一种变频调速一体机制造技术

本申请公开了一种变频调速一体机，包括：M相感应电动机和M相变频器，所述M相变频器设置于所述M相感应电动机的上方，且二者相连；因此与现有技术相比，所述M相变频器和所述M相感应电动机不必采用过长的线缆相连，因降低了成本，同时也不存在所述变频调速一体机通过电缆向其他设备产生射频干扰信号的问题。还避免了由于变频器输出线缆过长，在电机端产生电压反射现象，导致电机侧电压峰值增加，从而使电机绝缘老化甚至击穿的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种变频调速一体机
本申请涉及机械自动化设备
，特别是涉及一种变频调速一体机。
技术介绍
电动机是将电能转换为机械能的设备，广泛应用于各个行业、领域，而各种电动机中，应用最广的是三相变频调速一体机。随着电力电子技术的长足发展，交流电机调速技术日渐成熟，三相变频调速一体机调速困难的问题得以解决，同时也打破了“三相”这一限制，可以通过电力电子器件搭建出多相驱动器。与三相驱动系统相比，多相驱动系统转矩性能平稳，易于通过低压功率器件实现大功率输出，可以通过注入低次谐波电流以提高电机铁磁材料利用率、电机功率密度，具有比三相系统更多的控制资源和潜能。煤矿井下多种场合大量使用变频调速一体机，派生出了多种专用电机类型，高功率密度、高可靠性、良好的散热是其共性要求。但是由于井下应用场合中，通常将电机与变频器分开设置，有的场合电机离变频器数百米远。过长的电缆不仅是成本的增加，而且存在通过电缆向其他设备输出射频干扰信号的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中变频调速一体机的成本较高且存在射频干扰的问题，本申请公开了一种变频调速一体机。一种变频调速一体机，包括：M相感应电动机和M相变频器，其中M为大于3的正整数；所述M相变频器设置于所述M相感应电动机的上方，且二者相连；其中，所述M相变频器用于输出M相对称的平顶波；所述M相变频器包括：第一腔体、第二腔体和第三腔体；其中，所述第一腔体和第二腔体采用隔离板隔离，所述第一腔体用于设置所述M相变频器的主回路器件，所述第二腔体用于设置所述M相变频器的控制回路器件，所述隔离板上设置有穿墙套管，所述主回路器件和所述控制回路器件之间的连接线通过所述穿墙套管穿过所述隔离板；所述第三腔体为一独立腔体且与所述第一腔体贯通，所述第三腔体用于设置进线电抗器；电网电源通过快速进线装置连入M相变频器壳体内部，与所述进线电抗器相连，M相变频器的控制线通过引入装置进入所述第二腔体，与所述控制回路器件相连。优选的，上述的变频调速一体机中，所述第一腔体设置在所述M相感应电动机的正上方，所述第三腔体设置在M相感应电动机的尾端，且所述第三腔体的侧面顶部与所述第一腔体贯通，所述第二腔体设置在所述第三腔体的正上方。优选的，上述的变频调速一体机中，所述M相感应电动机和M相变频器的外壳均为防爆外壳，二者通过法兰相连。优选的，上述的变频调速一体机中，还包括：设置在变频调速一体机壳体上的本安接线腔，用于设置对外通讯接口。优选的，上述的变频调速一体机中，还包括：冷却系统，所述冷却系统的冷却介质经过电机外水套，对M相感应电动机进行冷却，而后进入水冷板；M相变频器的功率元件集中放置在一金属板上，且金属板又与水冷板贴合。优选的，上述的变频调速一体机中，所述水冷板上设置有换热叶片。优选的，上述的变频调速一体机中，所述M相感应电动机采用整距绕组，且M相绕组对称分布，每相绕组的首尾两端均引出、与M相变频器的输出端子一一对应相连。优选的，上述的变频调速一体机中，所述M相感应电动机的每一对极面下的定子各个齿的磁密与齿宽乘积的和等于定子轭部最大磁密沿轭高的积分的2倍；所述M相感应电动机的每一对极面下的转子各个齿的磁密与齿宽乘积的和等于转子轭部最大磁密沿轭高的积分的2倍，且定转子齿部、轭部磁密均在较优区间，处于未饱和状态，定、转子各处磁密不超过临界饱和值。优选的，上述的变频调速一体机中，所述M相感应电动机依据公式：计算得到M相感应电动机的每极磁通；其中Φ为每极磁通；τ为节距，为定子齿部宽度，为转子齿部宽度，为定子轭部高度，为转子轭部高度；Bδ为气隙磁密，为定子齿部磁密，为转子齿部磁密，为定子轭部磁密，为转子轭部磁密；Q1为定子齿数，Q2为转子齿数,p为极数。优选的，上述的变频调速一体机中，所述M相变频器中所有元件的压接点均设置有防松脱垫圈。优选的，上述的变频调速一体机中，所述M相变频器逆变部分由M个H桥全控电路组成。优选的，上述的变频调速一体机中，所述M相变频器逆变部分的M个H桥全控电路分别位于串联的N级直流母线上，M/N为自然数，且每级母线上的H桥全控电路对应的绕组是对称的。通过上述技术方案可见，本申请公开的变频调速一体机的M相变频器和所述M相感应电动机采用一体化设计方式，因此与现有技术相比，所述M相变频器和所述M相感应电动机不必采用过长的线缆相连，因降低了成本，同时也不存在所述变频调速一体机通过电缆向其他设备产生射频干扰信号的问题。还避免了由于变频器输出线缆过长，在电机端产生电压反射现象，导致电机侧电压峰值增加，从而使电机绝缘老化甚至击穿的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例公开的变频调速一体机的主视图；图2为本申请实施例公开的变频调速一体机的侧视图；图3为本申请实施例公开的M相变频器的结构图；图4为本申请实施例公开的一逆变单元的结构图；图5为本申请实施例中公开的M相变频器输出信号的波形图；图6a为本申请实施例公开的六相、四极感应电动机的六相绕组驱动电源相位的示意图；图6b为本申请实施例公开的六相、四极感应电动机的定子槽的分布示意图；图7a为本申请另一实施例公开的九相、四极感应电动机的九相绕组驱动电源相位的示意图；图7b为本申请另一实施例公开的九相、四极感应电动机的定子槽的分布示意图；图8a为本申请又一实施例公开的九相、四极感应电动机的九相绕组驱动电源相位的示意图；图8b为本申请又一实施例公开的九相、四极感应电动机的定子槽的分布示意图。具体实施方式为了解决现有技术中，由于感应电动机与变频器距离较远而采用较长的电缆线相连，造成的成本增加且存在射频干扰等问题，本申请公开了一种变频调速一体机。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本申请实施例公开的变频调速一体机的主视图。图2为本申请实施例公开的变频调速一体机的侧视图。为了解决现有技术中的上述问题，本申请公开了一种变频调速一体机，参见图1和图2，本实施例公开的变频调速一体机可以包括：M相感应电动机2和M相变频器1，其中M为大于3的正整数，可以根据用户需求自行选择；为了降低成本，以及防止射频干扰，本实施例中的所述M相变频器1设置于所述M相感应电动机2的上方，且为了使所述M相变频器1和所述M相感应电动机2固定相连，二者通过可法兰连接；其中为了能够使所述M相感应电动机2能够平稳的运行，所述M相变频器1为可输出M相对称的平顶波的变频器；为了能够使所述M相变频器1内部元件布局更加合理，且更容易散热，参见图2，本实施例中的所述M相变频器1可以包括：第一腔体101、第二腔体102和第三腔体103；所述第一腔体101和第二腔体102采用隔离板隔离，所述第一腔体101用于设置所述M相变频器1的主回路器件，所述第二腔体102用于设置所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频调速一体机，其特征在于，包括：M相感应电动机和M相变频器，其中M为大于3的正整数；所述M相变频器设置于所述M相感应电动机的上方，且二者相连；其中，所述M相变频器用于输出M相对称的平顶波；所述M相变频器包括：第一腔体、第二腔体和第三腔体；其中，所述第一腔体和第二腔体采用隔离板隔离，所述第一腔体用于设置所述M相变频器的主回路器件，所述第二腔体用于设置所述M相变频器的控制回路器件，所述隔离板上设置有穿墙套管，所述主回路器件和所述控制回路器件之间的连接线通过所述穿墙套管穿过所述隔离板；所述第三腔体为一独立腔体且与所述第一腔体贯通，所述第三腔体用于设置进线电抗器；电网电源通过快速进线装置连入M相变频器壳体内部，与所述进线电抗器相连，M相变频器的控制线通过引入装置进入所述第二腔体，与所述控制回路器件相连。

【技术特征摘要】
1.一种变频调速一体机，其特征在于，包括：M相感应电动机和M相变频器，其中M为大于3的正整数；所述M相变频器设置于所述M相感应电动机的上方，且二者相连；其中，所述M相变频器用于输出M相对称的平顶波；所述M相变频器包括：第一腔体、第二腔体和第三腔体；其中，所述第一腔体和第二腔体采用隔离板隔离，所述第一腔体用于设置所述M相变频器的主回路器件，所述第二腔体用于设置所述M相变频器的控制回路器件，所述隔离板上设置有穿墙套管，所述主回路器件和所述控制回路器件之间的连接线通过所述穿墙套管穿过所述隔离板；所述第三腔体为一独立腔体且与所述第一腔体贯通，所述第三腔体用于设置进线电抗器；电网电源通过快速进线装置连入M相变频器壳体内部，与所述进线电抗器相连，M相变频器的控制线通过引入装置进入所述第二腔体，与所述控制回路器件相连；所述M相感应电动机的每一对极面下的定子各个齿的磁密与齿宽乘积的和等于定子轭部最大磁密沿轭高的积分的2倍；所述M相感应电动机的每一对极面下的转子各个齿的磁密与齿宽乘积的和等于转子轭部最大磁密沿轭高的积分的2倍，且定转子齿部、轭部磁密均在较优区间，处于未饱和状态，定、转子各处磁密不超过临界饱和值。2.根据权利要求1所述的变频调速一体机，其特征在于，所述第一腔体设置在所述M相感应电动机的正上方，所述第三腔体设置在M相感应电动机的尾端，且所述第三腔体的侧面顶部与所述第一腔体贯通，所述第二腔体设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金泉，苑令华，相龙阳，朱乃鹏，谭光韧，杨杰，边茂洲，郭冠楠，刘孟芸，张明，
申请(专利权)人：兖州东方机电有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37