[发明专利]一种组合式四象限煤矿防爆变频器

说明书

技术领域

本发明涉及一种变频器，尤其涉及一种组合式四象限煤矿防爆变频器。

背景技术

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

四象限变频器的出现满足了各种工业应用需求，特别适用在起重提升设备等大惯量位能负载，设备的转动惯量GD较大，属反复短时连续工作制，从高速到低速的减速降幅较大，制动时间又较短，又要强力制动效果的场合或者需要长时重载电气制动的场合。

目前，当在某些场合需要多台电机工作时，则须使用相同数量的变频器，即相同数量的整流器和相同数量的逆变器来控制电机。

传统组合变频器就是简单的采用多个上述变频器进行组合，这种简单的变频器组合方式虽然可以使用，但是由于每台变频器都要包括相应组成单元和模块，经济性较差，而且这种结构还存在结构臃肿，所占空间较大的问题。此外，当需要多台电机协同工作时，由于不同变频器距离较远，之间的通讯信号可能会由于其传输线较长而受到干扰。并且每个整流器产生的直线母线电压反馈到电网，造成了电能的浪费。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种成本相对低廉、结构紧凑、体积较小、更节能且有效减少各变频器之间通讯的电磁干扰的组合式四象限煤矿防爆变频器。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种组合式四象限煤矿防爆变频器，其特征在于：包括

一组由滤波单元、预充电单元、整流功率单元、高压直流支撑电容组、整流控制单元、整流显示/键盘及整流PWM驱动单元组成的整流器；所述滤波单元的输入端与电网电压电连接，输出端经预充电单元与整流功率单元电连接，所述整流显示/键盘通过整流控制单元及整流PWM驱动单元与整流功率单元电连接；

至少一组由逆变功率单元、逆变控制单元、逆变显示/键盘及逆变PWM驱动单元组成的逆变器；

所述逆变功率单元的输入端与整流器的高压直流支撑电容组并联，输出端与负载电连接，所述逆变显示/键盘通过逆变控制单元及逆变PWM驱动单元与逆变功率单元电连接；所述整流器的功率大于等于所述各组逆变器的功率总和。

上述的组合式四象限煤矿防爆变频器，所述逆变器设置两组，分别与整流器并联。

上述的组合式四象限煤矿防爆变频器，所述逆变器设置三组，分别与整流器并联。

本发明组合式四象限煤矿防爆变频器的优点是：

1）成本降低。多个（二个或二个以上）变频器不需要相应数量的整流器和相应数量的逆变器，而只采用一个功率可满足条件的整流器和相应数量的逆变器组合。较于现有组合方式，本发明至少节省了一个滤波单元（一般采用LCL）、一个预充电单元（包括预充电电阻、接触器）、一个整流控制单元（主控板、整流功率接口板、开关电源）、一个整流功率单元（IGBT）、一个PWM驱动单元（驱动电路板、门极板）、一组高压直流支撑电容单元（电容组、直流母排）和一块整流显示/键盘；此外，若一个整流器和多个逆变器设计在同一柜体内，则至少可节省一个散热装置。虽然由于整流器功率要求的提高，会相应对以上组件的要求更高，但整体来看，采用本发明仍大大降低了成本，经济性能明显提高。

2）结构紧凑。由于整流器组件的减少，结构更加紧凑，所占空间更小。

3）节能。四象限变频器有两种工作状态：电动和发电状态。当各电机工作在不同状态时，处于发电状态的电机可将电能回馈给高压直流支撑电容， 处于电动状态的电机可从所述电容中直接取电。相对于现有变频器组合方式电机发电状态要将电能回馈给电网相比，减少了线路损耗，因此更加节能。

4）电磁干扰降低。本发明将多个逆变器设计在同一柜体内，当需要多个电机协同工作时，其通讯信号线路更短，电磁干扰降低。

附图说明

图1为传统组合变频器电路结构原理图；

图2为传统单个变频器正面结构示意图；

图3为传统单个变频器侧面结构示意图；

图4为本发明电路结构原理图；