[发明专利]一种矿用防爆型永磁电机变频器及电机

说明书

本发明公开了一种矿用防爆型永磁电机变频器，包括设置在输入端的三相整流器以及通过a+电缆和a‑电缆连接三相整流器的逆变器，还包括中间电路和制动电路，所述的中间电路为电感和电容组成的LC滤波器，所述的制动电路包括开关晶体管、变压器、负载、控制开关和控制连接电路，变压器的初级绕组与开关晶体管串联后分别与a+电缆和a‑电缆连接，变压器的次级绕组连接负载，控制开关根据a+电缆和a‑电缆之间的电压通过控制连接电路控制开关晶体管的开关，所述的逆变器每一相都有两个晶体管，每个晶体管上均并联一个空闲二极管；本发明具有结构简单、可调节性强，能够快速拆卸且保证复杂工件焊接的高精度等优点。

技术领域

本发明属于防爆变频器的技术领域，涉及一种对防爆电机变频器保护电路的改进，特别是一种带开关和负载制动电路的矿用防爆型永磁电机变频器，以及使用该变频器的电机。

背景技术

矿山机械如刮板输送机、带式输送机、提升机、球磨机等均是低速大转矩传动系统，目前该系统普遍由大功率异步电动机、减速器和液力偶合器等组成。由于减速器和液力偶合器的存在，使得传动系统效率低、功率因数低、振动噪声大、设备维护繁琐。目前，防爆型永磁同步电机在矿山自动化设备中的应用越来越广泛。矿用防爆型永磁电机变频器是永磁直驱系统中的重要组成部分，其根据上位机的控制指令，调节永磁推进电机的转速和负载来提供负载所需的动力。

但对于高转动惯量扭矩的电机，反馈给变频器的能量往往相对较高。在这种情况下，电机的冷却效果不好。此时，负载不能布置在变频器的机壳内，需要外置。此外，负载布置在变频器机壳外的另一个优点是将电能转换成其他类型的能量更容易实现。然而，将负载布置在变频器机壳外的缺点也很明显，即负载暴露在环境条件下。因此，环境温湿度、机电运行状况可能会影响负载，这会导致电气故障发生，如接地故障或短路。

因此，矿用防爆型永磁电机变频器有必要配备带开关和负载的制动电路作为保护电路，从而进行过压保护。

申请号为201710304310.6的中国专利文献《一种变频器故障保护装置及变频器》公开了一种变频器故障保护装置，具体包括故障检测模块、封波电路、使能单元，能检测到故障信号并对变频器中的IGBT驱动电路输出的信号进行封锁，从而对变频器的工作状态进行有效的保护。该故障保护装置的故障检测模块只能检测到欠压、过压和过流时的故障，并未提及能检测到接地漏电电流中的直流分量，因此当负载发生接地故障时，该故障保护装置是不起作用的。

申请号为201820953389.5的中国专利文献《一种利用开关电源进行变频器制动的电路》公开了一种利用开关电源进行变频器制动的电路，保护电路包括保护电阻和滤波电容，该方案直接将母线电压作为电压环进行反馈，采用电源芯片产生PWM驱动波形，频率固定可调。该专利虽然可以利用电流模式PWM芯片进行变频器的制动控制，但无法解决接地故障或短路等电气故障，不能同时实现制动和故障保护等功能，与现代电路多元化的设计要求不相符，实用价值不大。

发明内容

本发明提供一种带开关和负载的制动电路的矿用防爆型永磁电机变频器，防止电压过大造成变频器故障发生。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矿用防爆型永磁电机变频器，包括设置在输入端的三相整流器以及通过a +电缆和a -电缆连接三相整流器的逆变器，还包括连接在三相整流器和逆变器之间的中间电路和布置在a+电缆和a-电缆之间的制动电路，所述的中间电路为电感和电容组成的LC滤波器，所述的制动电路包括开关晶体管、变压器、负载、控制开关和控制连接电路，变压器的初级绕组与开关晶体管串联后分别与a +电缆和a -电缆连接，变压器的次级绕组连接负载，控制开关根据a+电缆和a-电缆之间的电压通过控制连接电路控制开关晶体管的开关，所述的逆变器每一相都有两个晶体管，每个晶体管上均并联一个空闲二极管，逆变器通过控制晶体管对输出的供电电压进行调整，逆变器通过三相输出U、V、W为电机供电。