專利名稱：礦用變頻器本體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于通風設(shè)備上的變頻器調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
我國煤礦井下帶式輸送機、刮板輸送機、風機、水泵、絞車的電氣控制廣 泛使用隔爆型交流鼠籠電動機，由于控制方式簡單，均為直接控制，對電機和 機械傳動裝置造成很大的損害。近幾年，盡管可控硅交流降壓調(diào)速技術(shù)得到了 一些應用，但由于交流降壓軟起動自身起動特性較差，對電網(wǎng)的沖擊大，對移 動變電站的容量要求也大，使其使用場合受到一定限制。礦用變頻器須具有防 爆外殼，它要能承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內(nèi)部的爆炸向 外殼周圍爆炸性混合物傳播。礦用變頻器殼體礦用變頻器本體面臨的兩個主要 問題就是隔爆和散熱， 一方面由于礦井變頻器需要隔爆，所以本體必須要密封。 然而密封就給變頻器的散熱帶來困難，兩者之間存在著一種矛盾關(guān)系。解決了 散熱問題就難以兼顧隔爆，解決了隔爆就難以滿足散熱的需要。 通用變頻器的散熱一般采用空氣冷卻方式和液態(tài)冷卻方式。 (l)空氣冷卻方式 一是自冷式散熱器，所謂"自冷式"冷卻是通過空氣的 自然對流及輻射作用將熱量帶走。這種散熱器效率很低，但是由于它的結(jié)構(gòu)簡 單、無噪音、免維護，特別是沒有運動部件，所以可靠性高，非常適用于額定
電流在20A以下的器件或簡單裝置中的大電流器件。隨著半導體器件價格的不
斷降低，有些較大容量的器件也采用自冷式散熱，尤其在沖擊負載的變頻器應
用更廣泛；二是風冷式散熱器，主要用于電流額定值在50 500A器件，風冷散 熱器的特點是散熱效率高，其傳熱系數(shù)是自冷式散熱效率的2 4倍。因需要配 備風機，因而燥聲大，容易吸入灰塵，可靠性相對降低，有一定維護量。散熱 器材料質(zhì)量特性對散熱效率有顯著影響。紫銅導熱系數(shù)相當于工業(yè)鋁的2倍， 在相同散熱效率下，紫銅散熱器的體積為鋁質(zhì)散熱器的1/3 1/2，但由于銅的比重大，價格高， 一般較少應用。在通用變頻器中，幾乎都是采用風冷式鋁質(zhì) 散熱器。
(2)液態(tài)冷卻方式液態(tài)冷卻的導熱系數(shù)較之氣體冷卻可顯著提高，對于功 率密度大的電力電子裝置而言，液體冷卻是最好的選擇，但液體冷卻系統(tǒng)需要 利用循環(huán)泵來保證冷卻液在熱源和冷源之間循環(huán)，以交換熱量。 一是采用油冷 式散熱器，由于油的冷卻性能比空氣好，同時也由于將閥體安裝在油箱中可以 免手環(huán)境條件的影響，具有很高的絕緣性和電磁屏蔽效果，所以曾在高壓大功 率電力電子裝置中得到相當廣泛的應用。但由于水冷系統(tǒng)不論從冷卻效果還是 環(huán)境影響方面均具有明顯的優(yōu)勢，所以近年來油冷系統(tǒng)似乎己漸漸淡出高壓大 功率變頻器領(lǐng)域。二是采用水冷式散熱器，水冷式散熱器的散熱效率極高，等
于空氣自然冷卻換熱系數(shù)的150 300倍。以水冷式散熱器代替風冷式散熱器， 可大大提高器件的容量。但是，由于普通水的絕緣性較差，水中存在的雜質(zhì)離 子會在高電壓下導致電腐蝕和漏電現(xiàn)象，只有在低電壓(400VDC或380VAC)下， 才可以采用普通水冷卻。為使上述水冷系統(tǒng)進入高壓大功率電力電子領(lǐng)域，必 須解決冷卻水的純度和長期運行時系統(tǒng)的可靠性及腐蝕兩大問題。三是采用熱 管散熱器，熱管是一種傳熱性極好的人工構(gòu)件，它利用"相變"傳熱的原理， 與金屬銅、鋁等實體材料和天然傳熱方式完全不同。其有效導熱性是銅、鋁等 有色金屬的成百、上千倍。熱管散熱器就是利用熱管技術(shù)對散熱器進行改進而 制作出來的新品，對于雙面散熱的分立電力電子器件，風冷的全銅或全鋁散熱
器的熱阻只能達到o.04ivw，而熱管散熱器的熱阻可達o.orc/w。在自然對流
冷卻條件下，熱管散熱器比實體散熱器的性能可提高10倍以上。熱管散熱器可 以采用自冷的方式，無需風扇，沒有噪音，免維修，安全可靠。采用水-銅熱管 散熱器(以水為介質(zhì)，銅為管殼材料)，其蒸發(fā)段以壓裝方式裝入銅材制成的基 座，基座平面固定功率器件，冷凝段壓裝鋁質(zhì)散熱片，形成熱管散熱器可有效 地將功率器件在防爆腔體積聚地熱量傳導到殼體外并通過散熱片快速散發(fā)，從 而就解決了較大功率防爆變頻器的散熱問題。變頻器由于要滿足防爆要求，變頻器的所有電子器件封于防爆殼體的主腔 內(nèi)，風冷無法實現(xiàn)；水冷需要水循環(huán)系統(tǒng)和散熱器，體積大安裝和維護不方便， 特別對于煤礦井下的工況環(huán)境條件，此種散熱方式也不宜使用。因此，防爆變 頻器的功率越大，防爆散熱問題越突出，解決不好，將直接影響變頻器的使用 壽命和性能的穩(wěn)定性。
現(xiàn)有最好的技術(shù)是熱管散熱器，在自然對流冷卻條件下，熱管散熱器比實 體散熱器的性能可提高10倍以上。熱管散熱器可以采用自冷的方式，無需風扇， 沒有噪音，免維修，安全可靠。但該技術(shù)應用于井下變頻器設(shè)備時，由于井下 環(huán)境惡劣，粉塵多，散熱器很容易堆積灰塵，從而很大程度上影響了散熱效果。 同時該技術(shù)沒有很好的解決隔爆的問題，且體積過大，占用巷道空間大。
變頻器外置方案能實現(xiàn)本實用新型的功能，但外置方案體積過大，占用巷 道空間大。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種適于礦用的、具有防爆功能、且散熱效果較 好的礦用變頻器本體。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由上半殼體1與下半殼 體2成密封配合固聯(lián)成兩端封閉的外形成圓柱狀的殼體，上半殼體1和下半殼
體2的內(nèi)腔分別為兩端設(shè)端板的半圓槽狀，上半殼體1與下半殼體2的連接面 之間為隔爆接合面9，在上半殼體1或下半殼體2的壁上設(shè)置有接線電纜通孔7， 在接線電纜通孔7內(nèi)設(shè)置有通孔隔爆面8。
本實用新型也可在上半殼體1或下半殼體2的靠近接合處設(shè)置有濾波器安 裝支架4，在濾波器安裝支架4上安裝濾波器11。也可在上半殼體l或下半殼 體2的外壁設(shè)置有凸肋6。也可使由上半殼體1與下半殼體2接合成的圓柱形隔 爆本體的外徑與通風機的消聲內(nèi)筒外徑相 一致。
本實用新型由上半殼體1與下半殼體2接合成的圓柱形隔爆本體與局扇相 配合聯(lián)接，或與局扇制成一個整體。在上半殼體1或下半殼體2的內(nèi)表面安裝電氣總成3。
本實用新型的有益效果是本實用新型實質(zhì)上屬于風冷式散熱，它通過采 用流道式設(shè)計，將變頻器功率器件安裝在本體內(nèi)壁上，易傳熱、強度高的材料 制成圓柱形隔爆本體，其本體外徑與配套通風機消音內(nèi)筒外徑一致，不影響流 道通風。將本體固定在風機或局扇的風筒內(nèi)，當風機或局扇的電機在旋轉(zhuǎn)工作 時產(chǎn)生高壓風力，使變頻調(diào)速裝置內(nèi)的主要發(fā)熱元件工作時所產(chǎn)生的熱通過其 殼體散熱筋將熱量迅速散發(fā)出去，很好的解決了防爆和散熱的矛盾。它的體積 小、重量輕。它主要是用于各種局扇上。

圖1是本實用新型的外型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖1的B-B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖1的C-C向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是濾波器俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi)-上半殼體，2-下半殼體，3-電氣總成，4-濾波器安裝支架，5-連 接螺栓，6-凸肋，7-接線電纜通孔，8-通孔隔爆面，9-隔爆接合面，10-電容， 11-濾波器。
具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步說明如下
實施例1，本實用新型由上半殼體1與下半殼體2成密封配合固聯(lián)成兩端封
閉的外形成圓柱狀的殼體，上半殼體1與下半殼體2可采用連接螺栓5進行固 定聯(lián)接，上半殼體1和下半殼體2的內(nèi)腔分別為兩端設(shè)端板的半圓槽狀，上半 殼體1與下半殼體2的連接面之間為隔爆接合面9，在上半殼體1或下半殼體2 的壁上設(shè)置有接線電纜通孔7，所述接線電纜通孔7可采用螺 L，在接線電纜通 孔7內(nèi)設(shè)置有通孔隔爆面8。參閱圖1至圖5。它可采用易傳熱、強度高的材料 如鑄鐵、鑄銅或鋼板巻制成圓柱形隔爆本體，它安裝在局扇流道橫截面中央，
6與局扇電機安裝在同一軸線，從而不阻塞流道，不影響流道通風。通過采用這 種流道式設(shè)計，改變了現(xiàn)有變頻器安裝在局扇外部存在自然散熱效果差和體積 龐大等缺陷，本實用新型可與局扇構(gòu)成一個整體，它并將變頻器功率器件安裝 在本體內(nèi)壁上，將本體固定在風機或局扇的前消聲風筒流道中，當風機或局扇 的電機在旋轉(zhuǎn)工作時產(chǎn)生高壓風力，變頻器外殼體表面風速高，不存在粉塵堆 積的問題；達到了變頻器外殼體除塵的目的。同時這種流道式安裝方式更好的 解決了隔爆和散熱的矛盾問題，從而使本體體積也可大大地縮小。
實施例2，本實用新型也可在上半殼體1或下半殼體2的靠近接合處設(shè)置有 濾波器安裝支架4，電氣總成3安裝上半殼體1或下半殼體2的內(nèi)表面，盡量使 元件均勻分布在裝置隔爆外殼周圍的內(nèi)側(cè)上，利用風機或局扇的風流強制冷卻 變頻調(diào)速裝置，己通過樣機實驗檢測驗證，該裝置工作時溫度不會超過35°C。 通過在濾波器安裝支架4上安裝濾波器11，從而可降低變頻器產(chǎn)生的傳導干擾 和發(fā)射干擾，可改善改善電能質(zhì)量和減少變頻裝置對外干擾，提高了井下其它 電子器件的安全使用的可靠性。參閱圖1至圖5，其余同實施例1。
實施例3，本實用新型也可在上半殼體1或下半殼體2的外壁設(shè)置有凸肋6。 通過設(shè)置凸肋6，以增大散熱面積，增強效果。所述凸肋6沿軸向設(shè)置，以利于 通風和散熱。參閱圖1至圖5，其余同上述實施例。
實施例4，本實用新型也可使由上半殼體1與下半殼體2接合成的圓柱形隔 爆本體的外徑與通風機的消聲內(nèi)筒外徑相一致。因設(shè)置成本體外徑與配套通風 機消聲內(nèi)筒外徑一致，也可替換消聲內(nèi)筒，而不影響流道通風。參閱圖1至圖5， 其余同上述實施例。
實施例5，本實用新型由上半殼體1與下半殼體2接合成的圓柱形隔爆本體 與局扇相配合聯(lián)接，或與局扇制成一個整體。它有利于提高散熱效果，并減少 占用巷道的空間。參閱圖1至圖5，其余同上述實施例。
權(quán)利要求1、一種礦用變頻器本體，其特征是由上半殼體(1)與下半殼體(2)成隔爆配合固聯(lián)成兩端封閉的外形成圓柱狀的殼體，上半殼體(1)和下半殼體(2)的內(nèi)腔分別為兩端設(shè)端板的半圓槽狀，上半殼體(1)與下半殼體(2)的連接面之間為隔爆接合面(9)，在上半殼體(1)或下半殼體(2)的壁上設(shè)置有接線電纜通孔(7)，在接線電纜通孔(7)內(nèi)設(shè)置有通孔隔爆面(8)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器本體，其特征是在上半殼體(l)或 下半殼體(2)的靠近接合處設(shè)置有濾波器安裝支架(4)，在濾波器安裝支架(4) 上安裝濾波器(ll)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器本體，其特征是在上半殼體(l)或 下半殼體(2)的外壁設(shè)置有凸肋(6)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器本體，其特征是由上半殼體(l)與 下半殼體(2)接合成的圓柱形隔爆本體的外徑與通風機的消聲內(nèi)筒外徑相一 致。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器本體，其特征是由上半殼體(l)與下半殼體(2)接合成的圓柱形隔爆本體與局扇相配合聯(lián)接，或與局扇制成一個整體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用變頻器本體，其特征是在上半殼體(l)或下半殼體(2)的內(nèi)表面安裝電氣總成(3)。
專利摘要一種礦用變頻器本體。它主要是解決現(xiàn)有防爆變頻器散熱效果不佳、或體積過大等技術(shù)問題。其技術(shù)方案要點是由上半殼體(1)與下半殼體(2)成密封配合固聯(lián)成兩端封閉的外形成圓柱狀的殼體，上半殼體(1)和下半殼體(2)的內(nèi)腔分別為兩端設(shè)端板的半圓槽狀，上半殼體(1)與下半殼體(2)的連接面之間為隔爆接合面(9)，在上半殼體(1)或下半殼體(2)的壁上設(shè)置有接線電纜通孔(7)，在接線電纜通孔(7)內(nèi)設(shè)置有通孔隔爆面(8)。它通過采用流道式設(shè)計，將變頻器功率器件安裝在本體內(nèi)壁上，易傳熱、強度高的材料制成圓柱形隔爆本體，其本體外徑與配套通風機消音內(nèi)筒外徑一致，不影響流道通風，它體積小，且散熱效果好。它主要是用于各種變頻器上。
文檔編號H02M1/00GK201303288SQ20082015882
公開日2009年9月2日 申請日期2008年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者劉俊良, 羅梅林, 胡新明, 昱 郭 申請人:湘潭平安電氣有限公司