論文資料防爆變頻器的研制和開發(fā)（word）可編輯

1、防爆變頻器的研制和開發(fā) 一、前言隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,變頻調(diào)速技術(shù)日益成熟,通用變頻器得到了迅速發(fā)展,各種品牌的變頻器在自控領(lǐng)域的各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。但在一些有爆炸性氣體和粉塵比較多的地方(煤礦焦化廠部分化工廠)變頻器還沒有得到充分的應(yīng)用,究其原因主要是這些地方的變頻器需要防爆,而這種變頻器現(xiàn)在市場上還未見成熟產(chǎn)品。根據(jù)上述情況,我們山東風(fēng)光電子有限公司與大屯煤電(集團(tuán))有限公司聯(lián)合開發(fā)研制成功了礦用防爆變頻器,該產(chǎn)品已經(jīng)過有關(guān)部門鑒定,現(xiàn)已在大屯煤礦正式投產(chǎn)使用.二、變頻器的技術(shù)要求1、工作環(huán)境 有爆炸性氣體或粉塵較多的環(huán)境 （防爆）；2、輸入電壓 交流660v10% ；3、調(diào)

2、速范圍 250hz ；4、保護(hù)功能 具有短路、過流、過壓、欠壓、超溫、停電閉鎖等功能；5、工作方式 24小時連續(xù)工作制；6、其他技術(shù)指標(biāo)與通用變頻器相同。三、變頻器的控制原理1.主回路部分 變頻器主回路包括空氣斷路器、三相整流器、濾波電容、igbt逆變器 圖1： 主回路電氣原理框圖2.控制回路部分 變頻器控制部分包括cpu控制器、igbt驅(qū)動電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、保護(hù)電路、操作顯示電路。其控制原理框圖如下：圖2 控制原理框圖3、變頻器所用主要元件都是選用世界知名公司生產(chǎn)的名牌產(chǎn)品，性能優(yōu)良，質(zhì)量可靠。 （1）逆變器部分選用德國西門子公司的igbt模塊，該模塊飽和壓將 低，母線電感小

3、，開關(guān)頻率高，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。 （2）cpu控制器選用美國intel公司的87c196mc單片機(jī)，該芯片功能齊全，運算速度快，是一種高性能的chmos 16位單片機(jī)，它功耗小，除正常工作外還可以工作于2種節(jié)電方式：待機(jī)方式和掉電方式。它內(nèi)部有一個波形發(fā)生器，可以輸出2組互補(bǔ)的3相pwm信號，特別使用于電機(jī)控制系統(tǒng)。 （3） 驅(qū)動電路采用日本三菱公司的m57959l專用驅(qū)動模塊，該模塊驅(qū)動功率大，信號隔離強(qiáng)，集成化程度高，性能優(yōu)良，使用方便。四、防爆變頻器研制中的問題和對策1、防爆問題 由于該變頻器所使用的環(huán)境有爆炸性氣體或粉塵較多，這就要求變頻器密封防爆，所以它的外殼不能用普通的殼體，必需

4、用標(biāo)準(zhǔn)的防爆腔，把變頻器所有的元件都裝在防爆腔內(nèi)。在防爆腔門上開一個觀察窗，把顯示部分裝在上面，把啟動、停止、調(diào)速控制裝在防爆腔門上。 2、散熱問題由于變頻器的所有元件都裝在防爆腔內(nèi)，空氣不能流動，散熱問題成為該變頻器所要解決的關(guān)鍵問題。在這里我們采用了一種新的散熱技術(shù)-熱管散熱技術(shù)。（1）熱管技術(shù)原理熱管是一種具有極高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點。由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小等優(yōu)點。（2）變頻器結(jié)構(gòu)布置我們將主回路設(shè)計成一個大單

5、元，安裝在長方形防爆腔內(nèi)后壁，后壁上通過一個過度散熱器與igbt模塊、整流模塊等發(fā)熱元件接合，防爆外殼外壁加焊槽形散熱器，過度散熱器與槽形散熱器通過熱管相連接。變頻器內(nèi)部產(chǎn)生的熱量就通過防爆腔后壁過度散熱器 熱管 槽形散熱器散發(fā)出去。3、主回路結(jié)構(gòu)與通用變頻器的不同（1）沒有延時回路 避免因延時繼電器動作時產(chǎn)生電火花造成的不安全因素，增加了變頻器的安全可靠性。（2）整流器容量選擇比通用變頻器增大一倍 目的是為了耐受住變頻器開機(jī)瞬間電容充電電流的沖擊。（3）濾波電容選用多只無感電容并聯(lián)電解電容體積大，高溫環(huán)境下易爆炸，不安全；而無感電容體積小，耐高溫、高壓，在這種環(huán)境下應(yīng)用非常安全。 五、結(jié)束語

6、防爆變頻器研制成功，填補(bǔ)了變頻器應(yīng)用行業(yè)的一項空白。當(dāng)然，我們還將在結(jié)構(gòu)、工藝、功能等方面進(jìn)一步完善，把防爆變頻器做的更完美，更可靠，更齊全。相信不遠(yuǎn)的將來防爆變頻器在自動化領(lǐng)域內(nèi)會有一個燦爛的天空。 蚈袁芄蒃蒁螇芄芃蚇螃芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇芁薀薈袃芀芀螃蝿荿莂薆肈莈蒄螁羄莈薇薄袀莇莆螀袆羃蒈蚃螂羂薁袈肀羂芀蟻羆羈莃袆袂羀蒅蠆螈聿薇蒂肇肈芇蚇肅肇葿蒀罿肆薂螆裊肆芁蕿螁肅莄螄肀肄蒆薇羅膃薈螂袁膂羋薅螇膁莀螁蚃膀薂薃肂膀節(jié)衿羈腿莄螞襖膈蕆袇螀膇蕿蝕聿芆艿蒃羅芅莁蚈袁芄蒃蒁螇芄芃蚇螃芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇芁薀薈袃芀芀螃蝿荿莂薆肈莈蒄螁羄莈薇薄袀莇莆螀袆羃蒈蚃螂羂薁袈肀羂芀蟻羆羈莃袆袂羀蒅蠆螈聿薇蒂肇肈芇蚇肅肇葿蒀罿肆薂螆裊肆芁蕿螁肅莄螄肀肄蒆薇羅膃薈螂袁膂羋薅螇膁莀螁蚃膀薂薃肂膀節(jié)衿羈腿莄螞襖膈蕆袇螀膇蕿蝕聿芆艿蒃羅芅莁蚈袁芄蒃蒁螇芄芃蚇螃芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇芁薀薈袃芀芀螃蝿荿莂薆肈莈蒄螁羄莈薇薄袀莇莆螀袆羃蒈蚃螂羂薁袈肀羂芀蟻羆羈莃袆袂羀蒅蠆螈聿薇蒂肇肈芇蚇肅肇葿蒀罿肆薂螆裊肆芁蕿螁肅莄螄肀肄蒆薇羅膃薈螂袁膂羋薅螇膁莀螁蚃膀薂薃肂膀節(jié)衿羈腿莄螞襖膈蕆袇螀膇蕿蝕聿芆艿蒃羅芅莁蚈袁芄蒃蒁螇芄芃蚇螃