矿用隔爆兼本质安全型高压变频器

产品概述

BPJA 系列矿用隔爆兼本质安全型高压变频调速装置采用先进的交- 直- 交电流源型拓扑结构，整流器和逆变器每个桥臂由大功率SGCT 直接串联组成。变频器采用了特定谐波消除脉宽调制技术（SHE-PWM），使高压变频器的输入、输出波形均接近正弦波，直接满足IEEE519-1992 及GB/T14549 谐波抑制标准。变频器输出电缆可达15km，无需输出滤波器，选用普通电缆可直接连接到普通电机。该装置拓扑结构简单、功率器件数量少、可靠性高，能四象限运行。

产品功能及特点

• 真正的高压变频，结构性电流保护
  该变频利用6500V 的高压功率器件直接架构6kV（3.3kV）的变频器：18 只SGCT 组成6kV 的整流器（12只SGCT 组成3.3kV 整流器），18 只SGCT 组成6kV的逆变器（12 只SGCT 组成3.3kV 整流器），变频器输出直接为6kV（3.3kV），无需外置/ 内置升压变压器或电机滤波器等类似变压环节，系统结构简单，设备可靠性高，是一款真正的高压变频调速装置。电流源逆变器固有强壮的电流保护特性，无需熔断保护电路，不但降低了系统复杂程度，而且免除了输出侧短路造成器件损害的可能。由于存在着较大的平波电抗器和快速电流调节器，所以过电流保护比较容易。当逆变侧出现短路等故障时，由于电抗器存在，电流不会突变，而电流调节器则会迅速响应，电流能控制在安全范围内。

• 多电机（带式输送机应用）的功率平衡（同步控制）功能
  煤矿井下刮板输送机系统多为双电机（或多电机）驱动，为了保证系统内的多台电机的功率（转矩）平衡分配，利用PLC 内部的PI 调节器对防爆高压变频调速装置进行速度和转矩控制，控制方式为基于速度调节的过程控制，即运算主从变频器的力矩电流，经过PI 运算后的输出叠加到从变频器的速度给定或转矩给定。该功率平衡模式适用于同轴连接方式和弹性连接方式，  适用性广，不易产生震荡，稳定性强。制在安全范围内。

• 软起动、软停止特性及 S 加速曲线
  软起动、软停止特性是带式输送机、提升机、刮板机等大惯量恒转矩负载驱动系统的必备条件。该变频器的起动、停止时间任意可调，也就是说起动时的加速度和停车时的减速度任意可调，同时为了平稳起动，还可匹配其具备的S 型加减速时间，减少机械系统起停时产生的冲击。

• 四象限运行特性
  电流型高压变频器固有能量回馈能力，系统可以四象限运行。虽然直流环节电流的方向不能改变，但整流电压可以反向，能量可以回馈到电网。该变频器采用的是SGCT 整流，是完全受控的整流，带有输入电源检测板可以实时检测输入的电压和电流相位并通过DPM板（变频器主控板）调整整流部分SGCT的触发角，从而达到矫正波形和补偿电网功率因数的作用，该变频器本身产生的谐波小，不会对电网产生影响。当电机从正常运行，转入制动运行时，电动机的输出转矩从与转速同向变为与转速反向，电动机侧逆变器将电动机发出的有功功率传递给直流电感，促使直流电感电流上升，电感电流PI 调节器检测到这一上升电流后，将触发θ 向后移动，使网侧逆变器进入能量回馈状态。

• 功率元器件可靠性高
  该变频器采用6500V SGCT 对称门极换流晶闸管。基于硅材料的SGCT 开关器件在大电流高电压转换器应用时，较其它类型元器件相比具有高压、大容量、高可靠性、低故障率、损坏无爆裂及电弧等优点。

• 矢量控制技术
  采用有/ 无速度传感器矢量控制。使用数字信号处理器(DSP) 和现场可组态门排列控制器(FPGA) 的全数字控制，可选带测速反馈的全矢量控制。电流型变频器具有电流内环，可利用强大的电流控制能力快速增加电机转速，特别适用需频繁快速调节的大惯性负载的控制。

• 谐波抑制(SHE)调制技术
  逆变均采用脉宽调制(PWM) 及选择谐波抑制(SHE) 调制技术，在直流侧集成单铁芯式直流电抗器，消除共模干扰。在整个调速和负载范围直接输出近似正弦的电压和电流波形PWM 电流型变频器输出无dv/dt 及di/dt 产生, 无需另加电机端滤波器，可直接拖带普通旧电机。电机无额外温升，不必降容使用。变频器到电机之间的电缆长度可达15 公里，电缆为普通高压电缆, 不需铠装屏蔽。

• 去离子水冷却
  冷却形式：液冷。去离子水冷却装置包括：循环介质再生及补充系统、强制循环系统、水- 风（水- 水）热交换器共3 个部分, 冷却液为纯净水+ 乙二醇。

现场应用