米子恩,薛超,齊亞周,朱耿超

(1.西安交通大學(xué)， 陜西 西安 712000;2.西北駿馬電機(jī)制造有限公司， 寧夏 石嘴山 753000)

0 引言

隨著煤礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦井下得到廣泛應(yīng)用,現(xiàn)階段煤礦設(shè)備大多采用變頻調(diào)速、異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式[1]。傳統(tǒng)的變頻裝置和電動(dòng)機(jī)分離布置的方式存在占用空間大、功率分配不均、設(shè)備故障率高、耗能高、綜合成本高等弊端，不利于井下作業(yè)[2]。此外長(zhǎng)距離供電電纜會(huì)形成分布電感和分布電容，變頻器輸出高頻信號(hào)時(shí)，對(duì)感抗高的電動(dòng)機(jī)絕緣壽命有不利影響，電動(dòng)機(jī)端頭電壓大幅升高，需要加強(qiáng)絕緣結(jié)構(gòu)來適應(yīng)非正弦波的電壓，同時(shí)必須縮短供電電纜長(zhǎng)度，以降低對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣的危害[3]。變頻調(diào)速產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)軸電流還會(huì)直接危害電動(dòng)機(jī)的軸承，軸承電流會(huì)使軸承表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕，最終導(dǎo)致軸承早期損害，大幅降低整機(jī)使用壽命，因而需要對(duì)軸承絕緣采取技術(shù)措施保證電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期正常運(yùn)行[4]。為了解決這些問題，需要將變頻器和電動(dòng)機(jī)兩者進(jìn)行更好地結(jié)合以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)直驅(qū)。由此，作為將變頻技術(shù)、電動(dòng)機(jī)技術(shù)和隔爆技術(shù)相結(jié)合的機(jī)電一體化產(chǎn)品，礦用隔爆變頻一體機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)市場(chǎng)上最早出現(xiàn)的礦用變頻一體機(jī)主要是德國(guó)保越公司的產(chǎn)品，初期只是用在煤礦刮板機(jī)上,產(chǎn)品覆蓋面窄,并且屬于技術(shù)封鎖項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)采購(gòu)價(jià)格十分昂貴。其主電路采用常規(guī)變頻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，吸收電路、濾波器件繁多，導(dǎo)致故障率高，維修成本高。近年來，國(guó)內(nèi)不少?gòu)S家都在進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的試制，比如撫順、青島天信、中加特等。通過對(duì)煤礦開采變頻一體機(jī)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化建設(shè),在技術(shù)上已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,并形成了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù)。其中青島中加特研發(fā)的一體機(jī)主電路采用核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，擁有發(fā)明專利技術(shù)，功能完備、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，變頻控制精度高，體積小，運(yùn)輸安裝方便，已經(jīng)做到替代德國(guó)保越公司的產(chǎn)品；文獻(xiàn)[5]提到一種1 200 kW/3.3 kV礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速一體機(jī)的研制，從系統(tǒng)配置、變頻器設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行介紹，結(jié)合樣機(jī)試驗(yàn)，證明各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求，說明研制取得了成功；文獻(xiàn)[6]介紹了礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速一體機(jī)的研制過程,重點(diǎn)介紹電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理、電磁設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),運(yùn)用ANSYS仿真軟件對(duì)電磁和結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行了分析優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品的性能、創(chuàng)新性及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析；文獻(xiàn)[7]主要針對(duì)變頻一體機(jī)的水冷結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，建立其水冷結(jié)構(gòu)散熱模型,運(yùn)用仿真軟件ANSYS Workbench中流體動(dòng)力學(xué)分析模塊對(duì)一體機(jī)的變頻部分、電抗箱部分和電動(dòng)機(jī)部分的流體場(chǎng)進(jìn)行了仿真計(jì)算,并將理論仿真計(jì)算與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,證明設(shè)計(jì)的水冷結(jié)構(gòu)符合要求。

本文在國(guó)內(nèi)已有的變頻一體機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，從降低產(chǎn)品功耗、改進(jìn)水冷結(jié)構(gòu)以改善散熱情況、提高功率因數(shù)、降低電動(dòng)機(jī)軸電壓危害等優(yōu)化變頻一體機(jī)性能方面出發(fā)，設(shè)計(jì)研發(fā)了1 000 kW/3 300 V礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速一體機(jī)，具有調(diào)速性能好、運(yùn)行范圍寬、反應(yīng)速度快、控制功能完備、精度高、低溫升、低諧波、效率高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，適合在采掘工作面空間狹小的煤礦井下使用。目前，變頻一體機(jī)正在向節(jié)能化、集成化和智能化方向發(fā)展，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

1 一體機(jī)的設(shè)計(jì)

高壓變頻調(diào)速一體機(jī)的主體部分由變頻裝置、三相交流異步電動(dòng)機(jī)以及各自的水冷散熱系統(tǒng)組成，外形尺寸為2 277 mm×950 mm×1 355 mm，實(shí)物如圖1所示,其中變頻裝置部分包含變頻主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路等。外部控制系統(tǒng)主要采用西門子S7-1200 PLC裝置。一體機(jī)的整體電氣原理如圖2所示。

圖1 變頻調(diào)速一體機(jī)實(shí)物圖

圖2 變頻一體機(jī)電氣原理

1.1 主回路組成及原理

變頻組件是由電壓型“交-直-交”變頻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。R、S、T為3 300 V三相高壓交流電源進(jìn)線端，取其中兩相電壓經(jīng)降壓變壓器得到220 V交流電，作為控制單元的電源輸入。上電初始階段真空接觸器KM2閉合，主電路中接入充電電阻對(duì)直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電，防止上電瞬間電容充電電流過大，避免損壞整流橋和直流母線電容。當(dāng)直流母線電壓達(dá)到一定值,預(yù)充電過程結(jié)束，接觸器KM1閉合，充電電阻被短路掉?？梢灾绷鞑糠诌€接有放電電阻，可以在一體機(jī)制動(dòng)停機(jī)的過程中快速釋放直流側(cè)的能量，將其轉(zhuǎn)化為放電電阻的熱量耗散掉，使直流母線電壓快速降到安全電壓以下，方便設(shè)備的下次啟動(dòng)。三相輸入濾波器作為一種濾波設(shè)備，主要用于抑制變頻器在整流過程中產(chǎn)生的高次諧波，還可以防止變頻器被干擾，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，緩解三相不平衡的影響。三相整流橋各橋臂由4個(gè)二極管組成，同相的上下兩橋臂各串聯(lián)2個(gè)二極管，與單二極管相比每個(gè)二極管承受的電壓變?yōu)樵瓉淼囊话搿Ｗ冾l器的逆變單元采用中點(diǎn)鉗位型三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，輸出占空比可調(diào)的三相電壓，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在給定頻率下運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)

一體機(jī)的電動(dòng)機(jī)部分為一臺(tái)三相籠型交流異步電動(dòng)機(jī)。作為一種常見的交流電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)的異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，本產(chǎn)品電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)制造過程中有如下幾個(gè)方面的考量：

1) 當(dāng)用變頻裝置驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器輸出的電流由于高頻開關(guān)的作用導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)軸上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。當(dāng)電壓通過軸承時(shí)，由于油膜的存在，會(huì)隨機(jī)性地出現(xiàn)絕緣或?qū)ǖ臓顟B(tài)，期間會(huì)形成電弧，使得電動(dòng)機(jī)運(yùn)行噪音變大，能效降低，帶來?yè)p害。為了減小軸電流的危害，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)如文獻(xiàn)[5]中的方法是在電動(dòng)機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端采用絕緣端蓋來切斷軸電流。針對(duì)大功率電動(dòng)機(jī)中可能出現(xiàn)的較大軸電流，本產(chǎn)品采用絕緣軸承以達(dá)到更好地隔離軸電流的效果。絕緣軸承的結(jié)構(gòu)包括外圈絕緣、內(nèi)圈絕緣或滾柱絕緣，在軸承的外表面噴鍍優(yōu)質(zhì)覆膜，覆膜與基體結(jié)合力強(qiáng)，絕緣性能好，可將形成軸電流的回路切斷，避免感應(yīng)電流對(duì)軸承的電蝕作用，防止電流對(duì)潤(rùn)滑脂和滾動(dòng)體、滾道造成的損壞，提高軸承的使用壽命。

2) 僅僅隔離軸電流通過電動(dòng)機(jī)軸承的流通途徑還是不夠的，軸電流還是會(huì)通過與其連接的負(fù)載設(shè)備的軸承進(jìn)行放電。礦用電動(dòng)機(jī)負(fù)載波動(dòng)大，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)壽命遠(yuǎn)低于民用電動(dòng)機(jī)，軸承在運(yùn)行中容易局部損傷造成絕緣軸承失效，因此在采用絕緣軸承的基礎(chǔ)上電動(dòng)機(jī)還加裝了導(dǎo)電環(huán)來保護(hù)負(fù)載。導(dǎo)電環(huán)作為一種安全泄放裝置，其作用是將軸電流引流且向大地泄放，從而避免軸電流流經(jīng)軸承處，以保證軸承的安全，更延長(zhǎng)整個(gè)電動(dòng)機(jī)及其主機(jī)廠設(shè)備的壽命及安全工作周期。經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，安裝導(dǎo)電環(huán)之后，軸電壓由原來的0.25 V降低到0.006～0.008 V，得到顯著改善。

3) 電暈是一種比較常見的電動(dòng)機(jī)線圈游離放電現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣材料造成極大額腐蝕，進(jìn)而影響電動(dòng)機(jī)的正常安全運(yùn)行。鑒于此，電動(dòng)機(jī)使用了定制的耐電暈硬扁銅線，與傳統(tǒng)電磁線相比，該耐電暈硬扁銅線具有耐擊穿電壓較高、耐熱等級(jí)高、絕緣厚度薄和耐刮性能好的特點(diǎn)，可以盡量降低電暈現(xiàn)象帶來的危害，有力保證電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行。

1.3 變頻器的控制電路和驅(qū)動(dòng)電路

控制電路完成信息的采集和處理以及控制指令的發(fā)送。它采集大部分的實(shí)時(shí)信號(hào)，經(jīng)過對(duì)應(yīng)的算法處理后產(chǎn)生主電路IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可以說是變頻部分的心臟。生成相應(yīng)的PWM控制信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)單元就可以對(duì)接收到的IGBT觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行隔離放大，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)IGBT，控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間。同時(shí)還進(jìn)行電流、電壓及溫度等變量信息的預(yù)處理，以便在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)對(duì)IGBT進(jìn)行保護(hù)。

1.4 一體機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一體機(jī)的控制系統(tǒng)部分關(guān)鍵部件采用西門子公司的SIMATIC S7-1200 PLC控制器，實(shí)現(xiàn)了模塊化和緊湊型設(shè)計(jì)。控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)采用一主多從的方式，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)一體機(jī)的同時(shí)控制。各一體機(jī)內(nèi)部與變頻器相連的PLC作為從站，采集一體機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)以及關(guān)鍵點(diǎn)的溫度信息；外部控制箱內(nèi)的PLC作為主站，根據(jù)按鍵情況下發(fā)相應(yīng)控制指令和轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)到從站當(dāng)中。從站根據(jù)主站下發(fā)的指令與速度基準(zhǔn)直接控制一體機(jī)運(yùn)行。

主從PLC之間以及從站PLC與變頻器之間均采用Modbus RTU協(xié)議進(jìn)行通信。作為一種標(biāo)準(zhǔn)、開放的通信協(xié)議，其支持較多類型的電氣接口，幀格式簡(jiǎn)單、緊湊，易于傳輸，通俗易懂，應(yīng)用十分廣泛。為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜工作環(huán)境下通信時(shí)的低頻干擾問題，本產(chǎn)品通信電纜采用的是鎧裝雙絞屏蔽電纜，相比普通電纜除了增強(qiáng)了抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等機(jī)械保護(hù)以延長(zhǎng)使用壽命外，還可以通過屏蔽保護(hù)提高電纜的抗干擾性能，保證設(shè)備之間的可靠通信。

1.5 外部循環(huán)水冷系統(tǒng)

盡管一體機(jī)的效率很高，但是由于大功率產(chǎn)品電能轉(zhuǎn)換量很大，即使能量損耗較少，也會(huì)導(dǎo)致數(shù)千瓦至數(shù)十千瓦廢熱的產(chǎn)生，必須設(shè)法將這些熱量耗散掉，冷卻散熱系統(tǒng)便成為一體機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。在煤礦井下這種具有防爆要求的特殊場(chǎng)合中，液冷散熱較為適合。為了有效提高散熱效率，該一體機(jī)創(chuàng)造性地采用雙水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)部分和變頻部分的水路分離，經(jīng)驗(yàn)證成效顯著，下文將結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)詳細(xì)分析。

1.6 顯示屏

一體機(jī)非驅(qū)動(dòng)端正面安裝有顯示屏，能夠接收從站PLC采集到實(shí)時(shí)信息并顯示出來。一體機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，通過顯示屏顯示直流母線電壓、變頻輸出電流、輸出功率和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及各關(guān)鍵點(diǎn)的溫度等實(shí)時(shí)參數(shù)；一體機(jī)發(fā)生故障時(shí)，還可準(zhǔn)確顯示故障信息，具有歷史故障記錄的功能。

2 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

1) 低功耗。變頻主電路的模塊器件采用英飛凌最新一代IGBT，管壓降低至2.75 V，降低了變頻器主電路的損耗。直流電抗器采用鋁殼灌封超微晶直流電抗器，最大適配功率1 800 kW，額定工況下的損耗僅為約800 W?？刂谱儔浩鞑捎铆h(huán)形變壓器，鐵心無氣隙，效率可達(dá)90%～93%，具有磁漏感小、體積小、過載強(qiáng)、溫升低等優(yōu)點(diǎn)。采用鐵基非晶合金材料代替硅鋼片，其最大磁導(dǎo)率約為硅鋼片的6倍，厚度僅27微米，是硅鋼片的9%；在50 Hz、1.3T磁感應(yīng)強(qiáng)度的工況下，損耗P<0.2 W/kg，是硅鋼片的17%。電動(dòng)機(jī)部分采用新型冷軋硅鋼片，磁飽和點(diǎn)高，單位損耗低，可加工性強(qiáng)，能在有限空間體積內(nèi)提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)，降低附加損耗從而提升電動(dòng)機(jī)效率，降低電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。綜合分析一體機(jī)各個(gè)環(huán)節(jié)的損耗情況并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了該一體機(jī)的整體功耗。

2) 低諧波。直流電抗器采用的是鋁殼灌封超微晶直流電抗器，安裝于變流器的直流側(cè)，流過具有交流分量的直流電流。其主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值，改善電容濾波造成的輸入電流波形畸變，減少和防止因沖擊電流造成的整流橋損壞和電容過熱，延長(zhǎng)電容的使用壽命，改善輸入功率因數(shù)，排除對(duì)負(fù)載的不利影響。直流平波電抗器的濾波效果對(duì)照如圖3所示。

圖3 直流平波電抗器的濾波效果對(duì)照

此外，變頻器的逆變單元采用中點(diǎn)鉗位型三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，與兩電平逆變器相比，中點(diǎn)鉗位型三電平逆變器具有輸出電壓電流諧波小，開關(guān)器件承受的電壓及開關(guān)損耗減半等優(yōu)勢(shì)，還可以有效減小濾波器等無源器件的體積和重量。

主回路設(shè)計(jì)引入低電感設(shè)計(jì)技術(shù)，有效減少主回路工作中的電感產(chǎn)生，降低回路電感約50%，從而減小主回路當(dāng)中的Du/Dt、Di/Dt，提高產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。

3) 低溫升。傳統(tǒng)變頻一體機(jī)多采用水冷散熱結(jié)構(gòu)，變頻器部分的水冷板與機(jī)座水路串聯(lián)。冷卻水通過變頻器的冷卻板通過機(jī)座連接進(jìn)入前端蓋，從前端蓋出來流向機(jī)座，從機(jī)座出來后流向后端蓋，再經(jīng)機(jī)座流向電抗器箱，如此進(jìn)行循環(huán)，最終從電抗器箱上流出。此外，文獻(xiàn)[5]所述一體機(jī)水冷系統(tǒng)還在定、轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)計(jì)軸向通風(fēng)道，由內(nèi)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)形成內(nèi)風(fēng)路，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度分布更均勻。本產(chǎn)品水冷系統(tǒng)省略了定、轉(zhuǎn)子鐵心上的軸向通風(fēng)道和內(nèi)風(fēng)扇，而是創(chuàng)造性地采用雙水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，直接在銅板上開水路，變頻器與電動(dòng)機(jī)水路進(jìn)行并聯(lián)應(yīng)用，各自使用獨(dú)立的水冷系統(tǒng)，提高變頻一體機(jī)的整體冷卻效率，可靠性得到進(jìn)一步提高。水冷板采用銅水冷基板，使熱阻最小、溫升最低。在整個(gè)銅板上銑出水道，然后在水道上直接使用摩擦攪拌焊接方案，可以使焊接深度達(dá)到10 mm，使水道可以耐受3 MPa的水壓及可用外水進(jìn)行冷卻，并對(duì)銅水冷板進(jìn)行3 MPa設(shè)計(jì)與試壓，全部采用深孔鉆進(jìn)行工藝加工?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)變頻一體機(jī)進(jìn)行溫升實(shí)驗(yàn)，按照標(biāo)準(zhǔn)，一體機(jī)周圍空氣溫度在10 ℃～40 ℃，處于規(guī)定的通風(fēng)和散熱條件下、額定工況下運(yùn)行，每隔30 min使用紅外測(cè)溫計(jì)測(cè)量規(guī)定的IGBT、直流母線電容、電動(dòng)機(jī)繞組等主要部件，實(shí)驗(yàn)持續(xù)了4個(gè)多小時(shí)，最終測(cè)得各個(gè)關(guān)鍵位置的溫升結(jié)果記錄見表1。

表1 變頻一體機(jī)溫升實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從溫升實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果可以看到，冷卻水壓為1 MPa，在額定工況下，一體機(jī)連續(xù)運(yùn)行4 h以上，變頻環(huán)節(jié)的逆變部分溫升最高，最終穩(wěn)定在42 ℃左右，溫升大概為24 ℃；電容溫升18 ℃；濾波器溫升26 ℃；作為發(fā)熱情況最為嚴(yán)重的電動(dòng)機(jī)繞組，其U相和W相的繞組最終溫度穩(wěn)定在113 ℃左右，溫升大概為96 ℃，均符合溫升實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 電氣實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)采用變頻一體機(jī)和實(shí)驗(yàn)中心試驗(yàn)臺(tái)設(shè)備進(jìn)行互拖，在不同的輸出頻率下分別記錄變頻部分的輸入和輸出電壓、電流，電網(wǎng)功率因數(shù)，一體機(jī)主要位置噪聲以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，一體機(jī)運(yùn)行頻率范圍為0～60Hz，實(shí)驗(yàn)中，一體機(jī)在運(yùn)行范圍內(nèi)的不同頻率下均穩(wěn)定可靠地帶載工作，可以通過控制箱人為下發(fā)控制指令操縱一體機(jī)運(yùn)行，一體機(jī)也可以快速響應(yīng)指令，完成啟停、加減速等一系列操作，顯示屏也可以正常顯示一體機(jī)相關(guān)參數(shù)。人為設(shè)置故障后，控制系統(tǒng)能可靠檢測(cè)到故障發(fā)生的類型，并相應(yīng)地進(jìn)行報(bào)警或強(qiáng)制一體機(jī)停止運(yùn)行，顯示屏顯示并儲(chǔ)存故障信息，待消除故障復(fù)位系統(tǒng)之后才可以再次啟動(dòng)一體機(jī)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知一體機(jī)在額定50 Hz運(yùn)行頻率下，滿載運(yùn)行時(shí)電網(wǎng)功率因數(shù)可達(dá)0.934，顯著優(yōu)于前文所述樣機(jī)試驗(yàn)測(cè)得的功率因數(shù)。

表2 變頻一體機(jī)電氣實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄

4 結(jié)論

本文介紹了一款1 000 kW/3 300 V礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速一體機(jī)的設(shè)計(jì)研制過程，重點(diǎn)介紹了一體機(jī)設(shè)計(jì)組成及原理，突出了電動(dòng)機(jī)、變頻器、控制系統(tǒng)、水冷散熱系統(tǒng)等各方面的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，凸顯了該產(chǎn)品低功耗、低諧波、低溫升等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且完成了電氣以及溫升實(shí)驗(yàn)，證明本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)合理，性能指標(biāo)先進(jìn)，各項(xiàng)電氣性能穩(wěn)定，在可靠性方面均達(dá)到設(shè)計(jì)要求的水平，取得了成功，有廣闊的應(yīng)用前景。