[实用新型]改进的矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置

说明书

技术领域

本实用新型属于矿用机电设备技术领域，具体涉及一种改进的矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置。

背景技术

目前矿用变频器散热方式现状如下，因为矿用变频器要在矿山井下使用，该场合有多种易燃易爆的气体和物质，所以这种场合的工业设备控制系统只能密封在厚实的防爆金属密封箱体中，但防爆箱体内部空间又不能与外界防爆区域直接进行散热交换，因此如何使变频器在防爆箱内部有效的散热将直接影响设备的正常运行？这一问题一直以来困扰着变频器的制造厂家和矿山使用单位，没有一个彻底有效的解决方法。从目前该设备的现状看，上述问题有几种解决方式，这几种方式都没能够很好的解决变频器的散热问题：变频调速技术应用于低电压、小功率及控制简单的民用设备时，许多人并未认识到对周围设备造成的影响，但当其应用于中高压、大功率、通讯控制复杂的设备，尤其在矿井下供电系统和工作较为复杂的环境中，对周围设备的影响显得特别突出。主要原因是变频器中含有大功率二极管、可控硅整流和大功率高频开关管的逆变等造成的。如图1所示，国内先前生产的变频设备在启动和运行中产生了高次谐波，其谐波份量高于国家标准，对电网产生了较为严重的污染。虽然许多生产厂商认识变频器本身有铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏，但不论何种变频器均会产生高次谐波，且与一般无线电电磁干扰一样会通过传导、电磁辐射和感应耦合等方式，对电网和周围设备造成一些危害，只是干扰的程度不同。系统简单的地面低压小功率变频器的干扰小一些，系统复杂的矿山高压大功率变频器干扰程度尤为突出。矿山井下变频器干扰是客观存在的事实，往往使自身系统甚至系统外的相关联设备不能正常工作，比如出现：变压器温度过高造成其容量裕度变小；电机温度长期高达100℃，电机频繁匝间短路烧毁；各种开关的零序保护动作无法正常使用；设备出现共振现象；振动变送器、温度寻检仪等测控仪表无法正常工作，甚至在安装很短的时间就损坏；电脑、井下的工控计算机以及以单片机为核心的各种电气设备严重瘫痪。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置散热问题和电磁干扰问题的技术解决方案，具体是提供一种改进的矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置。

本实用新型采用的技术解决方案如下：

改进的矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置还包含热管散热单元和电磁干扰抑制单元。

热管散热单元包括热管5，散热片4，热管基板2构成的热管散热器，热管基板2为二级阶梯结构，热管基板2嵌装在变频器防爆壳体3上，功率器件1通过导热绝缘垫片和热管基板2端面密合安装。

电磁干扰抑制单元包括串接在电源输入端的电抗器，或LC型谐波滤波器；动力装置接地线和控制装置接地线分离安装；变频调速装置的计算机控制单元安装在屏蔽腔内；变频调速装置的IGBT驱动单元和控制单元之间使用光纤进行信号传递。

本实用新型的积极效果是：提高了矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置的工作效率和可靠性，减少对电网的高频谐波干扰，保证了电网的供电质量。

附图说明

图1为本实用新型热管散热器结构和安装示意图。

具体实施方式

如图1所示：改进的矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置包含热管散热单元和电磁干扰抑制单元。

热管散热单元包括热管5，散热片4，热管基板2构成的热管散热器，热管基板2为二级阶梯结构，热管基板2嵌装在变频器防爆壳体3上，功率器件1通过导热绝缘垫片和热管基板2端面密合安装。

电磁干扰抑制单元包括串接在电源输入端的电抗器，或LC型谐波滤波器；动力装置接地线和控制装置接地线分离安装；变频调速装置的计算机控制单元安装在屏蔽腔内；变频调速装置的IGBT驱动单元和控制单元之间使用光纤进行信号传递。

一般变频器的功耗为其容量的4％～5％，其中逆变部分约占50％，整流及直流回路约占40％，控制及保护电路占10％左右。因此，需要解决如何将逆变、整流回路高发热器件的热量迅速有效地通过防爆壳体散发出去，保证功率器件的正常工作温度，而热管散热器则是一种较为实用合理的技术途径。