一種防爆型三電平變頻器輸出正弦波濾波裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種防爆型三電平變頻器輸出正弦波濾波裝置，主要由防爆腔體、電抗器和電容構(gòu)成。變頻器的輸出端與電抗器的輸入端連接，電抗器的輸出端與電機(jī)連接，電容連接到電抗器的輸出端。因電容和電抗器都是發(fā)熱源，防爆腔體外殼采用熱管蒸發(fā)制冷方式進(jìn)行散熱。綜合考慮電纜長(zhǎng)度、電纜電感、電感電抗、電壓反射系數(shù)等參數(shù)，合理的選取電抗器和電容的參數(shù)。正弦波濾波器使變頻器的輸出電壓和電流近似于正弦波，可以有效地抑制因長(zhǎng)電纜傳輸在電機(jī)端產(chǎn)生過(guò)電壓、高頻阻尼振蕩，減少電機(jī)諧波疇變系數(shù)和電機(jī)絕緣壓力從而增加電機(jī)的使用壽命，具有輸出波形好，失真度很低，噪聲低、保護(hù)功能齊全，整機(jī)效率高。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種防爆型三電平變頻器輸出正弦波濾波裝置，用于煤礦井下遠(yuǎn) 距離傳輸?shù)淖冾l器和電機(jī)連接。 一種防爆型三電平變頻器輸出正弦波濾波裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 變頻器是交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的重要設(shè)備 之一，能夠帶來(lái)顯著的節(jié)能效果，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了巨大效益。但在很多工業(yè)應(yīng)用中，如油 田鉆井、海洋勘測(cè)、造紙、采礦業(yè)等，變頻器與電動(dòng)機(jī)不在同一安裝位置，需要較長(zhǎng)的電纜線 把變頻器輸出的脈沖信號(hào)傳輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)端，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電壓反射現(xiàn)象，即在電動(dòng)機(jī)端產(chǎn) 生過(guò)電壓、高頻阻尼振蕩，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)繞組和電纜線的絕緣材料老化速度加快，造成電動(dòng)機(jī) 或電纜的絕緣損傷，甚至出現(xiàn)絕緣擊穿，從而縮短電機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電動(dòng)機(jī)燒 毀、電纜爆裂，同時(shí)還會(huì)加速電機(jī)軸承的損壞，增強(qiáng)電磁干擾。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型一種防爆型三電平變頻器輸出正弦波濾波裝置，針對(duì)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)拿} 沖信號(hào)到電機(jī)端，容易產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)燒毀、電纜爆裂等現(xiàn)象，提出了一種輸出波形好，失真度 很低，噪聲低、保護(hù)功能齊全，整機(jī)效率高的正弦波濾波裝置。
[0004] 本實(shí)用新型一種防爆型三電平變頻器輸出正弦波濾波裝置，主要由防爆腔體、電 抗器和電容構(gòu)成，其特征為：變頻器的輸出端與電抗器的輸入端連接，電抗器的輸出端與電 機(jī)連接，電容連接到電抗器的輸出端。電抗器和電容共用一個(gè)防爆腔體，防爆腔體外殼采用 熱管蒸發(fā)制冷方式進(jìn)行散熱。
[0005] 本實(shí)用新型的有益效果是：通過(guò)電抗器和電容進(jìn)行濾波，使變頻器的輸出電壓和 電流近似于正弦波，可以有效地抑制因長(zhǎng)電纜傳輸在電機(jī)端產(chǎn)生過(guò)電壓、高頻阻尼振蕩，減 少電機(jī)諧波疇變系數(shù)和電機(jī)絕緣壓力，從而增加電機(jī)的使用壽命，具有輸出波形好、失真度 低、噪聲低、保護(hù)功能齊全、整機(jī)效率高的特點(diǎn)。綜合考慮電纜長(zhǎng)度、電纜電感、電感電抗、電 壓反射系數(shù)等參數(shù)，合理的選取電抗器和電容的參數(shù)，從而滿足濾波器的空載輸入基波電 流指標(biāo)，使空載損耗不致過(guò)大，降低防爆腔體內(nèi)的溫度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1為防爆型三電平變頻器輸出正弦波濾波裝置電氣原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007] 下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】：
[0008] 如圖1所示，本實(shí)用新型主要由防爆腔體、電抗器和電容構(gòu)成。變頻器的輸出端與 電抗器的輸入端連接，電抗器的輸出端與電機(jī)連接，電容連接到電抗器的輸出端。電抗器三 個(gè)線圈的輸入端分別與變頻器輸出的u、v、w三相相連，電抗器三個(gè)線圈的輸出端分別與電 機(jī)的三相相連，三個(gè)電容的一端并聯(lián)并接地，另外三個(gè)端分別與電抗器三個(gè)線圈的輸出端 相連。
[0009] 電抗器和電容共用一個(gè)防爆腔體，防爆腔體外殼采用熱管蒸發(fā)制冷方式進(jìn)行散 熱。
[0010] 對(duì)電抗器和電容參數(shù)的選取主要是L和C，由于逆變電路輸出電壓波形諧波含量 較高，為獲得良好的正弦波形，必須設(shè)計(jì)良好的LC濾波器來(lái)消除開關(guān)頻率附近的高次諧 波。濾波電容C f是濾除高次諧波，保證輸出電壓的THD滿足要求。Cf越大，則THD小，但是 Cf不斷的增大，意味著無(wú)功電流也隨之增加，從而增加了逆變電源的電容容量，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致 逆變電源系統(tǒng)體積重量增加，同時(shí)電容太大，充放電時(shí)間也延長(zhǎng)，對(duì)輸出波形也會(huì)產(chǎn)生一定 的影響。逆變橋輸出調(diào)制波形中的高次諧波主要降在濾波電感的兩端，所以L的大小關(guān)系 到輸出波形的質(zhì)量。要保證輸出的諧波含量較低，濾波電感的電感值不能太小。增加濾波器 電感量可以更好地抑制低次諧波，但是電感量的增加帶來(lái)體積重量的加大。不僅如此，濾波 電感的大小還影響逆變器的動(dòng)態(tài)特性。濾波電感越大，電感電流變化越慢，動(dòng)態(tài)時(shí)間越長(zhǎng)， 波形畸變?cè)絿?yán)重。減小濾波電感，可以改善電路的動(dòng)態(tài)性能，但使得輸出電流的開關(guān)紋波加 大，增大磁滯損耗，波形也會(huì)變差。
[0011] 綜合以上的分析，電感的電抗為= ，XJ逭頻率的升高而增大。電容 的電抗為
[0012] 4 = 士，xc隨頻率的升高而減小。父巧時(shí)所對(duì)應(yīng)的諧振頻率為/；， 即Je = ^ fic設(shè)逆變器輸出電壓的基波頻率為心，開關(guān)頻率為八，貝彳有〈八。由于 ///；，電感對(duì)基波信號(hào)的阻抗小，電容對(duì)基波分流信號(hào)小，即濾波器允許基波信號(hào)通過(guò)。由 于/?！窗耍姼袑?duì)開關(guān)頻率分量阻抗很大，電容對(duì)開關(guān)頻率分量分流很大，即濾波器不允許 開關(guān)頻率分量通過(guò)，更不允許它的高次諧波分量通過(guò)。輸出正弦波的諧波分量主要集中 在開關(guān)電源附近，因此諧振頻率可以選得較高。根據(jù)電纜長(zhǎng)度、電纜電感、電感電抗、電壓 反射系數(shù)，一般取開關(guān)頻率的0. 04、. 1倍，L通過(guò)逆變輸出電壓的39Γ5%壓降計(jì)算， ΔΕ/= ?￡/ = 2布Π ，得出L的值；再通過(guò)Λ = ,得出C的值。
【權(quán)利要求】
1. 一種防爆型三電平變頻器輸出正弦波濾波裝置，主要由防爆腔體、電抗器和電容構(gòu) 成，其特征為：變頻器的輸出端與電抗器的輸入端連接，電抗器的輸出端與電機(jī)連接，電容 連接到電抗器的輸出端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防爆型三電平變頻器輸出正弦波濾波裝置，其特征是： 電抗器和電容共用一個(gè)防爆腔體，防爆腔體外殼采用熱管蒸發(fā)制冷方式進(jìn)行散熱。
【文檔編號(hào)】H02M1/12GK203911740SQ201420236902
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月11日
【發(fā)明者】許開成, 陸文濤, 朱海軍, 李志遠(yuǎn), 馬永寧 申請(qǐng)人:唐山開誠(chéng)電控設(shè)備集團(tuán)有限公司