防爆变频器的研制

发布于：2006/9/1 8:44:51 | 375 次阅读

[转载]原文链接：

1、引言：
　　随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济各领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式，代表了电气传动发展的主流方向。变频调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。变频调速理论已形成较为完整的科学体系，成为一门相对独立的学科。有人认为，电力电子技术是否被广泛的应用，反映了一个国家的科技水平。据统计，1995年发达国家电能中有75%左右是经过电力电子技术变换或控制后才使用的。在我国，目前交流变频调速也正以其优异的性能而深受各行业的青睐，在电力、轧钢、造纸、化工、水泥、煤炭、纺织、铁路、食品、船舶、机床等传统工业的改造中和航天航空等高新技术的发展应用中无不看到变频调速技术的踪影，变频调速技术取得了显著的经济效益。
2、防爆变频器的提出：
　　这些年来，随着低压交流变频调速技术的日趋成熟和完善，通用变频器得到了迅速广泛的应用。但是有的时候，由于工况的特殊性，通用变频器则显得捉襟见肘了，比如说：煤矿井下胶带运输机、提升绞车、风机、刮板运输机等需要调速的电机拖动设备，以及化学厂的部分设备，就是其中一例。防爆变频器就是为这些比较特殊的工况而研制的。对于防爆变频器，简单的来讲：就是一台通用变频器装在防爆壳里。但是要真的把通用变频器装在防爆壳里来制成的防爆变频器，那问题就多多了。
3、技术难点：
3.1、功率器件的散热
散热是防爆变频器遇到的难题。在变频器内部：逆变模块是发热最多的器件，据诂计：它约占整个变频器所有散热量的一半；整流模块也是发热相当多的，它所发的热量约占整个变频器的45%；而剩下的5%则是电解电容、充电电阻、均压电阻以及印制板上的发热元件等所发生的热量。
　　热管是一种传热性极好的人工构件，它利用"相变"传热的原理与金属铜、铝等实体材料和天然传热方式完全不同。其有效导热性是铜、铝等有色金属的成百上千倍。常用的热管由三部分组成：主体为一根封闭的金属管，内部有少量工作介质和毛细结构，管内的空气及其他杂物必须排除在外。热管工作时利用了三种物理学原理；（1）在真空状态下，液体的沸点降低；（2）同种物质的汽化潜热比显热高得多；（3）多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。与热源靠近的一段(蒸发段)内的液体吸热而蒸发，蒸汽携带汽化潜热经空腔流向另一段(冷凝段)，汽体经管壁与外界冷媒体换热放出潜热而完成了传热任务，冷凝成液体，经毛细结构的抽吸或重力回流到蒸发段进入下一个工作循环。
　　热管散热器就是利用热管技术对散热器进行改进而制作出来的新品。对于双面散热的分立电力电子器件，风冷的全铜或全铝散热器的热阻只能达到0.04 ℃/W。而这种热管散热器的热阻达到0.01 ℃/W。在自然对流冷却条件下，热管散热器比实体散热器的性能可提高10倍以上。热管散热器可以采用自冷的方式，无需风扇，没有噪音，免维修，安全可靠。
　　防爆变频器的散热就采用这种热管散热器，将功率器件安装在散热器的蒸发段，同时密封在防爆壳内，热量就通过蒸发段传到冷凝段而散发出去。
3.2 非电解电容滤波的提出：
　　如果仅仅解决了95%的功率器件的散热，那么其余5%的热量将会给你添不少的麻烦。电解电容在变频器中是一种易损件。在通常的通用变频器说明书中，都提到了电解电容需要4～5年更换。但实际工作中，由于变频器的使用环境、使用条件以及变频器的设计等诸多问题，导致电解电容损坏的现象屡见不鲜，何况将其安装于防爆壳内呢？通常，电解电容的工作温度是85℃，再且，电解电容长期工作在高温下，寿命会大大减少。
　　我们再看看：电解电容等所组成的直流回路在变频器中所起到的作用：
（1）由于在脉宽调制过程中产生有无功功率和谐波功率。电解电容就是与整流器、逆变器交换这些无功功率和谐波功率的。
（2）与异步电动机交换无功功率。
（3）滤除由于器件高频开关动作造成的直流电压的纹波；
（4）当负载发生变化时，在整流器的惯性延时期间内，支撑中间回路的电压，将直流电压的波动维持在限定范围内，使其保持稳定。
　　由于中间回路与两端变流器（整流器和逆变器）之间存在着复杂的能量交换过程，人们常常通过系统仿真，按照以下准则来判断经验取值的正确性。这些准则包括：
（1）工作过程中，中间回路直流电压是稳定的，连续的，没有间断，峰-峰波动值不超过规定的允许值。
（2）中间回路的损耗应保持最小。
（3）所选择的电容器的参数不会影响整个系统的稳定性。
（4）应当成功的抑制逆变器和电机之间发生的暂态过程，保持系统稳定。
如果有一种电容，也能起到上述与电解电容相差不大的作用，又不容易损坏，发热少，那就可以了。经过了无数次用非电解电容（无感电容）代替电解电容的实验，结论是可行的。这种方法已申报了国家。
4、可行性分折：
　　由于防爆变频器的设计原理、工艺构造都严格按通用变频器的设计思路而得来，所以在技术上是成熟的。有不少的行家在制作初期对变频器的可靠运行和对电网的谐波污染提出了置疑。我们用谐波分析仪经过大量的实验，分析出输入、输出的谐波与同型号的通用变频器是一样的，符合要求。到目前为此，已有2台30KW防爆变频器正实验性的长期正常运行快达一年了。
5、结语：
　　由于防爆变频器具有防尘、防潮、防爆等优点，它主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业。此外，在纺织、冶金、城市煤气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也可以应用。防爆变频器通常用于驱动泵、风机、压缩机和其他传动机械。随着交流调速系统的飞速发展，它也将伴随着让越来越多的客户所知晓，必将推动交流调速系统更广泛的应用。

参与讨论

登录后参与讨论

//评论区

推荐阅读

智能网联汽车国际标准法规协调专家组（HEAG）召开工作会议

近年来智能网联汽车快速发展，新技术不断涌现，与相关产业融合度持续提升，正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势，欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度，在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面，智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动，2017年全国汽车标准

0215jiejie | 发布于：2022-12-01 0评论 0赞

苹果推出搭载M2芯片的新款iPad Pro 799美元起售

据苹果官网，苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元，wifi+蜂窝网络版起售价为999美元；12.9英寸wifi版起售价为1099美元，wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

新能源汽车领衔 “中国智造”加速登陆欧洲市场

全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上，国内外汽车品牌云集，长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示：“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一，巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期，到2025年，将推出50多款新能源产品，全力支持可再生能源使用，为全球用户

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

严监管时代来临，电子烟“通配”大战走向何方？

针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果，将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日，《电子烟强制性国家标准》正式实施，中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕，一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成，“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示，被

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

Bourns 全新大功率分流电阻器

采用金属感应引脚，专用于大电流应用中进行精确测量全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站提供高可靠性、高成本效益的解决方案美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商，宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器，扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚，可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器

0215jiejie | 发布于：2022-10-18 0评论 0赞

请尊重元宇宙“这个筐”

元宇宙是个筐，啥都往里装，但区别在于有的像聚宝盆，有的像垃圾桶。国庆假期刚结束，中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵，玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言，中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App，正式进军元宇宙婚礼赛道。就产品而言，如同其他元宇宙产品，李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”：有人说是有趣的尝试，有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道，QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

边缘计算：突围商业模式痛点

截至8月末，中国5G基站总数达210.2万个，中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业，互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地，车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟，这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现，对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测，即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下，边缘计算和5G网络市

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”

商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。有记者问：近日，美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时，在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中，又将31家中国实体列入，请问中方对此有何回应？对此，商务部新闻发言人回应称，中方注意到相关情况。首先，通过中美双方前一阶段共同努力，9家中国实体zui终

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

TCL华星官宣与奔驰合作：推出全球首款横贯A柱的车载显示屏

今年1月，奔驰带来了VISIONEQSS概念车，其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏，横贯整个A柱，令人印象深刻。今天，TCL华星正式官宣与奔驰达成合作，并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。根据TCL介绍，这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计，将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体，并能够与3D实时导航系统相辅相成。同时，这块显示屏还采用

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

半导体板块暴跌谁最受伤

国庆假期后首日开盘，上证综指时隔5个月再次失守3000点，与此同时，半导体板块也再度走低，其中，北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间，半导体板块持续下挫，北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘，北方华创、雅克科技维持跌停状态，华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日，半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。在半导体板块遭遇下挫的同时，北

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

unionblog

关注