矿用隔爆交流变频器的结构分析及设计

摘要

随着煤矿生产的不断发展，安全、高产、高效、节能已经越来越引起人们的重视，各种矿用设备对电力拖动系统的要求也越来越高。变频器以其优越的调速性能和节能效果而在各种矿用设备的电力拖动系统中被广泛地推广和使用。煤矿井下存在瓦斯(甲烷)和粉煤尘爆炸的危险，因此对煤矿井下使用的变频器提出了隔爆性能的要求。为了达到隔爆的目的，矿用变频器使用时必须被置于具有隔爆性能的壳体内。置于隔爆壳体内的矿用隔爆变频器，由于在密闭的环境下工作，变频器本身的散热问题又成为隔爆变频器研究、开发的主要矛盾。 本文对变频器的发热进行了分析和研究。通过对比水冷、风冷以及热管等各种不同的散热方式，提出了强制水循环冷却+风冷的散热方式。通过对强制水循环+风冷的散热方式的散热系统的理论计算和具体的结构设计，解决了隔爆变频器的散热问题。 针对强制水循环冷却+风冷的散热方式对矿用隔爆变频器的隔爆性能和具体的隔爆结构型式进行了分析，并对结合面中的几个关键零件进行了有限元的分析，获得了较精确的结果，满足矿用变频器对隔爆性能的要求。 通过具体的实例对矿用隔爆变频器的应用进行了验证，结果表明通过强制水循环冷却+风冷的散热方式而设计开发的矿用隔爆变频器，不仅满足了生产实际中的隔爆要求，且能够平稳可靠地工作，具有较高的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.1.1煤矿电力拖动系统直接启动的危害

1.1.2各种软启动装置的性能分析

1.1.3交流变频器概况

1.1.4课题研究的意义

1.1.5课题的提出

1.2矿用隔爆变频器的发展现状

1.3论文的内容及结构

2矿用隔爆变频器散热问题解决方法

2.1变频器散热问题的重要性

2.2变频器的发热

2.3散热形式比较

2.3.1风冷散热

2.3.2热管冷却散热

2.3.3强制水循环冷却+风冷散热

2.4技术特征

2.5强制水冷却+风冷散热方法参数计算

2.6具体的实施方法：

2.7检测结果

2.8本章小结

3矿用隔爆变频器隔爆结构设计

3.1概述

3.2隔爆结构设计

3.2.1左侧门与壳体间的平面接合形式的隔爆设计

3.2.2正门与壳体间的平面结合隔爆形式的设计

3.2.3按钮开关部分的操纵杆(轴)形式的隔爆设计

3.2.4电缆引入装置的隔爆设计

3.2.5风扇电机轴的操纵杆(轴)形式的隔爆设计

3.3各主要零件的有限元分析

3.3.1左侧门法兰边的有限元分析

3.3.2门齿条的有限远分析

3.4本章小结

4工作原理与电气图

4.1结构特征与工作原理

4.1.1结构特征

4.1.2工作原理

4.2技术特征

4.3电气控制图

4.4本章小结

5矿川隔爆变频器的应用实例

5.1矿用隔爆变频器在煤矿皮带机上的运行特点：

5.1.1优越的软起动、软停止特性

5.1.2验带功能

5.1.3平稳的重载起动

5.1.4功率平衡

5.1.5自动调速、节电效果明显

5.1.6降低胶带张力

5.1.7具有工频转换功能

5.2具体应用举例

5.2.1应用背景

5.2.2隔爆变频器使用效果

5.3本章小结

6总结与展望

6.1论文总结

6.2展望

致谢

参考文献