[发明专利]一种3300V高压永磁变频电机一体机

说明书

本发明公开了一种3300V高压永磁变频电机一体机，包括永磁同步电动机和安装于永磁同步电动机上方的变频器，所述永磁同步电动机和所述变频器通过法兰连接，所述变频器内设有动力电源接线腔、输入电抗器接线腔和主控腔，所述主控腔内部包含能够实现永磁同步电动机矢量控制的主控单元、整流器件、电容储能模块和逆变功率单元，所述的永磁同步电动机为具有九相独立线圈绕组的永磁同步电动机。本发明的有益效果是，结构简单，实用性强。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是一种3300V高压永磁变频电机一体机。

背景技术

目前，煤矿井下使用的3300V高压变频器主要应用于刮板运输机上，其驱动电机一般为异步感应电机，驱动部分除了电机还包含减速器、液力耦合器等机械结构，传动系统结构复杂、耗电量大、占用较大的空间、维护不便，由于电路结构上采用单元串联的形式，体积普遍偏大，较之于井下狭小的作业空间以及严苛的作业条件，给正常生产带来极大的不便。受到技术条件和矿山机械设备制造水平的制约，变频器和电机往往分开放置，两者通过电缆连接，由于连接电缆的存在会使系统整体性能降低，电缆过短会使电机端电源供电距离受限，电缆过长则会因长距离变频供电导致电机端du/dt较大，过高的电压尖峰将会引起电机绝缘老化甚至击穿，缩短电机的使用寿命。

现有的高压变频器一般采用级联式多电平技术，通过多个单元串联连接，每个单元内部均包含整流、滤波、逆变等变频器的全部回路拓扑结构，虽然内部功率模块可以使用低压模块，但采用该方式的变频器结构庞大、生产成本较高、控制方式复杂，由于现场工况负载波动较大，控制性能要求相应提高，同时回路中过多的元器件会增加变频器的故障发生率，不利于设备长期可靠稳定运行。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种3300V高压永磁变频电机一体机。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种3300V高压永磁变频电机一体机，包括永磁同步电动机和安装于永磁同步电动机上方的变频器，所述永磁同步电动机和所述变频器通过法兰连接，所述变频器内设有动力电源接线腔、输入电抗器接线腔和主控腔，所述主控腔内部包含能够实现永磁同步电动机矢量控制的主控单元、整流器件、电容储能模块和逆变功率单元，所述的永磁同步电动机为具有九相独立线圈绕组的永磁同步电动机。

所述变频器的整流器件采用三相半控桥式模块串联均压整流，所述整流器件使用二极管串联电阻接入一相输入回路的形式提供上电回路。

所述整流器件和二极管下方设有绝缘导热件。

所述永磁同步电动机连有水冷散热器，所述水冷散热器的水冷板内嵌水路通道并与所述永磁同步电动机内部水道串接形成一个供水冷却回路。

所述水冷散热器的水冷板进出水口与所述永磁同步电动机的水道连接处采用O型密封圈进行密封。

所述变频器上设有参数显示屏和通电指示灯，所述变频器上设有用于与外部信号和主回路电缆连接的接口。

所述电容储能模块由三组电容组串联组成，所述电容组由多个电容并联组成，所述电容组两端还并联有均压电阻。

所述变频器的逆变功率单元通过采用多个低压逆变模块串联分压形成三组两电平逆变单元串联九相输出的主回路拓扑结构，每个输出端对应连接于具有九路独立线圈绕组的永磁同步电动机的电源输入端。

所述变频器的每个输出端均安装有独立霍尔元件对实时电流进行采样。

所述永磁同步电动机内部包含三组单元电机，所述单元电机均包含三相独立线圈绕组，所述独立线圈绕组间均电气隔离，所述独立线圈绕组的阻抗一致，所述三组单元电机中性点独立连接，所述九路独立线圈绕组共同作用产生永磁同步电机内部的旋转磁场。