中壓大功率防爆變頻器開發(fā)項目可行性研究報告

1、中壓大功率防爆變頻器開發(fā)工程可行性研究報告一、承當單位根本情況1企業(yè)性質：1公司規(guī)模：1資產及負債狀況：2開發(fā)力量及設施：2上年度銷售收入、利潤、稅金、經(jīng)營狀況等：2信用等級2風險度2是否欠息2二、工程提出的必要性及市場分析預測3三、國內、外技術水平及開展趨勢,生產現(xiàn)狀1.1四、技術來源、開發(fā)研制現(xiàn)狀及協(xié)作單位根本概況19五、工程內容、開發(fā)方案及經(jīng)濟技術指標205.1 工程內容20.5.1.1、 機械方面205.1.2、 電氣方面235.1.3、 散熱方面275.2 開發(fā)方案33.5.3 經(jīng)濟技術指標.3.4.六、工程原輔材料供給、企業(yè)公用設施配套條件；376.1 工程原輔材料供給37.6.2

2、 原輔材料運輸方式37.6.3 企業(yè)公用設施供給37.七、工程進度方案及保證舉措46八、投資概算資金使用明細表和資金來源47九、工程財務分析49.十、經(jīng)濟效益和社會效益分析5010.1 經(jīng)濟效益分析50.10.2 社會效益分析51.十一、工程風險性分析及對策5411.1 工程范圍相關風險因素54.11.2 工程時程相關風險因素54.11.3 工程預算相關風險因素54.11.4 工程關聯(lián)性風險54.11.5 技術風險54.十二、主管單位審核55.、承當單位根本情況企業(yè)性質：股份制公司規(guī)模：*礦機電氣開展是*礦山機器集團下屬子公司,位于集團院內,占地1000多平米,除了利用集團公司巨大的硬件和軟件

3、資源外,公司也擁有一批實踐經(jīng)驗豐富的各類高級、中級技術人才組成的專業(yè)技術隊伍,并且擁有多項技術專利,其中高級工程師15人,工程師27人,技術員20人,具有設備齊全的生產車間、組裝車間和檢測、實驗車間,檢測手段齊全,質量體系健全.公司主要致力于煤礦井下輔助運輸設備和電牽引采煤機電氣限制系統(tǒng)的配套、冶金軋制設備的開發(fā)設計和生產成套.主導產品有MGTY系列電牽引采煤機的監(jiān)測限制中央、變頻驅動系統(tǒng)、遙控接收發(fā)射系統(tǒng)、TXBC110/660電牽引無級調速梭車、除塵器變頻調速箱、皮帶運輸機等輔助運輸設備,所生產的產品均已通過了國家煤礦防爆平安產品質量監(jiān)督檢驗中心的嚴格審查,隔爆實驗、型式試驗等指標均到達設

4、計要求,并取得了防爆合格證書、生產許可證書和平安標志認證書.產品普及全國30個省、市、自治區(qū),局部產品還遠銷國外,為該工程的實施奠定了強有力的根底.公司遵照GB/T19001-2000idtISO9001:2000標準建立并形成文件化的質量治理體系.我們的質量方針是“顧客滿意為本,職工素質為源；科學治理為先,優(yōu)良品質為重.我們的質量目標是：產品出廠合格率100%.按質量治理體系職能分配表分解責任并有效實施、治理,以保證避難碉室工程設計、開發(fā)、生產、安裝、效勞滿足顧客和法律、法規(guī)的要求,實現(xiàn)本公司質量方針和質量目標.資產及負債狀況：注冊資金1000W.開發(fā)力量及設施：公司現(xiàn)有在職職工150多人,

5、包括高級工程師25人,工程師50人,助理工程師30人,技術實力雄厚,生產組織專業(yè)化水平高.上年度銷售收入、利潤、稅金、經(jīng)營狀況等：主營業(yè)礦用電氣產品、09年銷售收入1.6億,純利潤1500萬.信用等級風險度是否欠息二、工程提出的必要性及市場分析預測本工程是開發(fā)1140V500KW防爆變頻器,目前在國內煤炭行業(yè)電力電子技術已在部份礦務局得到推廣.在現(xiàn)代化礦井中,由于設備大型化,自動化水平較高,噸煤人工費用所占比例不大,而電費所占比例增加,要降低本錢,增強競爭力,應重視利用現(xiàn)代調速技術節(jié)約能量,例如在風機、水泵、帶式輸送機等設備上實現(xiàn)調速.應用高新技術改造傳統(tǒng)煤炭工業(yè)一一現(xiàn)代電力電子技術與電力傳動

6、技術在煤礦的應用20世紀90年代,我國已成為世界上第一大產煤國,我國煤炭資源豐富,勞動廉價,本應在國際市場競爭中占有優(yōu)勢,但由于技術、治理、體制等原因,大多數(shù)煤礦的勞動力效率低下.21世紀人類已進入“信息時代,它的特點是信息存儲和快速傳遞.但在信息社會中,信息不能直接制造產品,生產能源,傳統(tǒng)產業(yè)將繼續(xù)存在,而電力電子技術便成為信息產業(yè)與傳統(tǒng)產業(yè)之間的橋梁或接口,因此,它在改造傳統(tǒng)煤炭工業(yè)中起到舉足輕重的作用.隨著煤礦向大型化方向開展,設備也向大型化、大功率化方向開展,因而對電能提出了新的更高的要求.電力電子技術是借助于半導體功率器件對電能進行轉換、限制和優(yōu)化利用的技術.電力電子技術較早用于煤礦

7、是礦井提升機,并且開展迅速.止匕外,電力電子技術在先進國家已普遍用于帶式輸送機的調速或帶式輸送機起動限制、風機調速包括主通風機和局部通風機和水泵的調速.上述設備多采用現(xiàn)代交流調速,除了可以提升調速的性能外,更主要可以節(jié)省能源.目前我國在上述設備中采用調速技術還不夠廣泛,市場潛力巨大.電力電子技術能把電能從一種形式高效地轉換成另一種形式,而且能對電能進行限制,在煤炭工業(yè)中有廣闊的應用前景.但我國煤炭行業(yè)電力電子技術應用與先進國家相比差距大,潛力也大.下面分別談變頻器在煤礦帶式輸送機、礦井提升絞車、乳化液泵站的應用.一、帶式輸送機目前,變頻器在國內煤礦的應用主要集中在帶式輸送機上.眾所周知,皮帶是

8、一個彈性體,在靜止或運行時皮帶內貯藏了大量的能量,在皮帶機起動過程中,如果不加設軟起動裝置,皮帶內貯藏的能量將很快釋放出去,在皮帶上形成張力波并迅速沿著皮帶傳輸出去.過大的張力波極易引起皮帶被撕斷.因此,?煤礦平安規(guī)程?規(guī)定,帶式輸送機必須加設軟起動裝置.目前煤礦采用的軟起動裝置絕大局部是液力偶合器.液力偶合器雖然能局部解決皮帶機的軟起動問題,但與變頻器驅動相比,仍具有明顯的劣勢：首先,采用液力偶合器時,電機必須先空載起動.工頻起動時,最初的電流很大,為電機額定電流的4-7倍.大的起動瞬間電流會在起動過程中產生沖擊,引起電機內部機械應力和熱應力發(fā)生變化,對機械局部造成嚴重磨損甚至損壞.同時還將

9、引起電網(wǎng)電壓下降,影響到電網(wǎng)內其它設備的正常運行,因此,大容量的皮帶機還必須附加電機軟起動設備.其次,液力偶合器長時工作時,引起液體溫度升高,熔化合金塞,引起漏液,增大維護工作量,污染環(huán)境.第二,采用液力偶合器時,皮帶機的加載時間較短,容易引起皮帶張力變化,因此對皮帶帶強要求較高.第三,一般的皮帶機都是長距離大運量,通常都是多電機驅動,采用液力偶合器驅動,很難解決多電機驅動時的功率平衡.隨著電力電子技術的開展.變頻技術在最近二十年飛速開展,在局部煤礦企業(yè)獲得了廣泛應用,例如晉城煤業(yè)集團、潞安礦務局、淮北礦務局等.運用變頻器對帶式輸送機的驅動進行改造,將給用戶帶來極大的社會和經(jīng)濟效益：第一,真正

10、實現(xiàn)了帶式輸送機系統(tǒng)的軟起動.運用變頻器對帶式輸送機進行驅動,運用變頻器的軟起動功能,將電機的軟起動和皮帶機的軟起動合二為一,通過電機的慢速起動,帶動皮帶機緩慢起動,將皮帶內部貯存的能量緩慢釋放,使皮帶機在起動過程中形成的張力波極小,幾乎對皮帶不造成損害.第二,實現(xiàn)皮帶機多電機驅動時的功率平衡.應用變頻器對皮帶機進行驅動時,一般采用一拖一限制,當多電機驅動時,采用主從控制,實現(xiàn)功率平衡.在晉城煤業(yè)集團王臺二號井順梢皮帶為2X200KW/660V電機驅動,采有主從限制后,輕載時主從電機電流相差5A左右,滿載時相差2A左右.第三,降低皮帶帶強.采用變頻器驅動之后,由于變頻器的起動時間可在1S360

11、0s可調,通常皮帶機起動時間在60S200S內根據(jù)現(xiàn)場設定,皮帶機的起動時間延長,大大降低對皮帶帶強的要求,降低設備初期投資.第四,降低設備的維護量.變頻器是一種電子器件的集成,它將機械的壽命轉化為電子的壽命,壽命很長,大大降低設備維護量.同時,利用變頻器的軟起動功能實現(xiàn)帶式輸送機的軟起動,起動過程中對機械根本無沖擊,也大大減少了皮帶機系統(tǒng)機械部份的檢修量.如晉城煤業(yè)集團王臺二號井順梢皮帶采用變頻器驅動后,僅皮帶扣一項年節(jié)約費用就達一萬多元.第五,節(jié)能.在皮帶機上采用變頻驅動后的節(jié)能效果主要表達在系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率兩個方面：1、提升系統(tǒng)功率因數(shù)通常情況下,煤礦用電機在設計過程中放的裕量比擬

12、大,工作時絕大局部不能滿載運行,電機工作于滿電壓、滿速度而負載經(jīng)常很小,也有局部時間空載運行.由電機設計和運行特性知道,電機只有在接近滿載時才是效率最高、功率因數(shù)最正確,輕載時降低,造成不必要的電能損失.這是由于當輕載時,定子電流有功分量很小,主要是勵磁的無功分量,因此功率因數(shù)很低.采用變頻器驅動后,在整個過程中功率因數(shù)達0.9以上,大大節(jié)省了無功功率.2、提升系統(tǒng)效率采用變頻器驅動之后,電機與減速器之間是直接硬聯(lián)接,中間減少了液力偶合器這個環(huán)節(jié).而液力偶合器本身的傳遞效率是不高的,并且液力偶合器主要是通過液體來傳動,而液體的傳動效率比直接硬聯(lián)接的傳動效率要低許多,因而采用變頻器驅動后,系統(tǒng)總

13、的傳遞效率要比液力偶合器驅動的效率要高5%10%.另外,礦井通常離變電站距離較遠,不同時段電壓波動較大,利用變頻器的自動穩(wěn)壓功能,也有部份節(jié)能作用.綜上所述,采用變頻器這種技術來改造傳統(tǒng)的帶式輸送機驅動系統(tǒng),不僅在技術的先進性還是帶來的社會及經(jīng)濟效益方面都是巨大的,隨著社會的開展,最終在帶式輸送機的驅動上變頻器將取代液力偶合器的主導地位,在晉城煤業(yè)集團、潞安、淮北礦業(yè)集團的大量應用案例已證實了這一點.目前,礦井提升設備是沿井筒提升煤炭、礦石、升降人員和設備、下放材料的大型機械設備.它是礦山井下生產系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相聯(lián)接的樞紐,是礦山運輸?shù)难屎?因此,礦井提升設備在礦井生產的全過程中占著極其重

14、要的地位,其平安可靠尤為突出.在礦井生產過程中,如果提升設備出了故障,必然造成停產.輕者,影響煤炭產量,重者,那么會危及人身平安.止匕外,礦井提升設備是一大型的綜合機械電氣設備,具本錢和耗電量比擬高,所以,在新礦井的設計和老礦井的改建設計中,確定合理的提升系統(tǒng)時,必須經(jīng)過多方面的技術經(jīng)濟比擬,結合礦井的具體條件,保證提升設備在選型和運轉兩個方面都是合理的,即要求礦井提升設備具有經(jīng)濟性.傳統(tǒng)的提升系統(tǒng)中,電機的調速方式為電機轉子串電阻分級調速.隨著電力電子技術的發(fā)展,電機轉子串電阻分級調速的方式其弊端越來越明顯：第一、限制精度差.采用電機轉子串電阻調速,屬于有級調速,在不同速度段的切換中存在速度

15、跳躍,其限制比擬粗糙,定位不準確.第二、工作可靠性不高.由于在電機轉子側串接的電阻很多,而在分段調速過程中通常采用接觸器短接上一級電阻,接觸器的壽命主要表達在它的機械部份的壽命,眾所周知機械局部的壽命比電子式的壽命要短許多,有時因電流過大,致使接觸器的觸點粘在一起,無法實現(xiàn)切換,從而造成超速等事故發(fā)生,嚴重影響系統(tǒng)工作的可靠性.第三、維護工作量大.由于采用接觸器對電阻進行分段切換,因此必須經(jīng)常對接觸器進行維護,大大增加了維護人員的工作強度.第四、耗能.電機轉子串電阻調速是一種轉差功率消耗型的調速方式,在整個調速過程中,大量的電能被消耗在電阻上,非常不經(jīng)濟.第五、穩(wěn)定性較差.電機轉子串電阻調速,

16、當在低速段運行時,穩(wěn)定性差.由于轉速越低,特性越軟,負載轉矩波動時,引起的轉速變化越大,使運行穩(wěn)定性差.隨著電力電子技術的開展和變頻技術的成熟,國家明文規(guī)定,在提升較車系統(tǒng)中,推薦使用交流變頻調速器.采用交流變頻大調速器對提升絞車進行驅動具有如下優(yōu)勢：第一,限制精度高.通常變頻器都采用磁通矢量限制,使得交流電機的調速性能與直流電機幾乎相等,限制精度非常高.第二,工作可靠性高.變頻器采用的是電子器件,壽命長,且具有完善的保護功能,用于提升絞車限制時,其可靠性很高.第三,根本無維護工作量,減低了維護人員的工作強度.第四,調速范圍寬廣,屬于無級調速,低速時穩(wěn)定性好.第五,節(jié)能.變頻器屬于轉差功率不變

17、型的調速方式,在整個調速過程中其節(jié)能方式表現(xiàn)為兩個方面：1、提升狀態(tài)的節(jié)能當提升絞車處于向上提升狀態(tài)時,電機工作于電動狀態(tài),由于提升絞車屬于恒轉矩負載,其轉速降低多大比例節(jié)能就為多大比例.2、下放狀態(tài)當提升絞車處于下放狀態(tài)時,此時電機工作于發(fā)電狀態(tài),將勢能轉化為電能.如果變頻器采用的是能量回饋型變頻器,變頻器將會把這種電能回饋回電網(wǎng).西山焦煤集團西銘礦一臺無極繩絞車采用變頻改造后,其節(jié)能效果達30%左右.此變頻器為能耗制動型,如果采用能量回饋型,其節(jié)能效果將更好.煤礦企業(yè)中有許多提升絞車,采用變頻改造后,其節(jié)能效果將十清楚顯,現(xiàn)在,許多新上的絞車系統(tǒng)均已采用變頻驅動.乳化液泵站乳化液泵站主要為

18、液壓支架提供恒定的液體壓力.平時液壓支架根本不動,但乳化液泵仍長時工作,耗能巨大.如果采用變頻驅動,采用壓力傳感器形成閉環(huán)恒壓限制,當移動液壓支架時,乳化液泵提升液體流量,維持變力不變；當不移動液壓支架時,乳化液泵提供小流量液體維持壓力不變,實現(xiàn)恒壓限制.采用變頻器驅動乳化液泵,節(jié)能效果明顯.山東淄博礦務局埠村煤礦井下一臺55KW/660V變頻器用于乳化液泵,經(jīng)測算,其節(jié)能效果達50%左右.另外,采用變頻器之后,降低了電機和泵的轉速,對機械部份的磨損將減小許多,延長了設備檢修期.另外,在局部煤礦,主扇也已采用了變頻技術,例如寧夏煤業(yè)集團等,但目前變頻器在煤礦的應用主要還是集中在皮帶機和絞車上.

19、隨著技術的開展,相信變頻技術將象國外興旺國家一樣在煤礦得到廣泛應用！目前國內煤礦用變頻設備根本采用的根本上是少數(shù)國外廠家專門為中國市場生產1140V的產品.產品價格十分昂貴,備件難,售后效勞也存在著很大問題.所以大功率防爆變頻器的研究及其具有市場潛力.三、國內、外技術水平及開展趨勢,生產現(xiàn)狀根據(jù)我國交流電機電壓等級的規(guī)定,3kV、6kV、10kV電壓等級的電機稱為高壓電機,用于這類電機調速的變頻器稱為高壓變頻器,國外對此電壓等級的變頻器稱為中壓變頻器本文亦把此類電壓等級的變頻器稱為中壓變頻器;在功率方面,我國一般以300kw為功率分界線,300kw以下稱為中小功率,300W以上的容量稱為大功率

20、.因此,此方面的研究稱為中壓大功率變頻的研究.1、變頻器的現(xiàn)狀1.1 變頻器的市場情況我國50%60%的發(fā)電量用于交流電動機,而容量在3kw以上,額定電壓一般為310kV的電動機占電動機總裝機容量的40%50%.由于我國中壓變頻技術仍沒有形成產業(yè)化,落后于國外興旺國家,因此這局部電動機在負載工況變化時,缺少經(jīng)濟可靠的調速手段,每天都在浪費著大量的電能,因此國內潛在著巨大的中壓大功率變頻器市場.國家計委預計在今后十五年內,使我國變頻器總需求的投資額在500億元以上,而其中60%70%是中壓大功率變頻器.我國的高壓變頻器市場具有其特殊性,包括：1行業(yè)性很強,主要集中在冶金、電力、供水、石油、化工、

21、煤炭等行業(yè).在工業(yè)用電中石油、煤炭等能源行業(yè)耗電占22.34%;化工占14.73%;冶金占14.18%;機械建材占10.96%;供水占10.53%.2目前全國各行業(yè)中,只有少數(shù)企業(yè)的高壓電機使用了調速方式,市場空白點多.(3)高壓變頻器屬投資類設備,主要用于節(jié)能和改善生產工藝.用戶是否購置此類設備與政府的政策導向關系很大.如政府推廣力度較大,市場啟動會快一些,反之那么慢.另一方面市場還受國際、國內經(jīng)濟大環(huán)境的影響以及國內*些行業(yè)的整體經(jīng)濟效益好壞的影響.因此在未來市場開展過程中仍存在著一些不確定的因素.(4)海外公司的知名品牌產品大舉進入我國市場的可能性較大,各方應有所準備.1.2 變頻器的變

22、頻技術的現(xiàn)狀交一交變頻是早期變頻的主要形式,適應于低轉速大容量的電動機負載.其主電路開關器件處于自然關斷狀態(tài),不存在強迫換流問題,所以第一代電力電子器件一晶閘管就能完全滿足它的要求.由于其技術成熟,在國內開發(fā)研制也最多,目前在國內仍有一定的市場.交一交變頻在其主接線中需要大量的晶閘管,結構復雜,維護工作量較大,并因采用移相限制方式,功率因數(shù)較低,一般僅有0.60.7,而且諧波成分大,需要無功補償和濾波裝置,使得總的造價提升.交一直一交變頻采用了多種拓撲結構,如中一低一中方式,其實質上還是低壓變頻,只不過從電網(wǎng)和電動機兩端來看是高壓.由于其存在著中間低壓環(huán)節(jié),所以具有電流大、結構復雜、效率低、可

23、靠性差等缺點.由于其開展較早,技術也比擬成熟,所以目前仍廣泛應用.隨著中壓變頻技術的開展,特別是新型大功率可關斷器件的研制成功,中一低一中方式具有被逐步淘汰的趨勢.而直接中壓變頻方式,因沒有中間的低壓環(huán)節(jié),結構上有著廣闊的開展前景.變頻器的逆變器普遍采用大功率場效應管MOSET、大功率晶體管GTR、可關斷晶閘管GTO等的自關斷元件,其中GTR應用最為普遍.但是在調制策略開展和要求逆變器輸出諧波分量更小的情況下,必須提升開關頻率,為此,GTR滿足不了這個要求,于是開發(fā)出了一種新元件IGBT.IGBT的全稱是絕緣柵雙極晶體管,是一種把MOSET與GTR巧妙結合在一起的電壓型雙極/M05復合器件,I

24、GBT具有輸入阻抗高、開關速度快、元件損耗小、驅動電路簡單、驅動功率小、極限溫度高、熱阻小、飽和壓降和電阻低、電流容量大、抗浪涌水平強、平安區(qū)寬、并聯(lián)容易、穩(wěn)定可靠及模塊化等一系列優(yōu)點,是一種極理想的開關元件.目前,電流2400A、電壓3300V、開關頻率40kHz的IGBT已在小、中、大功率范圍內使用.IGBT不僅用于500V以下低壓變頻器,還可以用于IOOOV以上高壓變頻器以驅動高壓電動機.此類中壓、高壓變頻器采用多電平逆變器輸出高壓,也可用變壓器降壓低壓變頻器一變壓器升壓的方式.由于IGBT具有性能特好的優(yōu)勢,預計近十年內不會被新開發(fā)的元件所取代.2、變頻器的技術開展動向2.1 單元串聯(lián)

25、多電平技術單元串聯(lián)多電平形式在諧波、效率和功率因數(shù)等方面存在著優(yōu)勢,在不要求四象限運行時有著較廣泛的應用前景.其中三電平限制具有許多優(yōu)點,包括：1采用三電平拓撲能有效地解決電力電子器件耐壓不高的問題,適用于高電壓大功率.2三電平拓撲單個橋能輸出三種電平+ud/2、-ud/2、0,線相電壓有更多的階梯來模擬正弦波,使輸出波形失真度減少,諧波大大減少.3多級電壓階梯波減少了du/dt,使得對電機繞組絕緣沖擊減小.4三電平PWM方法把第一組諧波分布帶移至2倍開關頻率的頻帶區(qū),利用電機繞組電感能較好地抑制高次諧波對電機的影響.采用三電平PWM方法,每個功率單元的IGBT開關頻率為600Hz,假設每相5

26、個功率單元串聯(lián)時,等效的輸出相電壓開關頻率為6kHz,可以降低開關損耗,提升變頻器效率,這種變頻器可適用于任何普通的高壓電動機,且不必降額使用.雖然采用這種主電路拓撲結構會使器件的數(shù)量增加,但由于驅動功率下降,開關頻率較低且不必采用均壓電路,使系統(tǒng)在效率方面仍有較大的優(yōu)勢,一般可達97%.并且,由于采用模塊化結構,所有功率單元可以互換,維修也比擬方便.5三電平拓撲能產生3*3*3=27種空間電壓矢量,可以帶來諧波消除算法的自由度,可以得到很好的輸出波形.2.2 功率母線技術在電力電子技術及應用裝置向高頻化開展的今天,系統(tǒng)中特別是連接線的寄生參數(shù)產生巨大的電應力,己成為威脅電力電子裝置可靠性的重

27、要因素.從直流儲能電容至逆變器的器件之間的直流母線上的寄生電感在通常的硬開關逆變器中,由于瞬時切換時的過電壓,會使器件過熱,甚至有時使逆變器失控并超過器件的額定平安工作區(qū)而損壞,限制了開關工作頻率的提升.功率母線按其結構包括：(1)電纜絞線是最常用的傳統(tǒng)功率母線,價廉簡易,但在IGBT逆變器中,由于電纜線的自感大,與圓截面導線相比,扁平母線的自感只有圓導線的1/31/2,而所占的體積只有它的1/101/2.(2)印刷電路板母線主要用于小電流逆變器,但當母線直流電流到達150A時,要求電路板的復銅層很厚,造價太高,另外用來連接多層導線板的穿孔不但占據(jù)較大的空間,而且會影響整機的可靠性.(3)裸銅

28、板母線(平面并行母線)是一種工業(yè)上廣泛應用的IGBT模塊饋電系統(tǒng)的傳統(tǒng)母線形式,其缺點是并行母線的互感較大.(4)支架式母線如果將正直流母線銅板放置在負直流母線板上方,中間用一層薄絕緣材料隔開的方法來制作母線,由于磁場的相互抵消,可以最大限度地降低互感,但其工藝復雜,不宜規(guī)?；a.基于上述幾種功率母線都存在著不同的缺點,為此開發(fā)出了迭層功率母線.迭層功率母線是基于電磁場理論,把連線做成扁平截面,在同樣的截面下,做得越薄越寬,它的寄生電感越小,相鄰導線內流過相反的電流,其磁場抵消,也可使寄生電感減小.迭層功率母線是以又薄又寬的銅排形式迭放在一起,各層之間用很薄的高絕緣強度的材料熱壓成一體,整個

29、母線極之間的距離均勻一致,以減少互感,各層銅排都在所需要的端子位置處同其他層可靠絕緣地引出,使所具有不同電位的端子表露在同一平面上,以便于把主電路中的所有器件與之相連.這種整體的迭層功率母線結構,可承受數(shù)百千克的切應力,其導電極之間可承受數(shù)千伏的電壓.使用迭層功率母線將IGBT和整流管等模塊、散熱器、電容器及柵極驅動電路組合在一起,迭層功率母線與器件之間的連接是用不同的端子和插接件等來完成的,使相連接的接觸外表與母線之間的接觸電阻非常小,也使得寄生電感成數(shù)量級地減小,從而使Ldi/dt的過電壓應力降至最低,保證電力電子裝置工作在最正確狀態(tài).2.3 微機限制和人工智能技術采用微機限制技術可以對變

30、頻器進行限制和保護.在限制方面：1計算確定開關元件的開通和關斷時刻,使逆變器按調制策略輸出要求的電壓.2通過不同的編碼實現(xiàn)多種傳動調速功能.如各種頻率的設定和執(zhí)行、啟動、運行方式選擇、轉矩限制設定與運行、加減速設計與運行、制動方式設定和執(zhí)行等.3通過接口電路、外部傳感器、微機構成調速傳動系統(tǒng).在保護方面,在外部傳感器及I/0電路配合下,構成完善的檢測保護系統(tǒng),可完成多種自診斷保護方案.保護功能包括：1主電路、限制電路的欠壓、過電壓保護；2輸出電流的欠電流、過電流保護；3電動機或逆變器的過載保護；4制動電阻的過熱保護；5失速保護.采用人工智能技術對變頻器進行故障診斷,構成故障診斷系統(tǒng),該系統(tǒng)由監(jiān)

31、控、檢測、知識庫故障模式知識庫或故障診斷專家系統(tǒng)知識庫、推理機構、人機對話接口和數(shù)據(jù)庫組成,不僅在故障發(fā)生后能準確指出故障性質、部位,且在故障發(fā)生前也能預測發(fā)生故障的可能性.在變頻器啟動前對診斷系統(tǒng)本身及變頻器主電路包括電源、限制系統(tǒng)等進行一次診斷清查隱患.假設發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象那么調用知識庫推理、判斷故障原因并顯示不能開機,如無故障那么顯示可以開機.開機后,實時檢測診斷.工作時對各檢測點進行循環(huán)查詢,存儲數(shù)據(jù)并不斷刷新.假設發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)越限,那么認為可能發(fā)生故障,立即定向追蹤.假設幾次檢查結果相同,說明確實出了故障,于是調用知識庫進行分析推理,確定是何種故障及其部位,顯示出來,嚴重時那么發(fā)出停機指令.

32、2.4其它各種技術近年來,國內外一些公司都在研制新型“無電網(wǎng)污染的高壓變頻器.據(jù)報道,這類變頻裝置具有高功率因數(shù)、高效率、無諧波污染、無需專用電機等優(yōu)點,采用了多項先進技術：(1)在變頻器的逆變器直流側通過曲折變壓器移相實現(xiàn)30“脈波整流,使裝置的諧波抑制水平大大增強,使電網(wǎng)側電壓與電流之間幾乎無相移,因此功率因數(shù)可以接近于1.(2)將全數(shù)字化光纖限制技術應用于變頻器,使其限制柔性和可靠性大大提升.(3)功率單元標準模塊化、IGBT驅動電路智能化.目前我國煤礦普遍采用的電壓等級為660V、1140V.隨著煤礦生產水平的不斷提升,生產設備單機功率的不斷增大,防爆變頻器的容量也不斷提升,越來越多的

33、設備采用1140V這一電壓等級.而1140V這一煤礦用電壓等級為我國所獨有.所以通用變頻器,無論是國產的,還是進口的,一般電壓等級為220V,380V,也有一些廠家如西門子公司生產的變頻器可用于660V.國外產品工作電壓高于660V后,一般采用6000V電壓.而國內在礦用防爆變頻這一領域的研究還不成熟.所以目前國內煤礦用變頻設備根本采用的根本上是少數(shù)國外廠家專門為中國市場生產1140V的產品.產品價格十分昂貴,備件難,售后效勞也存在著很大問題.所以大功率防爆變頻器的研究及其具有市場潛力.四、技術來源、開發(fā)研制現(xiàn)狀及協(xié)作單位根本概況該工程依靠自身的開發(fā)實力,我公司在防爆變頻領域有著將近數(shù)十年的開

34、發(fā)經(jīng)驗,完全有水平開發(fā)出此類產品,目前整個方案已經(jīng)定型,正在繪制防爆箱體的機械圖.五、工程內容、開發(fā)方案及經(jīng)濟技術指標5.1 工程內容本工程是開發(fā)1140V500KW防爆變頻器,本課題的研究內容主要有以下三方面：5.1.1、 機械方面1、防爆變頻器的防爆技術要求防爆變頻器按防爆型式分為礦用隔爆型“ExdI和礦用隔爆兼本質平安型“ExdibI本課題研究的變頻器為隔爆兼本質平安型.型號按MT/T154.2-1996的規(guī)定,根本參數(shù)：額定電壓：1140V;額定電流：符合GB/T762-2002的規(guī)定除非產品標準另有規(guī)定；額定頻率：50HZ.2、變頻器外殼具備耐爆性和隔爆型結構隔爆外殼屬電氣設備的一種

35、防爆型式,其外殼能夠承受通過外殼任何結合面或結構間隙滲透到外殼內部的可燃性混合物在內部爆炸而不損壞,而且不會引起外部由一種、多種氣體或蒸汽形成的爆炸性環(huán)境的點燃.隔爆外殼的防爆型式通常稱為隔爆型,用字母“d表示.隔爆型電氣設備的要求之一是設備外殼必須具有耐爆性,實際就是外殼的強度問題.當隔爆外殼內部發(fā)生爆炸時,應使其不發(fā)生變形和損壞,不致使爆炸火焰直接點燃礦井中的瓦斯混合物,從而到達耐爆要求,它是由外殼的材質和機械結構強度來保證.因此,外殼應有足夠的鞏固性,以及外殼在熱源的作用下,經(jīng)燒灼及過熱不會受到損傷.外殼的隔爆性,又稱不傳爆性,它是隔爆型電氣設備的一個重要因素.所謂隔爆性就是要求外殼各個

36、部件的連接要符合一定的隔爆構造參數(shù),而使其在以下情況下不能點燃周圍爆炸性介質：當電氣過載或短路,引起殼內的油或有機絕緣物分解生成的可燃性氣體爆炸,其火焰?zhèn)鞒鐾鈿r,由于隔爆構造參數(shù)對弧光短路目前還無法到達隔爆要求,因此只能在電氣方面增強絕緣,保證質量,或采用迷宮式結構.如電纜用電子管式的保護方法來到達防爆目的或者嚴格限制瓦斯的濃度.這些都是外殼內可能出現(xiàn)的最危險情況,如果把它限制在外殼內部,不讓它涉及到殼外,或者雖然沖出了火焰和灼熱的金屬顆粒,但已被冷卻,就能有效地預防周圍可燃性瓦斯的爆炸.所謂不傳爆性,就是甲烷空氣混合物在外殼內部爆炸時,向外噴出的火焰,不會引起殼外可燃性氣體的爆炸.它是由外

37、殼的結構,即通過外殼裝配接合面的寬度、間隙和外表加工光潔度來實現(xiàn)的.這種接合面可以是法蘭盤對口式,也可以是圓筒或活動式的裝配.防爆變頻器外殼采用快開門結構,其隔離開關與隔爆外殼之間裝設可靠的機械連鎖,保證只有當隔離開關處于斷開位置時,主腔才能翻開；當主腔翻開后,以正常的操作方法不能使隔離開關閉和.隔爆接合面指隔爆外殼不同部位相對應的外表配合在一起或外殼連接處且火焰或燃燒生成物可能會由此從外殼內部傳到外殼外部的部位.外殼接合面寬度又稱火焰通路長度指從隔爆外殼內部通過接合面到隔爆外殼外部的最短通路長度.隔爆間隙指隔爆接合面相對應外表之間的距離.防爆變頻器隔爆接合面間隙,接合面寬度和外表粗糙度應符合

38、GB3836.2-2000第五章的要求,接合面外表平均粗糙度Ra不超過6.3um,無論是長期關閉或是經(jīng)常翻開的外殼其所有接合面均應符合標準中規(guī)定要求,接合面外表應進行防腐處理,但通常不允許使用漆或類似材料涂覆,除非已證實該材料和涂覆工藝不會影響隔爆性能.對于I類電氣設備,應能直接或間接檢查經(jīng)常翻開的門.隔爆外殼應能承受標準中規(guī)定的內部試驗壓力而不發(fā)生損壞或引起外殼結構強度降低或接合面處間隙產生永久性增大使其超過表中規(guī)定間隙值的變形.根據(jù)規(guī)定,I類設備的外殼材質應符合附錄C中的補充規(guī)定,即采掘工作面用電氣設備的外殼須采用鋼板或鑄鋼制成.要求軟起動器外殼能承受外殼耐壓試驗和內部點燃的不傳爆試驗.外

39、殼耐壓試驗的目的是證實外殼能否有效的承受內部爆炸,外殼應在帶有全套內部裝置或在該位置上裝有等效作用的物體狀態(tài)下進行試驗,但是外殼假設設計成在拆去內部局部裝置后仍能使用時,那么應在檢驗單位認為最嚴酷的條件下進行試驗,試驗時,假設外殼未發(fā)生損壞,也未發(fā)生永久變形,那么認為試驗合格,在接合面的任何部位都不應有永久性的增大.止匕外,隔爆外殼應經(jīng)得起過壓試驗,包括靜壓和動壓試驗.靜壓試驗試驗壓力應為參考壓力的1.5倍,但至少為0.35MPa.加壓時間應為10s.對于容積大于10cm而不經(jīng)受出廠試驗的外殼,試驗壓力應為參考壓力的4倍.如果參考壓力,那么進行動壓試驗時可使外殼承受的最大壓力為參考壓力的1.5

40、倍.壓力上升速度不應與測定參考壓力時的上升速度差異太大.特殊情況下可以通過預壓用于測定參考壓力的爆炸性混物進行試驗.內部點燃的不傳爆試驗是將外殼放置在一個試驗罐內,外殼內和試驗罐內應充以相同的爆炸性混合物進行試驗.外殼內的混合物應采用一個高壓火花塞或其他低能點燃源來點燃.另外,假設外殼內裝有能點燃爆炸混合物的開關裝置時,可用該裝置來點燃.如果點燃沒有傳到試驗罐內,那么認為試驗結果是合格的.I類使用的爆炸性混合物及其與空氣的體積比應符合表中規(guī)定即甲烷58%氫24%.試驗次數(shù)至少5次.本裝置防爆性能試驗屬型式試驗工程,外殼靜壓試驗屬出廠檢驗工程.外殼在精加工后應進行壓力為1MPa的靜壓試驗,歷時1

41、0+20S,試驗以無結構損壞或可能影響隔爆性能的永久變形為合格.3設計原那么：1防爆箱體要求體積小,致使可以利用的容積小,要求變頻器的控制系統(tǒng),主功率元件等的體積必須緊湊；2緊湊的結構,使功率元件和限制系統(tǒng)靠的很近,要求解決好系統(tǒng)的強弱隔離問題,特別是限制系統(tǒng)的抗干擾問題必須很好解決；3防爆箱體的密封性,要求解決好變頻器的功率元件的散熱問題.這些問題之間的相互關聯(lián)性要求在解決單個技術上的問題時,還必須充分考慮到它的各個制約要素,而不可顧此失彼.5.1.2、 電氣方面1原理變頻調速原理n=60f(1s)/p(1)式中n異步電動機的轉速；f異步電動機的頻率；s電動機轉差率；p電動機極對數(shù).由式(1

42、)可知,轉速n與頻率f成正比,只要改變頻率f即可改變電動機的轉速,當頻率f在050Hz的范圍內變化時,電動機轉速調節(jié)范圍非常寬.變頻調速就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調節(jié)的.變頻器主要采用交一直一交方式,先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源,然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可限制的交流電源以供給電動機.變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和限制4個局部組成.整流局部為三相橋式不可控整流器,逆變局部為IGBT三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率.三相半控橋濾波器IGBT變器AC電機遠程顯示盤可描觸發(fā)電源板IG灘動板1IG睜制板=|主控板2

43、諧波干擾由于變頻器逆變輸出的電壓或電流波形并不是標準的正弦波行,而是存在著很多奇數(shù)諧波.這些諧波,尤其是低次諧波對負載產生很大危害.主要表達在下面幾個方面：對逆變器的開關器件和負載產生附加的諧波損耗,降低了逆變效率；諧波還能影響負載用電設備的正常工作,諧波對電動機的影響除了可引起附加損耗外,還會產生機械振動、噪聲和過電壓,使變壓器鐵損增大而發(fā)熱,使電容器、電纜等過熱,絕緣老化,壽命縮短,以至損壞；諧波會導致機電保護和自動裝置的誤動作,并使電器測量儀表不準確；會對臨近通訊系統(tǒng)產生干擾,輕者產生噪聲,降低通信質量,重者導致信息喪失,使通信系統(tǒng)無法正常工作,這一點在煤礦礦井中的應用是會產生很嚴重的后

44、果.3、浪涌電壓問題在逆變器進行換向過程中,或者開關器件關斷時,其電流迅速變化,而在線路雜散電感上產生很高的感應電壓加在開關器件上,可能使開關器件損壞.而線路的雜散電感不僅無法去除,而且很難估計其確定值,所以其誘發(fā)的浪涌電壓也很難預先估計.4、變頻器接線標準信號線與動力線必須分開走線：使用模擬量信號進行遠程限制變頻器時,為了減少模擬量受來自變頻器和其它設備的干擾,請將限制變頻器的信號線與強電回路主回路及順控回路分開走線.距離應在30cm以上.即使在限制柜內,同樣要保持這樣的接線標準.該信號與變頻器之間的限制回路線最長不得超過50m.信號線與動力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內部：連

45、接PLC和變頻器的信號線如果不放置在金屬管道內,極易受到變頻器和外部設備的干擾；同時由于變頻器無內置的電抗器,所以變頻器的輸入和輸出級動力線對外部會產生極強的干擾,因此放置信號線的金屬管或金屬軟管一直要延伸到變頻器的限制端子處,以保證信號線與動力線的徹底分開.1、模擬量限制信號線應使用雙股絞合屏蔽線,電線規(guī)格為0.75mm2.在接線時一定要注意,電纜剝線要盡可能的短5-7mm左右,同時對剝線以后的屏蔽層要用絕緣膠布包起來,以預防屏蔽線與其它設備接觸引入干擾.2、為了提升接線的簡易性和可靠性,推薦信號線上使用壓線端子.5、變頻器的接地變頻器正確接地是提升系統(tǒng)穩(wěn)定性,抑制噪聲水平的重要手段.變頻器

46、的接地端子的接地電阻越小越好,接地導線的截面不小于4mm,長度不超過5m.變頻器的接地應和動力設備的接地點分開,不能共地.信號線的屏蔽層一端接到變頻器的接地端,另一端浮空.變頻器與限制柜之間電氣相通.電氣特點：1、變頻器采用三相模塊化結構,每一相模塊一樣,提升了維修效率.2、變頻器采用遙控設置修改參數(shù),預防了開蓋設置參數(shù),提升了使用效率.3、在限制方案上可以聯(lián)機限制,也可以單臺變頻獨立限制,提升了設備的利用效率.4、在聯(lián)機使用過程中,如果其中一臺壞了,可以通過改變限制方式,重新啟動設備,縮短了維修時間,盡量預防耽誤生產.5、具有工頻、變頻切換功能,當變頻器出故障,可以切換到工頻運行,不會影響皮

47、帶機出煤,或者別的設備運行.5.1.3、 散熱方面電力電子變換器中功耗產生的熱量必須帶出并在環(huán)境中散發(fā).雖然變壓器、電抗器也有功耗,但半導體電力開關器件產生的發(fā)熱問題最為嚴重,因其較小的體積嚴重限制了熱容量,其溫度很容易快速上升.高溫時半導體開關的電特性變壞,如最大阻斷電壓降低,關斷時間延長.嚴重過熱導致半導體器件短時間內毀壞.為預防過熱損壞,半導體電力開關器件必須裝有散熱器.由于防爆要求,礦用變頻器的所有電子器件封于防爆殼體的主腔內,風冷無法有效實現(xiàn).如果采用水冷,那么需要水循環(huán)體統(tǒng)和散熱器,體積大,礦井內空間狹小,安裝和維護不方便.而且國內煤礦一般處于北方,水質偏硬,水循環(huán)系統(tǒng)很容易凝結水

48、垢,堵塞水道,所以此種散熱方式也不宜使用.而變頻器的功率越大,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.3.1、 散熱對電子元器件的影響隨著電子技術、加工技術以及集成電路的快速開展,電子產品越來越多、越來越小,因此,電子元器件的散熱問題也逐漸凸顯出來,成為電子產品生產和開發(fā)的一個重要問題.電子元器件的工作溫度范圍一般是-565C,超過這個范圍,元器件性能將顯著下降,并且不能穩(wěn)定工作,因而影響系統(tǒng)運行的可靠性.相關數(shù)據(jù)說明：電子元器件的溫度升高10C,系統(tǒng)的可靠性能降低50%,因此,散熱問題就成為電子元件的一個重要問題.現(xiàn)在電子產品正朝著越來越小的方向開展,由于電子

49、元器件的集成度越來越高,功能也越來越大,這就使得原來具有較大尺寸的產品的體積大小大大的縮小,但是產品的發(fā)熱量卻在增加.同時,人們在選擇電子產品時不再只要求其功能,而對其外觀的要求也越來越高,如果再采用原來的散熱方式很難滿足市場的需求,這就急需一種輕、薄、短、小、密度高,且美觀的散熱形式來滿足電子產品的要求,因此,元件的熱設計必須與電子元件的設計同時進行.3.2、 大功率模塊的散熱3.2.1、 IGBT簡介現(xiàn)代電力電子技術已經(jīng)向著高頻大功率的方向開展,曾經(jīng)用做電力開關的半導體器件有：晶閘管、場控晶閘管、雙級型晶體管、結型場效應管、功率雙極性晶體管和功率型MOSFET等,其中功率雙極型晶體管和功率

50、型MOSFET是比擬新的半導體元件,但是兩者都不能做到高頻和高功率兼顧；功率雙極型容易做到一定程度上的高電壓大電流化,但卻難以做到高速化；功率MOSFET容易做到高速化,但由于其高耐壓和低導通電阻之間的矛盾難以做到大電流化.在大功率應用領域中,IGBT的應用和開展尤為快速.IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)絕緣柵雙極型功率管是國外八十年代中期研制成功的新一代大功率摸板,它不僅保存了功率MOSFET的高速優(yōu)點,同時也克服了其高耐壓和低導通電阻之間的矛盾.其優(yōu)點是：驅動功率小,飽和壓力低,適用于直流電壓為600V及以上的變流系.由于IGBT的以上特點,使得很多

51、工業(yè)興旺的國家和公司對其開展相當重視.如：美國的國際整流器、西德的西門子、日本的東芝、三菱等大公司對其開發(fā)和研制都投入了大量的人力和財力以大量的開發(fā)和生產IGBT.目前,IGBT已經(jīng)在各領域中得到了廣泛的運用,如：開關電源、逆變器、汽車自動電子點火器、激光電源、變頻器等.3.2.2、 散熱對IGBT的影響IGBT在使用中,具散熱即內部的溫度情況是很重要的,如果散熱差、溫度高就會影響系統(tǒng)的正常運行,同時還會大大的縮短元器件的壽命.目前,為了降低溫度保證元器件的工作正常和延長使用壽命,不得不放棄一些成熟的技術,如：電子集成技術、元件封裝技術等,從而使得電子產品的本錢增加.同時,IGBT模塊具有一個

52、不同材料組成的多層結構,由于各層材料不同,其熱力學性質也有所不同,當模塊在不同工作狀態(tài)時,其內部的發(fā)熱量是不同的,這就使得模塊的工作溫度發(fā)生變化,模塊多層結構中各層材料的熱失配將導致熱應力的產生,從而使模塊發(fā)生熱蠕變、熱疲勞失效及彎曲變形.因此,IGBT的散熱是產品在設計時、運行時所要考慮的一個重要因素.3.2.3、 現(xiàn)有大功率電子模塊的散熱方式現(xiàn)在對于大功率電子模塊常有的散熱方式主要有如下幾種：IGBT外表公差處理：對于大功率電子元件,特別是IGBT,銅基板外表的加工一般采用在一定范圍內的正公差,這樣有利于與散熱器外表相接觸,以減小硬連接的界面熱阻,從而起到較好的散熱效果.水冷：目前很多電子

53、元器件都是使用水冷裝置作為散熱系統(tǒng),通過水流不斷的將器件內部熱量帶走,以到達散熱的目的.但是在使用過程中對于散熱系統(tǒng)的要求比擬高,要完全杜絕發(fā)生漏水、斷水情況的發(fā)生.翅片冷卻系統(tǒng)：目前也有很多使用翅片冷卻系統(tǒng)以到達散熱的效果.熱管散熱系統(tǒng)：熱管是一種傳熱性能極好的導熱元件,目前許多電子產品已經(jīng)開始將熱管使用到各個散熱系統(tǒng)中.3.3、 大功率熱管散熱器3.3.1、 熱管散熱器熱管是一種高效的傳熱元件,主要由管殼、吸液芯、蓋端所組成.熱管可分成兩個局部,一端是蒸發(fā)端,另一端為冷凝端.熱能通過蒸發(fā)端自外熱源經(jīng)過管壁傳給工作流體即吸液芯,進入冷凝端后凝結并放出熱量,然后靠毛細力的作用重新流回蒸發(fā)端.熱

54、管的工作過程可以看作是6個同時發(fā)生和相互關聯(lián)的熱傳遞過程：從熱源通過容器壁和洗液芯-液體組合體到液體-蒸汽界面的傳熱；蒸發(fā)器內液體-蒸汽界面的傳熱；從蒸發(fā)器到凝結器蒸汽同內蒸汽的傳輸；凝結器內液體-蒸汽界面上蒸汽的凝結；從液體-蒸汽界面通過洗液芯-液體組合體和容器壁到冷源的傳熱；靠吸液芯內的毛細管作用產生凝結液的回流.3.3.2、 熱管散熱器在大功率元器件中的運用由傳熱學知識可知,增加散熱面積就以為在寬度變化不大的情況下要增加翅片的長度,然而一味的增加翅片的長度不但不會增大散熱空間還會造成翅片肋的效率降低,從而降低散熱效果.如果只是通過增加翅片的長度或者減小翅片的厚度來增加實際的散熱面積,就有

55、可能使得肋效率降低.因此,傳統(tǒng)的散熱器存在著散熱極限的問題,在電子元件散熱量急速增加的時期已經(jīng)不能滿足市場要求.而對于熱管散熱器就不存在散熱極限的問題,使用熱管散熱器的元器件具絕大局部熱量都是通過基板傳遞到熱管,有熱管將熱量帶到散熱翅片,使得分配到各個翅片的熱流密度平均,肋長比擬短,肋效率高,有效散熱面積大,布置比擬靈活,可以將熱量通過熱管帶到更加適宜的地方散熱,使得熱管散熱器不但能夠勝任高熱流密度電子元器件,還可以適應復雜惡劣的運行環(huán)境,因此,熱管散熱器被廣泛的運用于各種電子元器件中.目前,許多大功率電子器件已經(jīng)將熱管技術運用于其中,以到達更好的散熱條件,保證電子產品內部工作條件,延長產品壽

56、命.特別是將熱管技術成功的運用到IGBT大功率模塊中,克服了為延長元器件壽命而放棄的很多成熟、高效的技術,提升了元器件的散熱量,使產品在滿足壽命要求的同時也能平安、穩(wěn)定的運行.3.4、 結論散熱是電力電子設備平安、穩(wěn)定運行所必不可少的因素,只有元器件的散熱條件好才能保證設備能正常、長期的運行,因此,元器件的散熱十分重要.熱管作為一種高效的導熱元件,其導熱效果高,散熱速度快,散熱量大,與其他散熱系統(tǒng)相比更平安、可靠；采用熱管散熱器不但可以節(jié)約材料,減小空間利用,還可以提升設備運行的穩(wěn)定性.因此,將熱管散熱器作為一種新型的散熱設備更能適應當前高熱流密度、高集成度的大功率器件的散熱要求,熱管散熱器將

57、在各個領域中得到廣泛的應用.5.2 開發(fā)方案研究試驗方案將根據(jù)試驗點情況具體制定,根據(jù)初步掌握的資料,初擬現(xiàn)場試驗方案采用：1、 本工程采用理論分析、現(xiàn)場設計、評價等方法,進行井下施工及施工指導,總結研究成果,編寫課題研究報告.2、 成立專門的課題研究小組,進行集中攻關.3、 *礦機電氣開展負責整個工程的運籌及技術上的研究,負責井下施工的指導,負責總結研究成果,編寫課題研究報告.目標：研制出一套500KW防爆變頻系統(tǒng),該系統(tǒng)為井下大功率電機的變頻驅動系統(tǒng).性能：(1)主從422通訊.4、 )操作盤顯示,不開蓋,可以通過遙控或者通過復合按鈕完成變頻器的設置.5、 )三相模塊化結構,便于維護.6、 )旁路工頻啟動.7、 )熱管風冷散熱.8、 )工作系統(tǒng)中提供短路、過載、缺相、過壓、欠壓、漏電閉鎖及變頻裝置故障保護等功能.(7)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.(8)防爆型式：礦用隔爆兼本質平安型,防爆標志：ExdibI.結構：變頻裝置由防爆外殼、熱管散