流道式防爆变频器论文和设计-张树林

全文摘要

本实用新型涉及一种流道式防爆变频器，应用于送风设备和常年环境温度处于极低的环境下,防止产生凝露,解决了传统变频器因环境温度变化导致IGBT炸毁的问题。本实用新型包括RFI滤波器，输入电抗器，充电接触器，充电电阻，三相接触器，整流桥模块，直流母线放电回路，滤波电容，IGBT逆变单元以及电流采样传感器。RFI滤波器的输入侧接入电网后与输入电抗器串联，充电接触器与充电电阻串联。该变频器由于内部无风机，通过自身的散热系统散热，大大减小了体积，降低成本，也实现了无噪的绿色环境，内部自带冗余旁路系统大大提高了系统的可靠性。

主设计要求

1.一种流道式防爆变频器，其特征在于：所述变频器电路由RFI滤波器（1）、输入电抗器（2）、充电电阻（3）、三相接触器（4）、充电接触器（5）、整流桥模块（6）、滤波电容（7）、放电回路（8）、IGBT逆变模块（9）、旁路模块（10）、电流采样传感器（11）以及主控制板系统(12)和驱动板系统(13)组成，该变频器内部无风机，利用全封闭机身散热；所述RFI滤波器（1）的输入侧接入电网后与输入电抗器（2）串联；所述充电接触器（5）与充电电阻（3）串联。

设计方案

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及变频器技术领域，特别涉及一种在高风速的风道以及超低温环境下需要流道式防爆变频调速的装置。

背景技术

随着科技不断的发展，变频器出现多功能化，多结构化。对于普通变频器散热，在很大的程度上是IGBT高速开通和关断产生的热量，温度升高会严重影响IGBT性能以及变频器的安全性，如果加大风机功率，同样会增加成本，同时环境噪音加大。对于普通变频器在工业使用下的安装环境，多为粉尘区，煤矿区，长距离输送区等，必然会导致变频器内部出现粉尘的堆积；而对于长距离输送区，必然会增加尖峰电压，这样增加了变频器炸机的危险。对于普通变频器上电，在合闸的瞬间会对内部整流模块和IGBT模块造成一定的冲击，大大降低了器件的使用寿命，同时在工业环境中，电网电压存在着波动以及谐波干扰和其它的传导干扰，经常会在变频器运行时故障停机。而作为一种安全系数极高的流道式防爆变频器，做到了防爆、防水、防灰尘的优点，利用风或者超低温环境下将变频器内部的热量以流动的形式带走，故称流道式防爆变频器。

实用新型内容

针对现有技术的弊端，本实用新型是提供一种流道式防爆变频器，解决无冲击式上电，停电快速放电，变频器的占用空间大以及散热器噪音大的的技术问题，同时减小了谐波对变频器内部器件的干扰，提高变频器的安全性和实用性。

为解决上述技术问题，本实用新型流道防爆变频器包括：RFI滤波器、输入电抗器、充电电阻、三相接触器、充电接触器、整流桥模块、滤波电容、放电回路、IGBT逆变模块、旁路模块、电流采样传感器以及主控制板系统和驱动板系统。该变频器内部无风机，利用全封闭机身散热。RFI滤波器的输入侧接入电网后与输入电抗器串联，减轻了传导干扰和谐波干扰对流道变频器影响。充电接触器与充电电阻串联，实现无冲击式上电，减少电磁传导干扰，并减小对整流模块的冲击。

作为本实用新型的一种优选电路结构，其母线放电回路实现母线电压快速自动放电，方便维护操作。

作为本实用新型的另一种优选电路结构，其输出增加一路旁路模块，当其它路有模块故障时，快速自动切换工作模式，旁路模块投入正常工作状态，提高了变频器的可靠性。

作为一种安全系数极高的流道式防爆变频器，具有防爆、防水、防灰尘的功能，利用风或者超低温环境下将变频器内部的热量以流动的形式带走，故称流道式防爆变频器，有如下的优点：

1、无需加风机进行内部散热，减轻了散热器的重量，无风机噪音干扰。

2、多了三相输入检测，PN母线检测，输出电流检测，以及内部温度实时检测，大大的增加了变频器安全性。

3、变频器安装与通风管道内部，减少了陆地空间额的占用。

4、母线加放电回路，能在三相断电的同时母线回路自动将母线电压放电到安全电压以下，杜绝母线触电的危险。

5.封闭的防爆腔，做到了防爆、防水、防灰尘。

下面结合附图和本实用新型的实施方式作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型流道式防爆变频器的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，三相电网电压经RFI滤波器1后接入输入电抗器2，主控制板系统12得电后,通过主控制板系统12采集回来的R S T三相电压满足系统要求,然后主控板系统12给定信号使接触器KM1线圈得电吸合充电接触器 5，电网电压经过充电电阻3,经过整流桥模块6将交流电变成直流电,实现无冲击式向母线充电；主控制板系统12在给定的时间内检测母线端口电压,当 PN母线电压达到系统规定的预充电压数值时,再由主控制板系统12发送命令使三相接触器4吸合,吸合后2s将充电接触器5断开,在检测R S T三相电压同时，主控制板系统12给定接触器KM3断开命令。此时系统上电完成并可就绪运行。

母线放电回路8的接触器KM3由主控制板系统12的信号进行控制，实现在上电KM3断开，断电KM3自动吸合，使母线在断电后快速的放电，方便操作。

主控制板系统12给定运行命令后，发送信号给驱动板系统13，逆变电路六路驱动信号控制IGBT逆变模块9工作输出电压信号，然后通过由电流采样传感器11实时检测，通过PID调节控制变频器的输出，达到无速度传感器矢量控制算法的目的。

当逆变电路六路中某一路上下桥臂的IGBT模块出现故障，通过驱动板系统13反馈信号给主控制板系统12，由主控制板系统12判断，以微秒级快速封锁本来故障模块工作的驱动信号，同时可以手动修改内部参数，使故障模块自动封锁，主控制板系统12发驱动信号给旁路模块10工作，接替故障模块实现交接工作，实现无冲击切换，同时将外部故障相线替换为X相即可，达到无需跟换内部模块，即可快速的恢复生产力，保证了系统的可靠性。

防爆变频器的内部结构紧凑，体积的小型化以及全封闭化设计，热量由金属机身带出腔体外，实现内部无风机，节约了成本，杜绝了环境噪音。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。

设计图

流道式防爆变频器论文和设计

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