CN204206056U - 矿用隔爆型永磁同步电机用变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，包括永磁同步电机1和编码器2，所述永磁同步电机1通过联轴器与编码器2相连接，还包括主回路驱动板和控制板3，所述主回路驱动板分别与永磁同步电机1和控制板3相连接，所述编码器2与控制板3相连接。本实用新型的有益效果是，具有更稳定的传动速度，更高的效率。

Description

矿用隔爆型永磁同步电机用变频器

技术领域

本实用新型涉及防爆电机变频器改进，特别是一种矿用隔爆型永磁同步电机用变频器。

背景技术

随着防爆变频器技术的日益成熟，防爆变频器在煤矿下大功率传动系统中应用也日益广泛，煤矿下大功率传动通常都是由异步电动机、液力耦合器，减速机，皮带机组成，通过软连接来驱动负载，防爆变频器通常是针对异步电动机设计的，这种设备组成的动力系统具有故障率高、耗能大、维护困难的缺点。为响应目前国家“节能减排”的大背景，随着永磁体及永磁同步电机控制技术的日益成熟可靠，其应用范围也基本上可以覆盖目前所有电机的所有领域，因此可以预测，凭借永磁同步电机的巨大优势，一定会成为下一代驱动电机的主流机型，其应用前景广阔。

由于同步电机在效率、功率因数、结构、灵活性上较异步电动机具有较大的优势，隔爆型永磁同步电机在矿山自动化逐步得到了较为广泛的应用。目前，市面上的隔爆型变频器基本上都是通用型变频器，还没有针对隔爆型永磁同步电机，不能实现隔爆型永磁同步电机最优化控制。为了实现隔爆型同步电机的最优化控制，本实用新型提供一种矿用隔爆型永磁同步电机变频器，无论是在启动转矩、过载转矩、噪音、传动效率上都比异步电机传动系统有较大的改善。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种矿用隔爆型永磁同步电机用变频器。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，包括永磁同步电机1和编码器2，所述永磁同步电机1通过联轴器与编码器2相连接，还包括主回路驱动板和控制板3，所述主回路驱动板分别与永磁同步电机1和控制板3相连接，所述编码器2与控制板3相连接。

所述主回路驱动板是由整流电路4、主回路5、光耦隔离与驱动电路6和电压电流检测电路7四部分构成，所述主回路5分别与整流电路4、光耦隔离与驱动电路6和电压电流检测电路7电气连接。

所述控制板3是由DSP芯片8、数码管显示电路9、键盘处理电路10、速度检测电路11、上位机12、电平转换电路13、故障综合保护电路14、光电隔离电路15和SCI通讯电路16共同构成的，所述DSP芯片8分别与数码管显示电路9、键盘处理电路10、速度检测电路11、上位机12、电平转换电路13、故障综合保护电路14、光电隔离电路15和SCI通讯电路16电气连接。

所述DSP芯片8与光耦隔离与驱动电路6相连接。

所述主回路驱动板内的电压电流检测电路7与永磁同步电机1相连接。

所述主回路驱动板内的电压电流检测电路7分别与控制板3内的电平转换电路13和故障综合保护电路14相连接。

所述编码器2与控制板3内的光电隔离电路15相连接。

利用本实用新型的技术方案制作的矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，采用变频器、永磁同步电机直接驱动设备的方式运行，比传统的异步电机具有更稳定的传动速度，更高的效率，比异步电机组成的传动系统综合节能30%以上。

高性能矢量型主要包括具有高性能矢量控制算法的核心DSP控制板、驱动板、功率模块（整流桥、IGBT）、信号检测传感器等组成，采用最新流行的矢量控制算法，矢量变频技术是利用D、Q轴理论把交流电机的励磁电流和力矩电流分开控制，使得交流电机具有和直流电机相似的控制特性。这种控制理论在永磁同步电机的变频控制中具有低频力矩大、转矩动态响应快、稳速精度高等特点。

附图说明

图1是本实用新型所述矿用隔爆型永磁同步电机用变频器的结构示意图；

图中，1、永磁同步电机；2、编码器；3、控制板；4、整流电路；5、主回路；6、光耦隔离与驱动电路；7、电压电流检测电路；8、DSP芯片；9、数码管显示电路；10、键盘处理电路；11、速度检测电路；12、上位机；13、电平转换电路；14、故障综合保护电路；15、光电隔离电路；16、SCI通讯电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1是本实用新型所述矿用隔爆型永磁同步电机用变频器的结构示意图，如图所示，一种矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，包括永磁同步电机1和编码器2，所述永磁同步电机1通过联轴器与编码器2相连接，还包括主回路驱动板和控制板3，所述主回路驱动板分别与永磁同步电机1和控制板3相连接，所述编码器2与控制板3相连接；所述主回路驱动板是由整流电路4、主回路5、光耦隔离与驱动电路6和电压电流检测电路7四部分构成，所述主回路5分别与整流电路4、光耦隔离与驱动电路6和电压电流检测电路7电气连接；所述控制板3是由DSP芯片8、数码管显示电路9、键盘处理电路10、速度检测电路11、上位机12、电平转换电路13、故障综合保护电路14、光电隔离电路15和SCI通讯电路16共同构成的，所述DSP芯片8分别与数码管显示电路9、键盘处理电路10、速度检测电路11、上位机12、电平转换电路13、故障综合保护电路14、光电隔离电路15和SCI通讯电路16电气连接；所述DSP芯片8与光耦隔离与驱动电路6相连接；所述主回路驱动板内的电压电流检测电路7与永磁同步电机1相连接；所述主回路驱动板内的电压电流检测电路7分别与控制板3内的电平转换电路13和故障综合保护电路14相连接；所述编码器2与控制板3内的光电隔离电路15相连接。

永磁同步电机变频器控制器硬件结构包括：以DSP为核心的控制板，能够检测电压、电流、速度、角度的检测电路、以及输出控制电路、报警电路等硬件结构，整流部分采用二极管整流桥结构，逆变部分采用的是并联使用的IGBT模块以提高矿用隔爆型永磁同步电机用变频器的整机的装机功率。

启动前，需要对永磁同步电机的转子位置进行检测，以确定发波的相位，保证永磁同步电机的平稳启动，避免直接启动过程中的失步与飞车现象。运行过程中采用电流和速度双闭环的控制方式，使得交流永磁同步电机具有直流电机类似的控制特性，采用这种控制方法的变频器驱动永磁同步电机，具有速度脉动小，转矩动态响应快的特点。

矿用隔爆型永磁同步电机用变频器采用的技术方案是：矿用隔爆型永磁同步电机用变频器主要有隔离开关，主回路熔断器，进线电抗器，高性能同步电机矢量型变频控制器，出线接触器顺次连接安装在防爆壳体内，并加装散热器对功率单元的所产生的功率损耗进行热量排放。变频器与永磁同步电机之间的线路距离太长的情况下，需要加装变频器输出电抗器以提高其功率因数。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，包括永磁同步电机（1）和编码器（2），其特征在于，所述永磁同步电机（1）通过联轴器与编码器（2）相连接，还包括主回路驱动板和控制板（3），所述主回路驱动板分别与永磁同步电机（1）和控制板（3）相连接，所述编码器（2）与控制板（3）相连接。

2.根据权利要求1所述的矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，其特征在于，所述主回路驱动板是由整流电路（4）、主回路（5）、光耦隔离与驱动电路（6）和电压电流检测电路（7）四部分构成，所述主回路（5）分别与整流电路（4）、光耦隔离与驱动电路（6）和电压电流检测电路（7）电气连接。

3.根据权利要求1所述的矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，其特征在于，所述控制板（3）是由DSP芯片（8）、数码管显示电路（9）、键盘处理电路（10）、速度检测电路（11）、上位机（12）、电平转换电路（13）、故障综合保护电路（14）、光电隔离电路（15）和SCI通讯电路（16）共同构成的，所述DSP芯片（8）分别与数码管显示电路（9）、键盘处理电路（10）、速度检测电路（11）、上位机（12）、电平转换电路（13）、故障综合保护电路（14）、光电隔离电路（15）和SCI通讯电路（16）电气连接。

4.根据权利要求3所述的矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，其特征在于，所述DSP芯片（8）与光耦隔离与驱动电路（6）相连接。

5.根据权利要求1所述的矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，其特征在于，所述主回路驱动板内的电压电流检测电路（7）与永磁同步电机（1）相连接。

6.根据权利要求1所述的矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，其特征在于，所述主回路驱动板内的电压电流检测电路（7）分别与控制板（3）内的电平转换电路（13）和故障综合保护电路（14）相连接。

7.根据权利要求1所述的矿用隔爆型永磁同步电机用变频器，其特征在于，所述编码器（2）与控制板（3）内的光电隔离电路（15）相连接。