一种变频调速一体的制造方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种变频调速一体机
【技术领域】
[0001] 本申请涉及机械自动化设备【技术领域】，特别是涉及一种变频调速一体机。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
【发明内容】
[0005] 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。
[0006] 一种变频调速一体机,包括：
[0007] M相感应电动机和M相变频器，其中M为大于3的正整数；
[0008] 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；
[0009] 其中，所述M相变频器用于输出M相对称的平顶波；
[0010] 所述M相变频器包括：第一腔体、第二腔体和第三腔体；
[0011] 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；
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 优选的，上述的变频调速一体机中，还包括：
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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：
【权利要求】
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。
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第三腔体的正上方。
3. 根据权利要求1所述的变频调速一体机，其特征在于，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。
4. 根据权利要求1所述的变频调速一体机，其特征在于，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。
5. 根据权利要求4所述的变频调速一体机，其特征在于，所述水冷板上设置有换热叶 片。
6. 根据权利要求1所述的变频调速一体机，其特征在于，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。
7. 根据权利要求1所述的变频调速一体机，其特征在于，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。
8. 根据权利要求1所述的变频调速一体机，其特征在于，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，Ili为定子齿部宽度，Il2为转子齿部宽度，Aei为定子 轭部高度，为转子轭部高度； Bs为气隙磁密，氧,为定子齿部磁密，为转子齿部磁密，为定子轭部磁密，美i为转子轭部磁密； Q1为定子齿数，Q2为转子齿数，P为极数。
9. 根据权利要求1所述的变频调速一体机，其特征在于，所述M相变频器逆变部分由M 个H桥全控电路组成。
10. 根据权利要求9所述的变频调速一体机，其特征在于，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。
【文档编号】H02K11/00GK104319950SQ201410605196
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】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 申请人:兖州东方机电有限公司