的冷却提出更高的要求，至于是否采用更多整流器（三个或三个以上）的多重冗余结构，可以根据实际应用场景对变频器体积和可靠性的需要进行权衡来设置，这样的变化并不影响本实用新型的保护范围。

进一步的，如图2所示，为本实用新型实施例提供的整流器的结构示意图，其中，两个整流器1中分别包括整流模块11、连接器12、控制模块13和均流控制电路，在整流器1中，实现了整流模块11与控制模块13的隔离，控制模块13实现整机集中控制，其安装位置远离所有整流模块11的功率级。整流模块11通过连接器12连接母线2，控制模块13分别与整流模块11和均流控制电路相连接。控制模块13可以控制连接器12实现整流模块11自动连接和退出功能。

均流控制电路实时检测整流模块11的电压和或电流，为了保证各整流器1之间电流应力和热应力的均匀分配，解决并联运行的整流器1由于电源特性差异性而带来的负载差别较大的问题，采用开关电源并联均流技术实现两个整流器1均流。

在每一个整流器1中，整流模块11接收外接电源的电力输入，然后，整流模块11的输出电流通过连接器12与母线2连接，在此过程中，均流控制电路会监控整流模块11的实时电流和/或电压的大小，并通过相应的控制模块13对其的输出电流进行调节，实现各整流器1中的均流。

在图2所示的场景中，控制模块13通过控制每个整流模块11实现均流，各个整流器1相互并联对逆变器3进行供电，通过检测每个连接器12的输出电流I，利用二极管的单向导电性，均流控制电路所调整的最大电流信号为均流信号ICOM，均流控制电路将两个整流模块11的电流互相比较形成比较电压控制信号，然后，传输给控制模块13，由其对整流模块11进行控制，达到均流的效果，在实际的应用场景中，上述的控制模块13具体可以为PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）控制器，其对整流模块11的控制具体为调整整流模块11（进而对整流模块11）的PWM脉宽，以实现均流控制。

在具体的实施场景中，上述的控制模块13还可以通过母线2中的回馈电路与多个逆变器3相连接，从而对各个逆变器3所连接的电机的实时运行情况进行监控，从而对各电机进行综合控制。

在具体的应用场景中，为了匹配当前矿山工作面的电压，上述的为整流器1供电的外接电源的供电电压等级具体可以为矿用标准电压1140V，而相应的功率模块11只要在额定电流上有所要求即可。在实际应用中，整流器1可以放置在变频器的两端，采用抽屉结构，方便维修更换。

考虑到变频器的变频处理所发出的巨大热量可能会影响变频器的持续正常工作，上述的变频器可以采用水冷方式进行冷却，而且，考虑到整流器1侧的发热量较大，可以在整流器1所在的位置设置入水口，在逆变器3所在的位置设置出水口，从而提高水冷效率。

在实际的应用场景中，可以在变频器中，分别将两个整流器1放置两端，而逆变器3置于变频器的中间位置，相应的，上述的入水口可以设置在变频器的两端，而出水口则设置在变频器中部所处的位置上，当然，这只是一种优选的布置方式，具体布置方式的变化并不影响本实用新型的保护范围。

而为了监控水冷效果，可以在入水口设置流量监测器，在出水口设置温度传感器，在水温过高，即冷却效果受到影响的情况下，增大水流量，提高水冷效果。

进一步的，本实施例还提出了一种包括上述变频器的连续采煤机，在该连续采煤机中，通过电源向变频器进行供电，并通过变频器的多个输出端口向多个电机进行供电。

通过该变频器，可以对于连续采煤机实现截割、行走、运输的变频控制，达到节能环保作用，减少机械齿轮、减速机的冲击，同时实现连续采煤机的采、装、运一体化控制。

连续采煤机是一种适用于短壁开采、回收边角余煤，房柱开采，三下压煤开采的综合采煤机械，集截割、装载、转运、移动行走、喷雾降尘于一身。

在具体的实施场景中，连续采煤机中的母线结构变频器可以控制截割电机、铲板星轮电机和运输机电机，变频器检测各电机运行情况综合控制。

例如当检测运输机电机过载时，变频器将截割电机与铲板星轮电机转速相应减小，防止运输机的电机继续过载；同理当处于中间环节的铲板星轮电机过载，截割电机转速也相应减小。截割电机变频控制实现电机恒功率控制，遇到软煤层时，截割电机处于高频控制，实现高转速低转矩；当遇到硬煤层时，截割电机处于低频控制，实现低转速大转矩。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种变频器，包括整流器（1）和逆变器（3），其特征在于，进一步包括母线（2），其中：

2.如权利要求1所述变频器，其特征在于，

3.如权利要求1或2所述变频器，其特征在于，两个整流器（1）中分别包括整流模块（11）、连接器（12）、控制模块（13）和均流控制电路；

4.如权利要求3所述变频器，其特征在于，

5.如权利要求1所述变频器，其特征在于，所述外接电源的电压，具体为1140V。

6.如权利要求1所述变频器，其特征在于，所述变频器采用水冷方式进行冷却；

7.如权利要求1所述变频器，其特征在于，

8.如权利要求7所述变频器，其特征在于，

所述入水口设有流量监测器，所述出水口设有温度传感器。

9.一种连续采煤机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的变频器。