[发明专利]一种四象限三电平防爆变频器机芯装置

说明书

本发明涉及电路控制技术领域，具体涉及一种四象限三电平防爆变频器机芯装置，包括冷回馈单元和逆变电源；回馈单元IGBT模块的两侧边均安设有分别与电容电连接的电容正极母排和电容负极母排，母排采用叠层母排。本装置采用三电平矢量控制理论，解决了防爆电机低速时转矩低以及重载启动困难的问题，对负载响应快、转速稳定，在对矿山拖动控制系统中能够达到最优的控制效果。且使得变频机芯在安装空间上得到了合理的利用，进而有效解决了防爆机箱空间利用率低的问题，本装置同时具有设计合理、体积小、装配便捷及成本低等特点。

技术领域

本发明涉及电路控制技术领域，具体涉及一种四象限三电平防爆变频器机芯装置，带有上述机芯装置的防爆四象限变频器，以及配置有上述变频器的矿用井下移动变电站。

背景技术

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，是煤炭机械化发展的综合阶段，是煤炭生产力和生产方式革命的新方向，加快推荐智能化采煤工作面和智能化煤矿建设是我国煤炭工业新时期高质量发展的必然要求。

而变频器更是煤矿智能化的重点要求，特别是在煤流系统智能化调速无人化系统关键技术中的应用。随着井下智能工作面的要求，煤矿设备皮带，架空乘人装置，无极绳绞车的控制要求越来越高，而对于四象限变频主要的机芯部分要求显得尤为重要。煤矿现场存在电网功率因数低、电压波动大，供电质量恶化，谐波污染严重，功率因数偏低，供电距离越远，系统电压损失越大，安装体积小等需要问题。

现在智能化工作面，要去少人，无人化，能够远程监控，实时操作设备。这就要求了变频器必须具有故障率低，控制性能快的要求。目前我国矿用变频器，特别是四象限变频器机芯普遍存在体积大，故障率高，维修不方便，元器件质量差，容易炸机等问题，严重影响了煤矿的智能化发展程度。

发明内容

本发明解决的技术问题在于一种四象限三电平防爆变频器机芯装置，本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种四象限三电平防爆变频器机芯装置，包括主控板，I/O板、输入电抗器、输入接触器、充电电阻、滤波电容、叠层母排、回馈单元、逆变单元、键盘显示钣金部分。

所述I/O板连接主控板，并通过以太网进行通讯。所述主控板通过光纤通讯方式连接回馈单元和逆变单元，

输入三相电源连接并进入输入电抗器，经过输入电抗器后，三相电源中的每一相分别通过开关和一个输入接触器和一个充电电阻连接，输入接触器和充电电阻后的电线汇合后进入回馈单元进行，回馈单元连接滤波电容和逆变单元，逆变单元连接电机。电网输入的电源进入回馈单元经行整流之后又给逆变单元再输出三相电给电机运行。

回馈单元与滤波电容相连接的部分设有叠层母排。变频器回馈单元和滤波电源采用叠层母排连接，具有降低杂散电感，降低尖峰电压保护IGBT的作用，且易于安装，简洁紧凑的设计，节省内部空间，使成本降低。

所述回馈单元和逆变单元由IGBT和驱动板构成，并接受主控板下达的驱动命令。

所述滤波电容为薄膜电容。薄膜电容具有无极性，绝缘阻抗很高，频率特性优异(频率响应宽广)，而且介质损失很小等优点。所述薄膜电容由两个串联后再三组并联。串联电压升高，容量不变。并联电压不变，容量升高，满足变频器滤波储能作用。

进一步的，所述四象限三电平防爆变频器机芯装置运行命令方式为键盘控制，键盘能够实时监测变频器运行数据。

进一步的，IGBT与驱动板为直接连接方式，所述直接连接方式为螺栓或焊接固定，IGBT与驱动板之间不存在连接线。

进一步的，所述四象限三电平防爆变频器机芯装置的控制方式为速度开环矢量控制或速度闭环矢量控制。其中，采用速度开环控制的电机动态响应和精度不如闭环控制，可以根据不同的场合与控制要求选择不同的控制方式。