中压矿用隔爆兼本质安全型变频调速一体机研制
摘 要以一台1200kW 3.3kV 0～60Hz 4P矿用隔爆兼本质安全型变频调速一体机的研制为例，从系统配置，变频器设计，电机设计，结构设计等方面，并结合相关仿真及样机试验，防爆认证等说明研制取得了成功。
【关键词】中压 隔爆 本质安全型 变频调速 一体机
随着煤矿行业的整合发展，矿用设备也在往大型化，变频调速节能化，集成化，智能化方向发展，做为矿用设备拖动机的电动机功率随之增大，为节能降耗，节省空间，降低电缆成本，煤矿井下配电电网正在逐步过渡到中压3.3kV等级，为适应这一变化，湘潭电机公司提出研制矿用隔爆兼本质安全型变频调速一体机（以下简称一体机）。
一体机是将变频技术、电机技术与隔爆技术结合，变频器与电动机集成的行走一体机，是机电一体化产品，体积小，功率密度大，节能高效，非常适合煤矿井下运行工况要求，可广泛用于绞车，掘进机，刮板机和皮带运输机等矿用设备。
1 设计要素
1.1 系统设计
根据矿用设备运行工况，输入输出特性，功能特性，一体机防爆标志为Ex d [ib]ⅠMb，防爆性能按照GB3836.1-2010，GB3836.2-2010以及GB3836.4-2010的要求。总体结构设计成水冷结构，变频器模块装在隔爆箱体内，隔爆箱体装在水冷却板上，水冷却板装在电动机上端平面上，变频器与电动机通过水冷却板的连接集成在一起。一体机系统按图1配置。
1.2 变频器设计
变频器主要包括滤波器，整流器，预充电单元，支撑电容单元和逆变器，控制单元，水冷却板等。变频器满足隔爆兼本质安全型的防爆要求。
变频器采用2路交流电压输入，12脉波整流，矢量控制方式。对比常规6脉波整流，12脉波整流可降低网侧谐波50%以上，便于中点电位控制，提高EMC电磁兼容性。
变频器的逆变器采用三电平拓扑结构，与两电平拓扑结构相比，dv/dt减小50%，对电动机绝缘系统的冲击大幅减小。
直流支撐电容是决定变频器产品维护周期和使用寿命的关键因素，直流支撑电容按照寄生电感小，寄生电阻小、发热少，有自愈性、长寿命的原则进行设计。
变频器功率单元按照模块化设计，每个功率单元对外有统一的接线端口，功率单位直接安装在水冷却板上。水冷却板做为变频器各功率单元的冷却部件，其水路按并联设计，每个功率单元下都有对应的冷却单元。按照功率单元的发热量设计水冷却板的换热能力。
由于一体机需满足单机拖动或多机同步拖动的要求，变频器设计需满足高性...
|
== 试读已结束，如需继续阅读敬请充值会员 ==
|
|
本站文章均为原创投稿，仅供下载参考，付费用户可查看完整且有格式内容！
(费用标准：38元/2月，98元/2年，微信支付秒开通！) |
| 升级为会员即可查阅全文 。如需要查阅全文，请 免费注册 或 登录会员 |
|
