中压防爆变频器设计与研究

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中压防爆变频器设计与研究

作者：田云泉李艳玲朱彦丽

来源：《科技视界》2014年第03期

【摘要】本文针对煤矿井下中压变频器的主回路设计、控制系统软件设计、控制算法、

及结构设计进行了详细分析说明。

【关键词】变频器；PLC；三电平；冷却系统

0 引言

针对我国煤机装备制造业发展现状，根据《国家经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》精神，为了加快智能制造装备的创新发展和产业化、推动煤机装备制造业转型升级、公司提出并组织中高压变频调速控制系统、智能监测与诊断的研究；公司多年从事变频器的研究、开发与生产并具有开发大功率变频器的实力，对此领导积极要求变频器研发部和工程部针对刮板输送机专用变频器要求作出相应科学方案，力争把这个项目做成精品，力争达到国际先进水平。

1 产品组成

本解决方案提出了应用于刮板输送机专用变频器解决方案，整个变频器包括负责整流部分、逆变部分、卸荷电路部分、输出滤波部分、水冷系统及控制部分组成。主回路单元的核心部分是DFE整流单元和逆变单元，还包括隔离开关、预充电电路、输入电抗器、支撑电容组、放电电路、输出滤波器等。控制系统包括PLC控制器、操作面板及显示屏、功率处理单元、光纤耦合单元以及辅助控制电路。变频器系统构成如图1所示：

2 电气设计方案

2.1 主电路方案

2.1.1 主电路拓扑

主电路方案如图2所示，整流器单元采用的是DFE二极管12脉波拓扑结构，逆变单元采用的是三电平NPC拓扑结构。

2.1.2 整流单元

整流单元主要包括输入接线端子、12脉波二极管整流电路以及输入电流传感器。输入电

流传感器用以保护整个输入电路，控制系统根据输入电流传感器的采样数据对上游电路的输入断路器进行分励及合闸动作。