[发明专利]一种矿井提升机低频直驱中高压变频器

说明书

本发明属于高压变频器控制技术，提出一种矿井提升机低频直驱中高压变频器。提出的一种矿井提升机低频直驱中高压变频器具有用以为其提供电压的整流变压器；所述的整流变压器具有一套原边绕组和3*j套副边绕组；每套副边绕组串接有一台四象限低频功率单元；四象限低频功率单元的数量与副边绕组相对应，至少为3*1个，并形成A、B、C三相；四象限低频功率单元具有安装在同一散热器元件面的二电平IGBT三相整流桥和二电平IGBT‑H型逆变桥；所二电平IGBT三相整流桥经RCL滤波单元连接在整流变压器副边绕组的三相输出端；二电平IGBT三相整流桥和二电平IGBT‑H型逆变桥分别通过所对应的IGBT驱动器与功率单元控制器相连通。本发明减少了减速器及其附属设施，从而减少了设备总体体积和成本包括运维成本。

技术领域

本发明属于高压变频器控制技术，提出一种矿井提升机低频直驱中高压变频器。

背景技术

矿井提升机通常由高速异步电动机或高速直流电动机驱动，为了匹配矿井提升机的额定提升速度，通常配置有减速器；或者，在不增设减速器的条件下，由低速交流电动机或低速直流电动机进行直接驱动。现在主要存在以下缺点：1）减速器的存在，包括给减速器提供润滑设备，增加了设备整体体积和重量，从而增加包括设备及其基建在内的投资费用，塔式多绳摩擦式提升机安装在井塔上，基建投资增加部分将更加突出；2）减速器的存在，由于多了一级传动，降低了传动效率，能耗相对提高；3）随着矿井提升机装机容量的增大，由于制造工艺等限制，大功率的减速器制造困难或者合格率无法保证；4）原国土资源部的国土资发[2014]176号文件将“矿井提升直流电机”列为限制类技术。限制原因：矿井提升电机直流调速系统结构复杂，维修费用高，电机结构较交流电机复杂，能耗高；使用范围：仅允许在小型矿山使用，并逐步淘汰；5）当前低速直驱矿井提升机主要由中低压同步机驱动，采用交-交变频技术和三电平中低压变频技术，最高电压等级为3.3kV，与我国工业现场供电电压等级通常为6kV或10kV的国情不符，造成许多困扰；交-交变频因其功率因数太低、谐波分量太大，需要外置动态谐波补偿装置，交-交变频技术基本上被市场淘汰。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种矿井提升机低频直驱中高压变频器。

本发明采取以下技术方案完成其发明目的：

一种矿井提升机低频直驱中高压变频器，低频直驱中高压变频器具有用以为其提供电压的整流变压器；所述的整流变压器具有一套原边绕组和3*j套副边绕组，j=1、2.....；3*j套副边绕组为同相绕组；每套副边绕组串接有一台四象限低频功率单元；所述的四象限低频功率单元的数量与副边绕组相对应，至少为3*1个，并形成A、B、C三相；所述四象限低频功率单元具有安装在同一散热器元件面的二电平IGBT三相整流桥和二电平IGBT-H型逆变桥；所述的二电平IGBT三相整流桥连接在整流变压器副边绕组的三相输出端；所述二电平IGBT三相整流桥与所对应的整流变压器副边绕组的三相输出端之间设置有对四象限低频功率单元所产生的谐波分量进行有效滤波的RCL滤波单元；所述的二电平IGBT三相整流桥与二电平IGBT-H型逆变桥之间并接有储能电容和均压电阻，对四象限低频功率单元进行储能和平波；所述的二电平IGBT三相整流桥和二电平IGBT-H型逆变桥分别通过所对应的IGBT驱动器与功率单元控制器相连通；所述的二电平每相上下桥臂的两个IGBT之间形成互锁，不得同时导通；所述功率单元控制器与高压变频器主控系统相连通；所述的四象限低频功率单元的输出端为两个：U输出端、V输出端；

A相第一个四象限低频功率单元的U输出端与B相第一个低频功率单元的U输出端以及C相第一个低频功率单元的U输出端连接为一起形成所述中高压变频器的中性点Q；A相中第一个低频功率单元的V输出端与A相其它低频功率单元的U输出端通过母排依序串接；A相最后一个低频功率单元的V输出端构成A相输出；

B相中第一个低频功率单元的V输出端与B相其它低频功率单元的U输出端通过母排依序串接；B相最后一个低频功率单元的V输出端构成B相输出；