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上海躍爾自動化科技有限公司
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貴陽防爆變頻器BPJ-400/660
調速裝置采用直接力矩控制技術,可對交流電機進行平滑調速,使交流電機的調速性能可與直流電機調速性能相媲美:起動力矩大、起動轉速低,同時能夠對電機運行進行全程監控,達到節能、調節電機功率輸出、改變電機運行方向、速度等功能。其核心部件如整流、逆變功率元件、DSP微處理器及控制單元均采用進口原裝ABB產品。采用先進的DSP微處理器和電力電子技術以及全數字無速度矢量控制、低壓電感母線、AFE自動換相、電子濾波、功率模塊熱管散熱等高新技術,徹底消除設備啟動過程中的機械及電氣沖擊。功率元件的散熱采用熱管散熱技術,解決了大功率隔爆變頻器長時運行的散熱技術難題。另外它還具有過壓、欠壓、過流、過載、過熱、缺相等保護功能,各種故障均可通過LCD顯示并供隨時查看,計算機自動記錄故障,方便故障查詢及處理。
貴陽防爆變頻器BPJ-400/660
工作條件
變頻裝置能在如下條件下可靠工作:
1. 安裝地點的海拔高度不超過2000 m;
2. 周圍環境溫度為-5~+40℃,相對濕度不大于95%(+25℃時);
3. 在有甲烷或煤塵爆炸的場所;
4. 無破壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體的地方;
5. 環境污染等級為3級;
6. 安裝類別為Ⅲ類;
7. 輸入電壓波型應為正弦波;
8. 輸入電壓幅值波動不超過額定值的 –15%~+10%;
9. 頻率波動不超過額定值的±2%;
10 各相電壓應對稱,電網的負相序分量或零相序分量不超過正相序分量的5%。
三、結構概述
1、變頻裝置由方形防爆外殼、熱管散熱器及船型底座組成。方形防爆外殼由主腔、接線腔、制動電阻腔、快開門及開門機構組成。
1、 主腔左側安裝芯架小車,小車上安裝有主回路熔斷器、真空接觸器、中間繼電器、電機綜合保護器(有漏電保護功能)、本安電源插件等器件。小車安裝在軌道上,打開防爆快開門后可以快速拉出小車,在腔體外部安裝、調試、檢修、維護,十分方便。
2、 主腔后側板安裝變頻裝置系統:即整流橋、逆變橋、電源變壓器、浪涌電流緩沖組件及變頻裝置的主控板、驅動板、制動保護單元等。主腔底板安裝濾波電容器。主腔右側安裝隔離換向開關。主腔前右方安裝機械聯鎖機構及急停開關。主腔快開門上部中間安裝有變頻裝置顯示窗,兩側分別安裝有HK1、HK2轉換開關。其中HK1為工頻/變頻運行轉換開關,HK2為近控/遠控轉換開關。
3、 前門中部安裝有四個按鈕開關,分別是“正轉運行”、“反轉運行”、“停止運行”、“故障復位”。前門下方安裝有6個按鈕開關,分別是“菜單”、“確認”、“遞增”、“遞減”、“移位”、“漏電閉鎖試驗”。主腔上部為接線腔,接線腔內部有6個JF25接線端子、一個本安遠控JD9接線座、兩個M10接地螺栓。接線腔兩側安裝有四個B4電纜引入裝置,其中兩個為電源輸入輸出,兩個備用。
4、 接線腔前面安裝有3個A4電纜引入裝置,其中一個為本安電纜遠控引入,另兩個備用。接線腔內接線端子標有A、B、C為電源輸入接線,標有U、V、W為負載輸出接線,標有Mi為本安遠控JD9接線座,其余兩個現場備用。
5、 主腔右外側為制動電阻腔,內放20只制動電阻,通過兩只JF10接線端子與主腔相連。主腔后外部為熱管散熱器,熱管散熱器外部裝有防護罩。
四、主要性能及技術參數
1.主要性能:
a.額定電壓:1140V(660V);
b.額定電流:20A-400A;
c.隔離換向開關分斷能力:1200A;
d.工作系統中提供短路、過載、斷相、過壓、欠壓、漏電閉鎖及變頻裝置故障保護等功能;
e.變頻裝置本安電路可提供不大于300m的遠控正轉運行、反轉運行、停車等功能;
f.防爆型式:礦用隔爆兼本質安全型,防爆標志:Exd[ib]I;
g.冷卻方式:自然冷卻。
2.技術參數:
a.起動時間:0~3600s可調;
b.起動方式:工頻起動或變頻軟起動;
c.起動起始電壓:0~1140V可調;
d.漏電檢測保護:當主電路對地絕緣電阻小于40 KΩ(1140V)或22KΩ(660V)時,變頻裝置能實現主回路漏電閉鎖;當主回路對地絕緣電阻上升到動作值1.5倍時,解除對主回路的漏電閉鎖;
e.缺相保護滯后時間:<3s;
f.三相不平衡保護滯后時間:<3s;以各相電流偏差大于50%±10%作為基準,當負載電流低于標稱額定電流值的30%時,判定基準偏差將增大;
g.過、欠壓保護滯后時間:<1s;
h.負載短路保護滯后時間:<0.1s,電流為變頻裝置標稱額定電流的10倍以上;
i.電動機過載保護能力:
實際電流/額定電流 動作時間 起始狀態 復位方式
1.05 長期不動作 冷態 斷電或手動
1.2 5min<T<20min /> 1.5 1min<T<3min /> 6.0 8s<T<10s />
j.變頻裝置過熱保護:當溫度升至80℃±5℃時,過熱保護動作。當溫度降低到55℃時,過熱保護解除;
k.本安電路遠程控制電纜應不大于300m,電纜分布電感應小于1mH/km,電纜分布電容應小于0.1μF/km。
貴陽防爆變頻器BPJ-400/660
防爆變頻器研制中的問題和對策
1、防爆問題
由于該變頻器所使用的環境有爆炸性氣體或粉塵較多,這就要求變頻器密封防爆,所以它的外殼不能用普通的殼體,必需用標準的防爆腔,把變頻器所有的元件都裝在防爆腔內。在防爆腔門上開一個觀察窗,把顯示部分裝在上面,把啟動、停止、調速控制裝在防爆腔門上。
2、散熱問題
由于變頻器的所有元件都裝在防爆腔內,空氣不能流動,散熱問題成為該變頻器所要解決的關鍵問題。在這里我們采用了一種新的散熱技術-熱管散熱技術。
(1)熱管技術原理
熱管是一種具有極高導熱性能的傳熱元件,它通過在全封閉真空管內工質的蒸發與凝結來傳遞熱量,具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優點。由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小等優點。
(2)變頻器結構布置
我們將主回路設計成一個大單元,安裝在長方形防爆腔內后壁,后壁上通過一個過度散熱器與IGBT模塊、整流模塊等發熱元件接合,防爆外殼外壁加焊槽形散熱器,過度散熱器與槽形散熱器通過熱管相連接。變頻器內部產生的熱量就通過防爆腔后壁 過度散熱器 熱管 槽形散熱器散發出去。
3、主回路結構與通用變頻器的不同
?。?)沒有延時回路
避免因延時繼電器動作時產生電火花造成的不安全因素,增加了變頻器的安全可靠性。
?。?)整流器容量選擇比通用變頻器增大一倍
目的是為了耐受住變頻器開機瞬間電容充電電流的沖擊。
(3)濾波電容選用多只無感電容并聯
電解電容體積大,高溫環境下易爆炸,不安全;而無感電容體積小,耐高溫、高壓,在這種環境下應用非常安全。