[实用新型]矿用四象限变频器

说明书

技术领域

本实用新型属于变频器领域，特别涉及一种可调速和节能的矿用四象限变频器。 

背景技术

随着国家对煤矿的整合改造，单个煤矿的产量越来越大，其综采工作面，胶带运输系统使用的电机功率也越来越大，一方面电机直接起动电流大，对电网造成很大的冲击，电源出现跌落，影响其他设备正常运行，严重影响供电安全与供电系统可靠性。另一方面，设备中的电机要满足该设备在各种工况下的正常运行，配用的电机功率一般都是依据在最大工作能力下选择，而大量的生产过程中，其功率要求经常处在变动状态下，在定速拖动方式下，也只能在低功率需求时使用高功率拖动，即所谓的“大马拉小车”，无法进行拖动功率与实际功率需求的匹配平衡，这就导致大量的电动机处于轻载运行，电能利用率低，浪费电能现象严重。目前，煤矿的大型设备，例如采煤机、掘进机和带式输送机，其调速大部分采用液力耦合器，或者通过转子串电路方法调速，前者维护困难，后者为有级调速，起动电流和换挡电流冲击大。 

变频调速是当前主要的交流电机调速方法，电机通过变频器起动，可以减小起动电流，减少对电网的冲击，本身机械冲击也大大减小，有利于提高电机的寿命，并可以实现根据现场需求调节电机速度，达到节能效果。随着胶带运输系统的延长，越来越多的多机驱动系统，变频器可以方便地实现多机同步起动与功率平衡，在一些特殊场合（如下运皮带）更是需要运用变频器来控制。 

在现有技术中，变频控制技术已在工业领域广泛应用，实践也证明其比其它控制方式有明显的优势，而煤矿中有大量的皮带运输机、刮板机、风机、水 泵以及绞车等设备均要求变负载运行以及软起动/停止，这些都需要变频技术来实现，但由于煤矿行业具有防爆要求的特殊性，普通变频器无法直接用在煤矿井下，另外，变频控制需要采用大功率电力半导体器件作为整流和逆变元件，散热问题也阻碍其在煤矿井下的应用。 

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，设计了一种可调速，具有过欠压保护、过载保护、短路保护、过载保护、漏电闭锁等功能，并能够实现能量的双向流动，将电机回馈系统的能量送回电网的矿用四象限变频器。 

本实用新型通过以下技术方案实现: 

矿用四象限变频器，其包括控制变频器通断的主隔离开关，所述的主隔离开关连接有真空交流接触器，所述的真空交流接触器与功率变换器，功率变换器上连接有对其控制的变换器控制单元，其特征在于：在真空交流接触器和功率变换器之间设置有能量回馈电抗器，还包括用于装载主隔离开关、真空交流接触器、功率变换器、变换器控制单元和能量回馈电抗器的防爆外壳，防爆壳体外还设置有对功率变换器进行冷却的散热系统。 

所述的主隔离开关和真空交流接触器之间还设置有电源滤波器和输入电抗器。 

还包括一个与真空交流接触器和变换器控制单元连接的二级控制系统，二级控制系统包括DPS控制模块，DSP控制模块连接有检测电路中电流大小的电流传感器以及检测功率变换器温度的温度传感器，所述的DSP控制模块还连接有显示信息的显示模块。 

所述的散热系统包括与功率变换器连接的热交换器，在热交换器和功率变换器连接的管路上设置有水泵，所述的热交换器还连接有提高散热速度的散热风机。 

综上所述，本实用新型提出的矿用四象限变频器，具有变频启动、停止，调速以及四象限运行功能，实现对胶带运输机、矿井提升机、水泵等多种不同类型设备的控制并具有良好的节能效果。具备过载、断相、短路、过压、欠压、过热、断电自启动等保护功能，同时通过对功率变换器的控制，一方面可以调整输入侧的功率因数，消除对电网的谐波污染；另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网后再次利用，达到彻底的节能效果。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。 

图1为本实用新型的构成的框图。 

图中1为主隔离开关，2为电源滤波器，3为输入电抗器，4为真空交流接触器，5为能量回馈电抗器，6为功率变换器，7为输出电抗器，8为防爆外壳，9为变换器控制单元，10为二级控制系统，11为水泵，12为热交换器，13为散热风机。 

具体实施方式