一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统的制作方法

专利2022-05-09  43


本实用新型涉及掘进机主截割电机变频调速技术,具体涉及一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统。



背景技术:

掘进机是矿井作业的专业掘进设备,能够对不同强度的岩层进行有效钻掘。掘进机作业时,随着其行走机构的不断推进,其主截割电机负责破碎岩石,然后将破碎的岩石运走。

目前,掘进机的主截割电机均采用变极对数的调速方法进行调速。变极对数调速方法主要通过改变电机定子绕组接线方式来改变电机定子极对数,由此达到调速目的。显然,该调速方法属于有级调速,其极差较大。因此,掘进机的主截割电机无法获得平滑的调速特性。更严重的是,一旦碰到坚硬岩层,主截割电机的几种速率无法满足切割的需要,可能会使得电机堵转从而停止截割,无法完成生产任务进而造成较大经济损失。

为解决上述问题,有必要发明一种适用于掘进机主截割电机的新型调速装置。通过优化启动以及调速性能,实现高功率因数的操作,进而提高设备的电力节约效果。也就是把交流变频的调节控制技术很好地运用在掘进机截割头部件的平滑调速过程中,这样就能很好地提升截割过程的适应性,降低掘进机无功功率的消耗以及截齿消耗,同时还能提高掘进过程的稳定性以及效率,降低设备运行过程中产生的粉尘浓度以及噪音等污染,进一步改善掘进机的工作环境。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统,以解决传统掘进机主截割电机无法实现平滑调速的问题。

本实用新型提供一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统,包括三相桥式不控整流电路、滤波电路、预充电电路、放电电路、逆变电路、检测电路;

所述三相桥式不控整流电路由六个整流二极管组成;

所述滤波电路由滤波电感、支撑电容组成;

所述预充电电路由预充电电阻组成;

所述放电电路包括放电电阻;

所述逆变电路包括六个igbt、六个脉冲驱动单元和三个吸收电容;

所述检测电路包括电压霍尔传感器和电流霍尔传感器。

优选的,六个整流桥二极管反向击穿电压均不低于4500v,通态平均电流不低于270a。

优选的,支撑电容电容量均为4mf。

优选的,预充电电阻值均为150ω,功率不低于400w。

优选的,六个igbt额定电压均为3500v,额定电流为800a。

优选的,吸收电容的额定电压均不低于2200v,电容量均为1μf。

本实用新型的有益效果为:有效地实现了掘进机主截割电机的平滑调速,很好地提升了截割过程的适应性和掘进过程的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图;

图2为本实用新型工作原理图;

图中,

1、三相桥式不控整流电路;2、滤波电路;3、预充电电路;4、放电电路;5、逆变电路;6、检测电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

本实用新型提供一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统,包括三相桥式不控整流电路1、滤波电路2、预充电电路3、放电电路4、逆变电路5、检测电路6;

所述三相桥式不控整流电路1由六个整流二极管组成;

所述滤波电路2由滤波电感、支撑电容组成;

所述预充电电路3由预充电电阻组成;

所述放电电路4包括放电电阻;

所述逆变电路5包括六个igbt、六个脉冲驱动单元和三个吸收电容。

通过控制功率器件igbt的导通和关断,输出交变的脉冲电压序列。由于功率器件总是工作在开关状态,在额定电压条件下导通,在带电流条件下关断,且关断和导通时间在2μs左右,故功率器件开关时,会产生很高的电压和电流的尖刺。采用无感吸收电容,可用于消除尖刺,保护功率器件;

所述检测电路6包括电压霍尔传感器和电流霍尔传感器。

输入电抗器主要用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击,平滑电网电压中包含的尖峰脉冲或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷,可有效地保护变频器,改善功率因数,它既能阻止来自电网的干扰,又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。输出电抗器主要作用是补偿长线(50~200m)分布电容的影响,并能抑制输出谐波电流,提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt,减少高频漏电流,起到保护变频器和减小设备噪声的作用。

变频器结构是交—直—交的电压变换形式,整流单元将交流电压整成直流后,利用直流支撑电容对整流后的电压进行平波处理。变频器中所使用的直流滤波电容采用模块化设计,每个滤波模块可以独立地并联于直流母线上,并且该滤波电容为薄膜电容,不存在正负极的问题,便于安装和调试。该变频器系统通过接触器切换使变频器可以在变频回路和工频回路切换。两套独立系统,增加了该电气系统的稳定性。

本实施例中优选的,六个整流桥二极管反向击穿电压均不低于4500v,通态平均电流不低于270a。

本实施例中优选的,支撑电容电容量均为4mf。

本实施例中优选的,预充电电阻值均为150ω,功率不低于400w。

本实施例中优选的,六个igbt额定电压均为3500v,额定电流为800a。

本实施例中优选的,吸收电容的额定电压均不低于2200v,电容量均为1μf。

需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述的本实用新型实施方式,并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。


技术特征:

1.一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统,包括三相桥式不控整流电路、滤波电路、预充电电路、放电电路、逆变电路、检测电路;

其特征在于,

所述三相桥式不控整流电路由六个整流二极管组成;

所述滤波电路由滤波电感、支撑电容组成;

所述预充电电路由预充电电阻组成;

所述放电电路包括放电电阻;

所述逆变电路包括六个igbt、六个脉冲驱动单元和三个吸收电容;

所述检测电路包括电压霍尔传感器和电流霍尔传感器。

2.根据权利要求1所述的一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统,其特征在于,六个整流桥二极管反向击穿电压均不低于4500v,通态平均电流不低于270a。

3.根据权利要求2所述的一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统,其特征在于,支撑电容电容量均为4mf。

4.根据权利要求3所述的一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统,其特征在于,预充电电阻值均为150ω,功率不低于400w。

5.根据权利要求4所述的一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统,其特征在于,六个igbt额定电压均为3500v,额定电流为800a。

6.根据权利要求5所述的一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统,其特征在于,吸收电容的额定电压均不低于2200v,电容量均为1μf。

技术总结
此变频调速系统具体是一种一种适用于掘进机截割机构的变频调速系统。本实用新型克服了传统掘进机主截割电机调速系统无法实现平滑调速的问题。该系统包括三相桥式不控整流电路、预充电电路、放电电路、滤波电路、逆变电路、检测电路。整流电路由整流二极管组成三相桥式电路;滤波电路由滤波电感和支撑电容组成;放电电路由放电电阻组成;逆变电路包括IGBT和吸收电容;检测电路包括电压霍尔传感器和电流霍尔传感器。

技术研发人员:孙志华;翟佳丽;李婷
受保护的技术使用者:无锡军工智能电气股份有限公司
技术研发日:2020.08.05
技术公布日:2021.08.03

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