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。