掘進(jìn)機(jī)變頻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，具體是一種掘進(jìn)機(jī)變頻器。本發(fā)明解決了現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)調(diào)速技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速的問題。掘進(jìn)機(jī)變頻器，包括三相橋式不可控整流電路、濾波電路、預(yù)充電電路、放電電路、逆變電路、檢測電路；所述三相橋式不可控整流電路由第一-第六整流二極管組成；所述濾波電路包括濾波電感、支撐電容；所述預(yù)充電電路包括預(yù)充電電阻；所述放電電路包括第一放電電阻、第二放電電阻；所述逆變電路包括第一-第六IGBT、第一-第六驅(qū)動板、第一-第三吸收電容；所述檢測電路包括霍爾電壓傳感器、第一-第三霍爾電流傳感器。本發(fā)明適用于掘進(jìn)機(jī)，尤其適用于EBZ260型掘進(jìn)機(jī)。
【專利說明】掘進(jìn)機(jī)變頻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，具體是一種掘進(jìn)機(jī)變頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]掘進(jìn)機(jī)是煤礦井下作業(yè)的重要設(shè)備。掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)行作業(yè)時，隨著其行走機(jī)構(gòu)向前推進(jìn)，其主切割電機(jī)不斷地破碎巖石，然后將碎巖運(yùn)走。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，掘進(jìn)機(jī)的主切割電機(jī)均采用變極對數(shù)的調(diào)速方法進(jìn)行調(diào)速。變極對數(shù)調(diào)速方法具體是指:通過改變電機(jī)定子繞組的接線方式來改變電機(jī)定子極對數(shù)，由此達(dá)到調(diào)速目的。實(shí)踐表明，由于變極對數(shù)調(diào)速方法屬于有級調(diào)速，其級差較大，導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)的主切割電機(jī)無法獲得平滑調(diào)速特性。具體而言，當(dāng)采用變極對數(shù)調(diào)速方法對掘進(jìn)機(jī)的主切割電機(jī)進(jìn)行調(diào)速時，主切割電機(jī)只能在一種或或兩種速率下運(yùn)行，其調(diào)速特性不能滿足切割各種等級巖層的需要，一旦碰到堅(jiān)硬的巖層，便無法保持正常工作(嚴(yán)重時電機(jī)堵轉(zhuǎn)，不得不停止切割，退出刀盤)，由此不僅嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度，而且會造成重大經(jīng)濟(jì)損失。基于此，有必要發(fā)明一種適用于掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)的全新調(diào)速裝置，以解決現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)調(diào)速技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)調(diào)速技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速的問題，提供了 一種掘進(jìn)機(jī)變頻器。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:掘進(jìn)機(jī)變頻器，包括三相橋式不可控整流電路、濾波電路、預(yù)充電電路、放電電路、逆變電路、檢測電路；
所述三相橋式不可控整流電路由第一-第六整流二極管組成；
所述濾波電路包括濾波電感、支撐電容；濾波電感的左端與三相橋式不可控整流電路的正輸出端連接；支撐電容的正極與濾波電感的右端連接；支撐電容的負(fù)極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；
所述預(yù)充電電路包括預(yù)充電電阻；預(yù)充電電阻的左端與濾波電感的右端連接；預(yù)充電電阻的右端與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；
所述放電電路包括第一放電電阻、第二放電電阻；第一放電電阻的左端、第二放電電阻的左端均與濾波電感的右端連接；第一放電電阻的右端、第二放電電阻的右端均與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；
所述逆變電路包括第一-第六IGBT、第一-第六驅(qū)動板、第一-第三吸收電容；第一IGBT的集電極與濾波電感的右端連接；第一驅(qū)動板的兩個信號輸出端分別與第一 IGBT的柵極和發(fā)射極連接；第二 IGBT的集電極與第一 IGBT的發(fā)射極連接；第二驅(qū)動板的兩個信號輸出端分別與第二 IGBT的柵極和發(fā)射極連接；第二 IGBT的發(fā)射極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第一吸收電容的正極與第一 IGBT的集電極連接；第一吸收電容的負(fù)極與第二 IGBT的發(fā)射極連接；第三IGBT的集電極與濾波電感的右端連接；第三驅(qū)動板的兩個信號輸出端分別與第三IGBT的柵極和發(fā)射極連接；第四IGBT的集電極與第三IGBT的發(fā)射極連接；第四驅(qū)動板的兩個信號輸出端分別與第四IGBT的柵極和發(fā)射極連接；第四IGBT的發(fā)射極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第二吸收電容的正極與第三IGBT的集電極連接；第二吸收電容的負(fù)極與第四IGBT的發(fā)射極連接；第五IGBT的集電極與濾波電感的右端連接；第五驅(qū)動板的兩個信號輸出端分別與第五IGBT的柵極和發(fā)射極連接；第六IGBT的集電極與第五IGBT的發(fā)射極連接；第六驅(qū)動板的兩個信號輸出端分別與第六IGBT的柵極和發(fā)射極連接；第六IGBT的發(fā)射極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第三吸收電容的正極與第五IGBT的集電極連接；第三吸收電容的負(fù)極與第六IGBT的發(fā)射極連接；
所述檢測電路包括霍爾電壓傳感器、第一-第三霍爾電流傳感器；霍爾電壓傳感器的正輸入端與濾波電感的右端連接；霍爾電壓傳感器的負(fù)輸入端與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第一霍爾電流傳感器串接于第一 IGBT的發(fā)射極的引出端；第二霍爾電流傳感器串接于第三IGBT的發(fā)射極的引出端；第三霍爾電流傳感器串接于第五IGBT的發(fā)射極的引出端。
[0005]工作時，將三相橋式不可控整流電路的三相輸入端與三相輸電線路連接。將第一IGBT的發(fā)射極的引出端、第三IGBT的發(fā)射極的引出端、第五IGBT的發(fā)射極的引出端分別與掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)的三相供電輸入端連接。將第一-第六驅(qū)動板的信號輸入端均與掘進(jìn)機(jī)變頻器控制裝置連接。具體工作過程如下:來自三相輸電線路的三相交流電通過三相橋式不可控整流電路進(jìn)行整流，整流產(chǎn)生的直流電通過濾波電路進(jìn)行濾波，濾波后的直流電通過逆變電路進(jìn)行逆變，逆變產(chǎn)生的三相交流電提供給掘進(jìn)機(jī)的主切割電機(jī)，掘進(jìn)機(jī)由此進(jìn)行作業(yè)。在此過程中，掘進(jìn)機(jī)變頻器控制裝置通過第一-第六驅(qū)動板分別實(shí)時控制第一-第六IGBT進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷，使得逆變產(chǎn)生的三相交流電的波形實(shí)時發(fā)生變化，由此使得掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)時發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)對掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)的平滑調(diào)速。預(yù)充電電路的作用如下:當(dāng)支撐電容的電壓低于設(shè)定值時，整流產(chǎn)生的直流電向支撐電容逐漸充電，預(yù)充電電阻能夠防止支撐電容充電過程中產(chǎn)生過大充電電流，進(jìn)而保護(hù)支撐電容以及其它電路。放電電路的作用如下:當(dāng)需要對掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)進(jìn)行檢修時，支撐電容上存儲的直流電荷釋放在第一放電電阻和第二放電電阻上，由此防止支撐電容上存儲的直流電傷害檢修人員。檢測電路的作用如下:霍爾電壓傳感器實(shí)時檢測逆變電路的直流輸入電壓(即濾波后的直流電電壓)，以供矢量控制計算和過壓保護(hù)使用。第一霍爾電流傳感器、第二霍爾電流傳感器、第三霍爾電流傳感器實(shí)時檢測逆變電路的三相交流輸出電流(即逆變產(chǎn)生的三相交流電電流)，以供矢量控制計算和過流保護(hù)使用。逆變電路中的第一-第三吸收電容的作用如下:當(dāng)?shù)谝?第六IGBT進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷時，第一-第三吸收電容能夠吸收逆變電路中的尖峰過電壓，由此防止第一-第六IGBT被擊穿，進(jìn)而保護(hù)逆變電路?；谏鲜鲞^程，與現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)調(diào)速技術(shù)相比，本發(fā)明所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速。因此，采用本發(fā)明所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器能夠使得掘進(jìn)機(jī)的主切割電機(jī)獲得平滑調(diào)速特性。換言之，主切割電機(jī)能夠滿足切割各種等級巖層的需要，即使碰到堅(jiān)硬的巖層，依然能夠保持正常工作，由此不僅有效保證了生產(chǎn)進(jìn)度，而且有效避免了經(jīng)濟(jì)損失。綜上所述，本發(fā)明所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器通過采用全新結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)調(diào)速技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速的問題。
[0006]本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)主切割電機(jī)調(diào)速技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速的問題，適 用于掘進(jìn)機(jī)，尤其適用于EBZ260型掘進(jìn)機(jī)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:R、S、T為三相橋式不可控整流電路的三相輸入端。
【具體實(shí)施方式】
[0009]掘進(jìn)機(jī)變頻器，包括三相橋式不可控整流電路、濾波電路、預(yù)充電電路、放電電路、逆變電路、檢測電路；
所述三相橋式不可控整流電路由第一-第六整流二極管D1-D6組成；
所述濾波電路包括濾波電感L、支撐電容Cl ;濾波電感L的左端與三相橋式不可控整流電路的正輸出端連接；支撐電容Cl的正極與濾波電感L的右端連接；支撐電容Cl的負(fù)極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；
所述預(yù)充電電路包括預(yù)充電電阻Re ;預(yù)充電電阻Re的左端與濾波電感L的右端連接；預(yù)充電電阻Re的右端與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；
所述放電電路包括第一放電電阻RH、第二放電電阻Rf2 ;第一放電電阻Rfl的左端、第二放電電阻Rf2的左端均與濾波電感L的右端連接；第一放電電阻Rfl的右端、第二放電電阻Rf2的右端均與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；
所述逆變電路包括第一-第六IGBTT1-T6、第一-第六驅(qū)動板K1-K6、第一-第三吸收電容C11-C13 ;第一 IGBTTl的集電極與濾波電感L的右端連接；第一驅(qū)動板Kl的兩個信號輸出端分別與第一 IGBTTl的柵極和發(fā)射極連接；第二 IGBTT2的集電極與第一 IGBTTl的發(fā)射極連接；第二驅(qū)動板K2的兩個信號輸出端分別與第二 IGBTT2的柵極和發(fā)射極連接;第
二IGBTT2的發(fā)射極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第一吸收電容Cll的正極與第一 IGBTTl的集電極連接；第一吸收電容Cll的負(fù)極與第二 IGBTT2的發(fā)射極連接；第三IGBTT3的集電極與濾波電感L的右端連接；第三驅(qū)動板K3的兩個信號輸出端分別與第三IGBTT3的柵極和發(fā)射極連接；第四IGBTT4的集電極與第三IGBTT3的發(fā)射極連接；第四驅(qū)動板K4的兩個信號輸出端分別與第四IGBTT4的柵極和發(fā)射極連接；第四IGBTT4的發(fā)射極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第二吸收電容C12的正極與第三IGBTT3的集電極連接；第二吸收電容C12的負(fù)極與第四IGBTT4的發(fā)射極連接；第五IGBTT5的集電極與濾波電感L的右端連接；第五驅(qū)動板K5的兩個信號輸出端分別與第五IGBTT5的柵極和發(fā)射極連接；第六IGBTT6的集電極與第五IGBTT5的發(fā)射極連接；第六驅(qū)動板K6的兩個信號輸出端分別與第六IGBTT6的柵極和發(fā)射極連接；第六IGBTT6的發(fā)射極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第三吸收電容C13的正極與第五IGBTT5的集電極連接；第三吸收電容C13的負(fù)極與第六IGBTT6的發(fā)射極連接；
所述檢測電路包括霍爾電壓傳感器SVl、第一-第三霍爾電流傳感器SC1-SC3 ;霍爾電壓傳感器SVl的正輸入端與濾波電感L的右端連接；霍爾電壓傳感器SVl的負(fù)輸入端與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第一霍爾電流傳感器SCl串接于第一 IGBTTl的發(fā)射極的引出端U ;第二霍爾電流傳感器SC2串接于第三IGBTT3的發(fā)射極的引出端V ;第三霍爾電流傳感器SC3串接于第五IGBTT5的發(fā)射極的引出端W。[0010]具體實(shí)施時，所述第一-第六整流二極管D1-D6的反向擊穿電壓均為5000V，通態(tài)平均電流均為300A。所述支撐電容Cl的電容量均為3.6mF。所述預(yù)充電電阻Re的電阻值均為100 Ω，功率均為300W。所述第一-第六IGBTT1-T6的額定電壓均為3300V，額定電流均為800A。所述第一-第六驅(qū)動板K1-K6均為1IPSE1A33-60型驅(qū)動板。所述第一-第三吸收電容C11-C13的額定電壓均為2000V，電容量均為1.0 μ F。
【權(quán)利要求】
1.一種掘進(jìn)機(jī)變頻器，其特征在于:包括三相橋式不可控整流電路、濾波電路、預(yù)充電電路、放電電路、逆變電路、檢測電路； 所述三相橋式不可控整流電路由第一-第六整流二極管(D1-D6)組成； 所述濾波電路包括濾波電感(L)、支撐電容(Cl);濾波電感(L)的左端與三相橋式不可控整流電路的正輸出端連接；支撐電容(Cl)的正極與濾波電感(L)的右端連接；支撐電容(Cl)的負(fù)極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接； 所述預(yù)充電電路包括預(yù)充電電阻(Re);預(yù)充電電阻(Re)的左端與濾波電感(L)的右端連接；預(yù)充電電阻(Re)的右端與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接； 所述放電電路包括第一放電電阻(RH)、第二放電電阻(Rf2);第一放電電阻(Rfl)的左端、第二放電電阻(Rf2)的左端均與濾波電感(L)的右端連接；第一放電電阻(Rfl)的右端、第二放電電阻(Rf2)的右端均與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接； 所述逆變電路包括第一-第六IGBT (T1-T6)、第一-第六驅(qū)動板(K1-K6)、第一-第三吸收電容(C11-C13);第一 IGBT (Tl)的集電極與濾波電感(L)的右端連接；第一驅(qū)動板(Kl)的兩個信號輸出端分別與第一 IGBT (Tl)的柵極和發(fā)射極連接；第二 IGBT (T2)的集電極與第一 IGBT (Tl)的發(fā)射極連接；第二驅(qū)動板(K2)的兩個信號輸出端分別與第二 IGBT(T2)的柵極和發(fā)射極連接；第二 IGBT (T2)的發(fā)射極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第一吸收電容(ClI)的正極與第一 IGBT (Tl)的集電極連接；第一吸收電容(ClI)的負(fù)極與第二 IGBT (T2)的發(fā)射極連接；第三IGBT (T3)的集電極與濾波電感(L)的右端連接；第三驅(qū)動板(K3)的兩個信號輸出端分別與第三IGBT (T3)的柵極和發(fā)射極連接；第四IGBT (T4)的集電極與第三IGBT (T3)的發(fā)射極連接；第四驅(qū)動板(K4)的兩個信號輸出端分別與第四IGBT (T4)的柵極和發(fā)射極連接；第四IGBT (T4)的發(fā)射極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第二吸收電容(C12)的正極與第三IGBT (T3)的集電極連接；第二吸收電容(C12)的負(fù)極與第四IGBT (T4)的發(fā)射極連接；第五IGBT (T5)的集電極與濾波電感(L)的右端連接；第五驅(qū)動板`(K5)的兩個信號輸出端分別與第五IGBT (T5)的柵極和發(fā)射極連接；第六IGBT (T6)的集電極與第五IGBT (T5)的發(fā)射極連接；第六驅(qū)動板(K6)的兩個信號輸出端分別與第六IGBT (T6)的柵極和發(fā)射極連接；第六IGBT (T6)的發(fā)射極與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第三吸收電容(C13)的正極與第五IGBT(T5)的集電極連接；第三吸收電容(C13)的負(fù)極與第六IGBT (T6)的發(fā)射極連接； 所述檢測電路包括霍爾電壓傳感器(SVl )、第一-第三霍爾電流傳感器(SC1-SC3);霍爾電壓傳感器(SVl)的正輸入端與濾波電感(L)的右端連接；霍爾電壓傳感器(SVl)的負(fù)輸入端與三相橋式不可控整流電路的負(fù)輸出端連接；第一霍爾電流傳感器(SCl)串接于第一IGBT (Tl)的發(fā)射極的引出端(U);第二霍爾電流傳感器(SC2)串接于第三IGBT (T3)的發(fā)射極的引出端(V);第三霍爾電流傳感器(SC3)串接于第五IGBT (T5)的發(fā)射極的引出端(W)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器，其特征在于:所述第一-第六整流二極管(D1-D6)的反向擊穿電壓均為5000V，通態(tài)平均電流均為300A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器，其特征在于:所述支撐電容(Cl)的電容量均為 3.6mF。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器，其特征在于:所述預(yù)充電電阻(Re)的電阻值均為100 Ω，功率均為300W。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器，其特征在于:所述第一-第六IGBT(Τ1-Τ6)的額定電壓均為3300V，額定電流均為800Α。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器，其特征在于:所述第一-第六驅(qū)動板(Κ1-Κ6)均為1IPSE1A33-60型驅(qū)動板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)變頻器，其特征在于:所述第一-第三吸收電容(C11-C13)的額定電壓均 為2000V，電容量均為1.0 μ F。
【文檔編號】H02M5/458GK103618464SQ201310622360
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】張桂成, 夏建民, 李勇斌, 趙豆, 王春麗, 王惠萍, 鞠焱 申請人:永濟(jì)新時速電機(jī)電器有限責(zé)任公司