CN210405016U - 一种矿用隔爆变频调速一体机 - Google Patents

Abstract

一种矿用隔爆变频调速一体机，包括变频器、变频电机和支架，变频电机的上部设置有变频器，变频电机的下部设置有支架，变频器的一侧设置有接线腔，接线腔的下部设置有电源部，接线腔内设置有电源接线口和控制接线口，电源部包括变压器和开关电源，变压器的外侧设置有预充电电阻，变压器的上端设置有接触器，变压器的后侧设置有电抗器，电抗器的外侧设置有电源开关，电源接线口与接触器连接，接触器与电抗器串联，本实用新型不再单独外接所需低压电源，实现自由搬运，节省工作人员的操作时间，合理的元器件结构，结构更紧凑，缩短了元器件之间的距离，减少了一体机的体积，IGBT采用三电平拓扑结构IGBT模块，有效减少的高次谐波和尖峰电压。

Description

一种矿用隔爆变频调速一体机

技术领域

本实用新型涉及矿产设备领域，尤其是涉及一种矿用隔爆变频调速一体机。

背景技术

随着煤矿井下防爆变频器技术的发展，目前煤矿大功率电机的驱动已基本由软启动器更换为防爆变频器。受煤矿环境限制，防爆变频器和防爆电机，体积大，运输安装不方便。并且变频器和电机分开放置，中间有矿用电缆连接。距离过长，受电缆上分布电容和涡流电感的影响，会产生高次谐波和尖峰电压，对电机的绝缘产生不可逆的损害，在此基础上，变频一体机将变频器和变频电机组装到一体，采用特殊的防爆结构和电路结构，尽可能的减少各自的体积和距离。

目前已经有专利号：CN 103219834 B，专利名称：3300V矿用隔爆兼本安型变频调速一体机，提供了的一体机的逆变单元采用二电平逆变，变频功率及储能模块由下而上成层状排布，降低了变频器整体的体积，拓扑结构的输出端与多绕组电机连接，电机每套绕组阻抗一致，避免变频器直流母线中点偏移，能够解决变频器与电机之间距离过长的问题，但储能模块与控制模块的凸出位置，空间有所闲置，使得体积仍然比较大，并且逆变单元采用二电平逆变，波形仍然有尖峰，容易产生高次谐波和高峰电压。

因此需要一种技术能够改进目前的设备体积，减缓存在的高次谐波等缺陷。

发明内容

本实用新型提供一种技术将变频器和变频电机组装到一体，通过改善元器件的布置结构，减少了各自的体积和距离；本实用新型的技术方案为：

一种矿用隔爆变频调速一体机，包括变频器、变频电机和支架，所述变频电机的上部设置有变频器，所述变频电机的下部设置有支架，所述变频器的一侧设置有接线腔，接线腔的下部设置有电源部，所述接线腔内设置有电源接线口和控制接线口，所述电源部包括变压器和开关电源，变压器的外侧设置有预充电电阻，变压器的上端设置有接触器，变压器的后侧设置有电抗器，电抗器的外侧设置有电源开关，所述电源接线口与接触器连接，接触器与电抗器串联。

所述变频器的外部设置有壳体，壳体的一端设置有隔板，隔板能够将壳体分隔成接线腔和功率单元腔体，所述功率单元腔体内从左到右依次设置有电路板、互感器、叠层母排和带电显示，所述叠层母排的上部设置有储能电容，叠层母排的下部设置有机芯模块，机芯模块包括IGBT、二极管、吸收电容和触发板，IGBT、二极管、吸收电容和触发板通过叠层母排连接，所述吸收电容能够吸收IGBT的过流和过压能量，所述二极管的叠层母排与储能电容通过软铜排连接，二极管与电抗器的输出端连接，所述功率单元腔体的一侧面设置有为触发板提供电源的电源板，所述电路板包括主控板和采样板，采样板采集电压，电流和机芯温度，所述主控板与电脑通讯连接，进行模拟量处理，产生pwm波形，以及控制功率输出和发电机转速，所述隔板的下端设置有均压电阻，均压电阻与二极管连接的叠层母排连接。

所述变压器的电压变比为3300V/220V，所述变压器的3300V电压输入端与变频器的电压输出端连接，变压器的220V电压输出端与开关电源的电源输入端电气连接，开关电源的输出端分别与电源板和电路板的输入端电气连接。

所述叠层母排设置为多层结构，同层之间的母排之间间隔有一定距离，不同层之间的母排之间设置有绝缘层和保护层。

所述变频器的功率单元腔体的另一侧面设置有切口，切口内嵌入紫铜水冷板，切口与紫铜水冷板相配合，紫铜水冷板上设置有液体冷却管道。

所述的IGBT为输出电压波形平滑三电平拓扑结构IGBT模块。

所述变频电机的外侧设置有箱体，所述箱体外侧设置有方便搬运的把手，所述箱体的顶部与变频器的底部通过螺栓固定连接，所述箱体的侧面设置有电源部，所述箱体的侧面上设置有通孔，变频器的交流输出通过通孔与变频电机的输入端连接。

与现有技术相比，本实用新型通过设置变压器、电源开关集成在一体机装置内，不再单独外接所需低压电源，节省工作人员的操作时间，一体机能够自由搬运和安放，方便使用，通过合理布置元器件和电气件的结构，缩短了元器件之间的距离，减少了一体机的体积，充分利用了空间，结构更紧凑，IGBT采用三电平拓扑结构IGBT模块，使得输出电压波形平滑，趋向于正弦波，有效减少的高次谐波和尖峰电压，提高了电压质量。

附图说明

以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

附图1是本实用新型结构示意图；

附图2是本实用新型右视结构示意图；

附图3是本实用新型隐藏壳体和储能电容立体结构示意图；

附图4是本实用新型壳体结构示意图；

附图5是本实用电路原理结构示意图；

附图中，1、变频器，2、变频电机，3、接线腔，4、支架，5、电源部，11、电路板，12、互感器，13、叠层母排，14、机芯模块，15、电源板，16、带电显示，17、均压电阻，18、壳体，19、隔板，41、第一支架，51、电源开关， 52、电抗，53、预充电电阻，54、变压器，55、接触器。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图 1、附图2、附图3、附图4、附图5及具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如附图1、附图2、附图3、附图4和附图5所示，一种矿用隔爆变频调速一体机，包括变频器1、变频电机2和支架4，所述变频电机2的上部设置有变频器1，所述变频电机2的下部设置有支架4，所述变频器1的一侧设置有接线腔3，接线腔3的下部设置有电源部5，所述接线腔3内设置有电源接线口和控制接线口，所述电源部5包括变压器54和电源开关51，变压器54的外侧设置有预充电电阻53，变压器54的上端设置有接触器55，变压器54的后侧设置有电抗器52，电抗器的外侧设置有电源开关51，所述电源接线口与接触器55连接，接触器55与电抗器52串联，单独的设置电源部5通过自身变压器54提供一体机所需要的不同电压等级的电压，无需另外提供电源。

优选地，所述变频器1的外部设置有壳体18，壳体18的一端设置有隔板 19，隔板19能够将壳体18分隔成接线腔3和功率单元腔体，所述功率单元腔体内从左到右依次设置有电路板11、互感器12、叠层母排13和带电显示16，所述叠层母排13的上部设置有储能电容，叠层母排13的下部设置有机芯模块 14，机芯模块14包括IGBT、二极管、吸收电容和触发板，IGBT、二极管、吸收电容和触发板通过叠层母排13连接，所述吸收电容能够吸收IGBT的过流和过压能量，所述二极管的叠层母排13与储能电容通过软铜排连接，二极管与电抗器52的输出端连接，所述功率单元腔体的一侧面设置有为触发板提供电源的电源板15，所述电路板11包括主控板和采样板，采样板采集电压，电流和机芯温度，所述主控板与电脑通讯连接，进行模拟量处理，产生pwm波形，以及控制功率输出和发电机转速，所述隔板19的下端设置有均压电阻17，均压电阻17 与二极管连接的叠层母排13连接。

优选地，所述变压器54的电压变比为3300V/220V，所述变压器54的3300V 电压输入端与变频器1的电压输出端连接，变压器54的220V电压输出端与电源开关51的电源输入端电气连接，电源开关51的输出端分别与电源板15和电路板11的输入端电气连接。

优选地，所述叠层母排13设置为多层结构，同层之间的母排之间间隔有一定距离，不同层之间的母排之间设置有绝缘层和保护层，叠层母排13包括二极管引出的母排，IGBT引出的母排、吸收电容引出的母排以及触发板引出的母排。

优选地，所述变频器1的功率单元腔体的另一侧面设置有切口，切口内嵌入紫铜水冷板，切口与紫铜水冷板相配合，紫铜水冷板上设置有液体冷却管道。

优选地，所述的IGBT为输出电压波形平滑三电平拓扑结构IGBT模块。

优选地，所述变频电机2的外侧设置有箱体，所述箱体外侧设置有方便搬运的把手，所述箱体的顶部与变频器1的底部通过螺栓固定连接，所述箱体的侧面设置有电源部5，所述箱体的侧面上设置有通孔，变频器1的交流输出通过通孔与变频电机2的输入端连接。

所述支架4包括第一支架41和第二支架，所述第一支架41为L型结构的钢板，包括平直部和弯折部，平直部与变频电机2的箱体底部焊接，第二支架的由槽钢焊接而成，第二支架横截面为梯形结构，第二支架的顶部与箱体的底部焊接。

本实用新型通过设置变压器、电源开关集成在一体机装置内，不再单独外接所需低压电源，节省工作人员的操作时间，一体机能够自由搬运和安放，方便使用，通过合理布置元器件和电气件的结构，缩短了元器件之间的距离，减少了一体机的体积，充分利用了空间，结构更紧凑，IGBT采用三电平拓扑结构IGBT模块，使得输出电压波形平滑，趋向于正弦波，有效减少的高次谐波和尖峰电压，提高了电压质量。

利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种矿用隔爆变频调速一体机，包括变频器（1）、变频电机（2）和支架（4），其特征在于所述变频电机（2）的上部设置有变频器（1），所述变频电机（2）的下部设置有支架（4），所述变频器（1）的一侧设置有接线腔（3），接线腔（3）的下部设置有电源部（5），所述接线腔（3）内设置有电源接线口和控制接线口，所述电源部（5）包括变压器（54）和电源开关（51），变压器（54）的外侧设置有预充电电阻（53），变压器（54）的上端设置有接触器（55），变压器（54）的后侧设置有电抗器（52），电抗器的外侧设置有电源开关（51），所述电源接线口与接触器（55）连接，接触器（55）与电抗器（52）串联。

2.根据权利要求1所述的矿用隔爆变频调速一体机，其特征在于，所述变频器（1）的外部设置有壳体（18），壳体（18）的一端设置有隔板（19），隔板（19）能够将壳体（18）分隔成接线腔（3）和功率单元腔体，所述功率单元腔体内从左到右依次设置有电路板（11）、互感器（12）、叠层母排（13）和带电显示（16），所述叠层母排（13）的上部设置有储能电容，叠层母排（13）的下部设置有机芯模块（14），机芯模块（14）包括IGBT、二极管、吸收电容和触发板，IGBT、二极管、吸收电容和触发板通过叠层母排（13）连接，所述吸收电容能够吸收IGBT的过流和过压能量，所述二极管的叠层母排（13）与储能电容通过软铜排连接，二极管与电抗器（52）的输出端连接，所述功率单元腔体的一侧面设置有为触发板提供电源的电源板（15），所述电路板（11）包括主控板和采样板，采样板采集电压，电流和机芯温度，所述主控板与电脑通讯连接，进行模拟量处理，产生pwm波形，以及控制功率输出和发电机转速，所述隔板（19）的下端设置有均压电阻（17），均压电阻（17）与二极管连接的叠层母排（13）连接。

3.根据权利要求1所述的矿用隔爆变频调速一体机，其特征在于，所述变压器（54）的电压变比为3300V/220V，所述变压器（54）的3300V电压输入端与变频器（1）的电压输出端连接，变压器（54）的220V电压输出端与电源开关（51）的电源输入端电气连接，电源开关（51）的输出端分别与电源板（15）和电路板（11）的输入端电气连接。

4.根据权利要求2所述的矿用隔爆变频调速一体机，其特征在于，所述叠层母排（13）设置为多层结构，同层之间的母排之间间隔一定距离，不同层之间的母排之间设置有绝缘层和保护层。

5.根据权利要求1或2所述的矿用隔爆变频调速一体机，其特征在于，所述变频器（1）的功率单元腔体的另一侧面设置有切口，切口内嵌入紫铜水冷板，切口与紫铜水冷板相配合，紫铜水冷板上设置有液体冷却管道。

6.根据权利要求2所述的矿用隔爆变频调速一体机，其特征在于，所述的IGBT为输出电压波形平滑三电平拓扑结构IGBT模块。

7.根据权利要求1所述的矿用隔爆变频调速一体机，其特征在于，所述的变频电机（2）的外侧设置有箱体，所述箱体外侧设置有方便搬运的把手，所述箱体的顶部与变频器（1）的底部通过螺栓固定连接，所述箱体的侧面设置有电源部（5），所述箱体的侧面上设置有通孔，变频器（1）的交流输出通过通孔与变频电机（2）的输入端连接。

8.根据权利要求2所述的矿用隔爆变频调速一体机，其特征在于，所述的支架（4）包括第一支架（41）和第二支架，所述第一支架（41）为L型结构的钢板，包括平直部和弯折部，平直部与变频电机（2）的箱体底部焊接，第二支架的由槽钢焊接而成，第二支架横截面为梯形结构，第二支架的顶部与箱体的底部焊接。

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