專利名稱：防爆變頻器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種防爆變頻器，用于易燃易爆環境中大型帶式輸送機的軟起動和軟制動控制，屬于防爆電控設備。
隨著我國科學技術突飛猛進的發展，新材料、新技術層出不窮，煤炭行業廣泛使用的帶式輸送機正朝著高速、寬幅、長距離、大運量輸送方向發展。新型帶式輸送機的大型化要求與之配套的電機功率增大，大型電機的起動形式直接影響供電線網正常運行；同時新型帶式輸送機對輸送皮帶的保護、延長其使用壽命提出了更高要求，因為皮帶價值約占帶式輸送機總價值的四分之三，而影響輸送皮帶使用壽命的主要因素是電機起動時的沖擊載荷引起皮帶張力劇增，嚴重時甚至拉斷皮帶。為適應煤炭工業新形勢的要求，確保帶式輸送機安全、正常運轉，國家煤礦安全監察局發布的2001版《煤礦安全規程》第373條第9款明確規定“帶式輸送機應加設軟起動裝置，下運帶式輸送機應加設軟制動裝置”。為軟起動器在煤炭行業的推廣應用提供了法律法規依據。目前常用的交流電機軟起動器有機械型式、電氣控制型式和特種電機型。機械型式包括變間距帶輪式、液力偶合式、電磁或液壓摩擦片式等；電控型式包括普通降壓式、可控硅降壓式、變頻式等；特種電機包括多極電機、開關磁阻電機等。
液力偶合軟起動器是利用液量的增減來改變輸出軸的轉速，以獲得軟起動的效果，其加速平緩，沖擊載荷小，但液力偶合器傳動效率低、損耗大，液壓油泄漏現象難免，環境污染嚴重，而且液壓油頻繁更換，既加大了井下作業工作強度，又增加了采掘生產成本。此外采用該軟起動器的大功率電機起動仍然需要采取軟起措施以減少對電網的沖擊。
可控硅降壓軟起動器采用三組反并聯的可控硅組件，并按設計的起動曲線程序控制可控硅的觸發角進行無級調壓，以控制電機的輸出轉矩，達到軟起動的目的。它具備液力偶合器的優點，而且無環境污染，對電網沖擊小，結構簡單，操作方便，性價比優。
相比之下，變頻軟起動器具有更優良的軟起動效果，起動曲線更光滑、平緩，起動電流更小。用于帶式輸送機的變頻器為恒轉矩型，工頻電源經整流、逆變處理后，按設定程序對電機進行變頻控制，能夠實現零速1.5～2倍滿轉矩軟起動，尤其適合帶式輸送機重載起動。變頻軟起動器具備逐步取代液力偶合器(包括國外進口的CST)和可控硅降壓軟起動器的應用前景。中國專利(申請號032286066)曾公開了一種防爆變頻器，該機應用于井下帶式輸送機軟起動和軟停車，具有極佳的起動保護效果。
但由于帶式輸送機的負載特性確定變頻器必須為恒轉矩型，不需根據工況頻繁地調頻調速，變頻器在線控制并沒有明顯的節能效果，而功率元件長時間大電流高頻率開關工作，會導致防爆箱內熱量集聚、溫度升高，嚴重影響變頻器正常工作，提高了機器的散熱要求。
本實用新型旨在解決防爆變頻器工、變頻切換，提供一種用于礦井、化工等易燃易爆環境下大功率帶式輸送機、刮板輸送機等轉矩型負載軟起動和軟制動的防爆變頻器。
為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是一種防爆變頻器，包括整流單元、濾波單元、逆變單元、驅動控制單元和防爆外殼，它還包括一個旁路系統；所述驅動控制單元中配置了同步跟蹤控制板；所述變頻器旁路系統由兩只或者三只接觸器和相應線路組成；后者三只接觸器分別安裝在變頻器的輸入端和輸出端以及它們的旁路線路中；前者兩只接觸器分別安裝在變頻器的輸出端以及它們的旁路線路中，變頻器前級必須配置隔離開關。
本實用新型的優點1〕采用同步跟蹤控制技術，實現變頻器的工頻和變頻切換，即以變頻實現軟起動，當頻率達到50Hz，起動完畢，命令變頻器鎖定工頻電源相位，待變頻電源相位與之相同時，將變頻旁路，以工頻運行；停車時再由工頻切換回變頻，實現變頻軟制動；2〕采用智能同步跟蹤器，使工變頻切換平滑，電流躍變小；3〕由于變頻僅用于軟起軟停，大大減少在線工作時間，既可以大幅度降低散熱要求，減少成本，又可以有效地延長變頻器使用壽命；
4〕由于散熱要求低，防爆箱內變頻器可以設計緊湊，從而縮短連接電路，有效抑制線路間滋生電感，減少過壓爆管現象，確保變頻器正常工作。
圖1是本實用新型防爆變頻器的三接觸器主電路結構示意圖。
圖2是本實用新型防爆變頻器的兩接觸器主電路結構示意圖。
下面結合實施例對本實用新型作進一步說明。圖1、圖2所示防爆變頻器置包括整流單元7、濾波單元5、逆變單元4、驅動控制單元2和防爆外殼，在驅動控制單元中配置了同步跟蹤控制器1。同步跟蹤器采集工頻電源相位并鎖定跟蹤，同時指令驅動控制單元調整變頻相位，兩者相吻合后，借助一組接觸器3、6和8，實行工變頻旁路切換。圖1為三只接觸器組成的變頻旁路系統，其中兩只分別安裝在變頻器的輸入端和輸出端，另一只安裝在并聯旁路線路中；圖2為兩只接觸器組成的變頻旁路系統，兩者分別安裝在變頻器的輸出端以及它們的旁路線路中，但為了調整、檢修安全，變頻器前級必須配置隔離開關。
起動工作時，接觸器6斷開，接觸器3、8吸合，變頻器工作，頻率由0逐步升至50Hz，實現軟起動，當頻率達到50Hz，起動完畢，命令變頻器鎖定工頻電源相位，待變頻電源相位與之相同時，接觸器3、8先斷開，瞬間接觸器6吸合，將變頻旁路，以工頻運行；停車時再由工頻切換回變頻，實現變頻軟制動停車。
權利要求1.一種防爆變頻器，包括整流單元、濾波單元、逆變單元、驅動控制單元和防爆外殼，其特征在于a.所述防爆變頻器還包括一個旁路系統；b.所述驅動控制單元中配置了同步跟蹤控制裝置。
2.如權利要求1所述的防爆變頻器，其特征在于所述變頻器旁路系統由三只接觸器和相應線路組成。
3.如權利要求1所述的防爆變頻器，其特征在于所述變頻器旁路系統由兩只接觸器和相應線路組成。
4.如權利要求2所述的防爆變頻器，其特征在于三只接觸器分別安裝在變頻器的輸入端和輸出端以及它們的旁路線路中。
5.如權利要求3所述的防爆變頻器，其特征在于兩只接觸器分別安裝在變頻器的輸出端以及它們的旁路線路中。
專利摘要一種防爆變頻器，用于易燃易爆環境中大型帶式輸送機的軟起動和軟制動控制，它包括整流單元7、濾波單元5、逆變單元4、驅動控制單元2、防爆外殼和一組接觸器3、6、8，在驅動控制單元中配置了同步跟蹤控制器1，可完成防爆變頻器工、變頻切換，實現變頻軟起軟停和工頻在線工作，從而降低防爆變頻器制造成本、延長變頻器使用壽命。
文檔編號H02M5/44GK2678239SQ200420019839
公開日2005年2月9日 申請日期2004年1月18日 優先權日2004年1月18日
發明者陳漢英, 蔣支禾, 高國強, 張建民, 張偉, 王立偉, 陳海潮 申請人:上海申地自動化科技有限公司, 晉城礦務局機電設備租賃站, 山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司機電總廠