[发明专利]矿用隔爆兼本质安全型变频器

说明书

技术领域

本发明属于变频器技术领域，尤其涉及一种矿用隔爆兼本质安全型变频器。

背景技术

矿用隔爆兼本质安全型变频器主要用于矿井下作业，由于其功率较大，正常工作时要产生大量的热量。由于矿用隔爆兼本质安全型变频器有防爆要求，整个设备被密封于防爆腔体内，不利于与外界进行热量的交换，所以如果不考虑其散热问题，防爆腔内的温度会超过变频器正常工作所需要的温度环境，导致功率器件烧毁，或者影响控制系统电子器件失效。在设备运行过程中，功率器件需要完成高频率的开关和导通动作，其产生的开关损耗和导通损耗最终转化为热量释放到运行环境中。因此功率器件是大功率变频器中最主要的发热元件。而在功率器件的开关损耗中，开关损耗占有绝对的比重。

目前，对于传统四象限运行的变频器来说，系统长时间四象限运行，整流侧和逆变侧功率器件一直进行着高频开关动作，开关损耗无疑增大了设备的散热难度。为了保证设备正常工作，一般从机械机构上改进和优化散热和通风方案，但是由于矿用隔爆兼本质安全型变频器工作环境的特殊性，因此改进空间有限。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种减少功率器件开关频率、不仅可以保证能量的双向流动，而且从根本上大大降低设备的总发热量，缓解了设备的散热困难提高散热性能，有效提高变频器使用寿命的矿用隔爆兼本质安全型变频器

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种矿用隔爆兼本质安全型变频器，包括整流器和逆变器，所述整流器包括一滤波单元、一预充电单元、一整流控制单元、一功率单元、一六路PWM驱动单元、一组高压支撑电容单元和一整流显示/键盘等构成；所述逆变器包括一逆变控制单元、一功率单元、一六路PWM驱动单元和一逆变显示/键盘构成；还包括一由整流功率接口板及逆变功率接口板组成的功率接口板，所述功率接口板包括检测电路模块，检测电路将检测到的实际直流电压值和参考直流电压值比较，当检测直流电压大于参考直流电压且超出范围时，判定系统工作于逆变状态，控制系统给整流侧功率开关管发驱动脉冲信号，功率开关管正常开关；反之，整流侧功率开关管处于关断状态。

上述的矿用隔爆兼本质安全型变频器，所述功率接口板包括电流检测模块、电压检测模块及温度检测模块。

本发明矿用隔爆兼本质安全型变频器的优点是：四象限变频器具有可使能量双向流动、将负载端能量回馈到电网端的优点，真正实现了绿色节能。不过在矿用变频器运行的许多现场，并不需要负载经常性地向电网回馈电能。对于这种情况，本发明在矿用隔爆兼本质安全型变频器的控制算法中加入了间断控制模式。当系统运行于所述模式下时，控制系统检测到的实际直流电压值和参考直流电压值进行比较。当实际直流电压与参考直流电压的差值在一定的范围内，说明设备工作于整流状态，则控制系统不给变频器整流侧功率开关管发驱动脉冲信号，那么整流侧的功率开关管处于关断状态，此时整流侧的功率开关管的开关损耗为零，缓解的设备的发热状况；当实际直流电压高于参考直流电压并超出一定的界限，此时说明负载端能量已向电网端回馈，判定系统工作于逆变状态，那么控制系统给整流侧功率开关管发驱动脉冲信号，整流侧功率开关管进行正常开通和关断，将负载端的能量回馈到电网。本发明不仅可以保证能量的双向流动，而且从根本上大大降低了设备的总发热量，缓解了设备的散热困难。

附图说明

图1为四象限变频器的电流结构原理图。

图2为四象限变频器的结构示意图。

图3为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

如图1所示，包括：电网电压1，输入滤波单元2，预充电单元3，整流器功率单元4，高压直流支撑电容单元5，逆变侧功率单元6，电机7，整流侧控制单元8，整流侧显示/键盘9，整流侧PWM驱动单元10，逆变侧控制单元11，逆变侧显示/键盘12，逆变侧PWM驱动单元13。