[发明专利]隔爆兼本安型高压变频调速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔爆兼本安型高压变频调速器，属于防爆电气、电力电子应用技术领域。

背景技术

煤矿井下提升机、皮带运输机、水泵和风机应用非常广泛，井下有一部分提升机、皮带运输机、水泵和风机电机采用高压防爆电机，目前对高压防爆电机的调速一部分采用转子串电阻调速或液力耦合调速方式，上述调速方式主要是将多余的电能转化为热能消耗掉，这种调速方式耗能大、故障率高。而对风机电机则没有采用调速方式，对风量的调节是依靠对挡板开度或风叶角度的调节完成的，多余的风量则通过辅道消耗掉，这些都是高耗能的运作方式。高压变频器对高压电机的调速性能已经得到很好的证实，高压变频器在地面上已经有很多成功的范例，但是，根据国家煤矿安全的有关规定，普通的高压变频器是不能直接应用在爆炸性气体环境中，必须开发出符合防爆电气国家标准的高压防爆变频器，才可以在煤矿井下爆炸性气体环境中使用。煤矿井下环境恶劣，对产品的性能要求高，因此，将高压变频器应用在防爆领域，必须要解决大功率高电压条件下的功率单元和电抗器等发热量大器件，在隔爆壳体内的散热问题，不在隔爆壳体内的电气连接隔爆或本安发计问题，高压变频器各部件在隔爆壳体内的布局问题等等。

将高压变频器运用在爆炸性气体环境中，申请人属于国内外第一家大胆尝试的企业，经过长达两年的科研攻关，申请人已经解决了隔爆型高压变频器的各种难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在爆炸性气体环境中有效运行的隔爆型高压变频调速器。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种隔爆兼本安型高压变频调速器，其特征在于，该高压变频调速器包括一个隔爆兼本安型高压变频整流箱、一个隔爆型高压变频逆变箱和一个隔爆兼本安型高压变频冷却器；所述隔爆兼本安型高压变频整流箱通过电气连接隔爆型高压变频逆变箱，所述隔爆兼本安型高压变频冷却器通过电气和冷却管路连接隔爆兼本安型高压变频整流箱和隔爆型高压变频逆变箱；

所述隔爆兼本安型高压变频整流箱包括总成整流隔爆箱、电流互感器、进线电抗器、电压传感器、进线滤波电容、若干SGCT构成的整流桥和低压控制盘；所述电流互感器和电压传感器连接在三相交流母线上，在所述进线电抗器与整流桥之间的交流母线上连接进线电容；所述低压控制盘内有一本安电源板；所述整流桥每个SGCT均采用独立水冷散热，所述电抗器采用空气冷却与水冷组合方式散热；

所述隔爆型高压变频逆变箱包括总成逆变隔爆箱、直流电抗器、直流侧霍尔效应传感器、SGCT构成的逆变桥、交流侧霍尔效应电流互感器、电压传感器、电机滤波电容；直流母线穿过所述直流侧霍尔效应传感器，该逆变箱的进线端连接直流电抗器，该直流电抗器的输出端连接逆变桥输入端，该逆变桥输出交流母线穿过交流侧霍尔效应电流互感器且连接电压传感器，所述逆变桥输出端交流母线上连接电机滤波电容；

所述隔爆兼本安型高压变频冷却器包括一个泵机柜和一个热交换器；所述泵机柜包括两个隔爆水泵，该泵机柜内的液位开关的电气连接采用本安电源；所述热交换器包括两个隔爆冷却风扇。

进一步，所述整流桥的输出端和逆变桥的输入端均连接一个电抗器。

再进一步，每一个构成整流桥和逆变桥的SGCT均有一套独立的驱动电路和水冷装置，上述SGCT、驱动电路和水冷装置集成在一个支架上。

再进一步，所述隔爆型高压变频逆变箱内安装有凝露传感器、凝露控制器和加热器。

本发明的有益效果在于：

1、本发明将高压变频技术应用在隔爆电气领域，本身就具有开拓性，属于开拓性发明，填补了高压变频器在隔爆领域应用的国内外技术空白，为爆炸性气体环境中的高压防爆电机节能提供了一项新技术，具有广泛的社会效应和经济效应；

2、本发明采用水冷加风冷组合的方式，妥善解决了隔爆壳体内电抗器、功率器件散热问题，为高压变频器在隔爆环境中的应用提供了可靠保证。

3、本发明冷却器采用两个隔爆水泵，一备一用，冗余设计，满足了系统可靠性要求。

4、本发明整流箱和逆变箱内安装有凝露传感器、凝露控制器和加热器，在系统长时间停机状态下，箱内可能出现凝露，系统在启动之前进行加热处理，保证了系统运行的可靠性。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明隔爆型高压变频调速器的主视结构示意图；

图2是本发明隔爆型高压变频调速器的俯视结构示意图；

图3是本发明隔爆型高压变频调速器整流器进线电路图；

图4是本发明隔爆型高压变频调速器整流器电路图；