防爆變頻器的研制和開發(fā)

圖1： 主回路電氣原理框圖　

　　2.控制回路部分

　　變頻器控制部分包括CPU控制器、IGBT驅(qū)動電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、保護(hù)電路、操作顯示電路。其控制原理框圖如下：

圖2 控制原理框圖

　　3、變頻器所用主要元件都是選用世界知名公司生產(chǎn)的名牌產(chǎn)品，性能優(yōu)良，質(zhì)量可靠。

　�。�1）逆變器部分選用德國西門子公司的IGBT模塊，該模塊飽和壓將 低，母線電感小，開關(guān)頻率高，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。

　�。�2）CPU控制器選用美國Intel公司的87C196MC單片機(jī)，該芯片功能齊全，運(yùn)算速度快，是一種高性能的CHMOS 16位單片機(jī)，它功耗小，除正常工作外還可以工作于2種節(jié)電方式：待機(jī)方式和掉電方式。它內(nèi)部有一個波形發(fā)生器，可以輸出2組互補(bǔ)的3相PWM信號，特別使用于電機(jī)控制系統(tǒng)。

　�。�3） 驅(qū)動電路采用日本三菱公司的M57959L專用驅(qū)動模塊，該模塊驅(qū)動功率大，信號隔離強(qiáng)，集成化程度高，性能優(yōu)良，使用方便。

　　四、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(huán)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(biāo)準(zhǔn)的防爆腔，把變頻器所有的元件都裝在防爆腔內(nèi)。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(diào)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(nèi)，空氣不能流動，散熱問題成為該變頻器所要解決的關(guān)鍵問題。在這里我們采用了一種新的散熱技術(shù)-熱管散熱技術(shù)。

　�。�1）熱管技術(shù)原理

　　熱管是一種具有極高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)。由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小等優(yōu)點(diǎn)。

　�。�2）變頻器結(jié)構(gòu)布置

　　我們將主回路設(shè)計(jì)成一個大單元，安裝在長方形防爆腔內(nèi)后壁，后壁上通過一個過度散熱器與IGBT模塊、整流模塊等發(fā)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(nèi)部產(chǎn)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(fā)出去。

　　3、主回路結(jié)構(gòu)與通用變頻器的不同

　�。�1）沒有延時回路 避免因延時繼電器動作時產(chǎn)生電火花造成的不安全因素，增加了變頻器的安全可靠性。

　　（2）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(jī)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(lián)　電解電容體積大，高溫環(huán)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(huán)境下應(yīng)用非常安全。

　　五、結(jié)束語

　　防爆變頻器研制成功，填補(bǔ)了變頻器應(yīng)用行業(yè)的一項(xiàng)空白。當(dāng)然，我們還將在結(jié)構(gòu)、工藝、功能等方面進(jìn)一步完善，把防爆變頻器做的更完美，更可靠，更齊全。相信不