专利名称：一种具有能量回馈的矿井主通风机高压变频装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤矿主通风机变频调速装置，尤其是一种具有能量回馈的矿井主 通风机高压变频装置。
背景技术：
目前，煤矿主通风机主要采用高压交流变频调速技术，通过改变频率，实时调整主 通风机的转速，使主通风机始终运行在高效区。交流变频调速技术经过二十多年的发展，常 用的方案是采用升降压变压器的“高-低-高”式高压变频器，即间接高压变频装置，由输入 降压变压器、输出升压变压器及低压变频器组成。此方案由于采用输入、输出两个变压器， 使得系统结构复杂，可靠性降低，同时系统运行效率降低，影响节能效果。且该方案中采用 的低压变频器为电压源型变频器，只能单向导通，因此必须使用成对的反并联开关器件，使 用器件数量较多，影响系统可靠性和输出波形，输出波形含有较多的高频分量，对后续设备 (主通风机)损伤较为明显，影响使用寿命，且发热、噪声较为严重。发明内容
为了克服现有的高压交流变频调速方案中存在的问题，本发明提供一种具有能量 回馈的矿井主通风机高压变频装置，采用电流源型高压变频器和双PWM技术，不仅能够取 消输入变压器和输出变压器，减少开关器件，简化系统结构，提高系统运行效率和可靠性， 而且能够实现四象限运行，将能量反馈回电网，达到节能的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种具有能量回馈的矿井主通风机高压变频装置，包括PWM整流器(3)、电流源型 高压变频器(7)和PWM逆变器(8);电流源型高压变频器(7)的输入端连接PWM整流器(3)， 电流源型高压变频器(7)的输出端连接PWM逆变器(8)，PWM逆变器(8)输出端连接主通风 机(9)，电流源型高压变频器(7)通过PWM逆变器(8)实现对主通风机(9)的变频调速，电 流源型高压变频器⑵通过四象限运行将PWM逆变器⑶输出端的交流电回馈至电网(1)， 实现电能的回馈。
电网输出的电能经过专用电源变换后为PWM整流器和主通风机M供电，同时专用 电源通过不间断电源UPS为主控PLC供电，主控PLC的输出口连接电流源型高压变频器作 为负载，完成对系统的控制作用，上位机通过远程I/O接口控制主控PLC并处理现场返回的 数据。使用时，电流源型高压变频器通过PWM逆变器实现对主通风机M的变频调速，同时电 流源型高压变频器通过四象限运行将PWM逆变器输出端的交流电回馈至电网，从而达到节 能的目的；同时由于电流源型高压变频器四象限运行的特性，无须使用成对的反并联开关 器件，输出波形更为理想；该装置通过PWM技术调节PWM整流器和PWM逆变器的电压，从而 省去输入变压器和输出变压器这样的无功元件，极大地提高系统总体运行效率，达到简化 系统结构和提高系统可靠性的目的。
所述的电流源型高压变频器可选用的型号为罗克韦尔自动化生产的PowerFlex7000交流变频器。本发明的有益效果是采用电流源型高压变频器和双PWM技术，不仅能够取消输入变压器和输出变压器，减少开关器件，简化系统结构，提高系统运行效率和可靠性，而且能够实现四象限运行，将能量反馈回电网，达到节能的目的。
图1是本发明的结构示意图。图中1.电网，2.专用电源，3. PWM整流器，4.不间断电源UPS，5.上位机，6.主控PLC, 7.电流源型高压变频器，8. PWM逆变器，9.主通风机。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。在图1中，该具有能量回馈的矿井主通风机高压变频装置包括PWM整流器3、电流源型高压变频器7和PWM逆变器8 ；电流源型高压变频器7的输入端连接PWM整流器3，电流源型高压变频器7的输出端连接PWM逆变器8，PWM逆变器8输出端连接主通风机9，同时PWM逆变器8输出的交流电反馈回送至电网1，实现电能的回馈；电网I输出的电能经过专用电源2变换后为PWM整流器3和主通风机9供电，同时专用电源2通过不间断电源UPS4为主控PLC6供电，主控PLC6的输出口连接电流源型高压变频器7作为负载，完成对系统的控制作用，上位机5通过远程I/O接口控制主控PLC6并处理现场返回的数据。使用时，电流源型高压变频器7通过PWM逆变器8实现对主通风机9的变频调速，同时电流源型高压变频器7通过四象限运行将PWM逆变器8输出端的交流电回馈至电网1，从而达到节能的目的；同时由于电流源型高压变频器7四象限运行的特性，无须使用成对的反并联开关器件，输出波形更为理想；该装置通过PWM技术调节PWM整流器3和PWM逆变器8的电压，从而省去输入变压器和输出变压器这样的无功元件，极大地提高系统总体运行效率，达到简化系统结构和提高系统可靠性的目的。在图1中，电流源型高压变频器7可选用的型号为罗克韦尔自动化生产的PowerFl ex7000交流变频器。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种具有能量回馈的矿井主通风机高压变频装置，其特征在于，包括PWM整流器(3)、电流源型高压变频器(7)和PWM逆变器(8);电流源型高压变频器(7)的输入端连接PWM整流器(3)，电流源型高压变频器(7)的输出端连接PWM逆变器(8)，PWM逆变器⑶输出端连接主通风机(9)，电流源型高压变频器(7)通过PWM逆变器(8)实现对主通风机(9)的变频调速，电流源型高压变频器(7)通过四象限运行将PWM逆变器(8)输出端的交流电回馈至电网(I)，实现电能的回馈。
2.根据权利要求1所述的矿井主通风机高压变频装置，其特征在于，所述的电流源型高压变频器可选用的型号为罗克韦尔自动化生产的PowerFlex 7000交流变频器。
3.根据权利要求1所述的矿井主通风机高压变频装置，其特征在于，电网(I)输出的电能经过专用电源(2)变换后为PWM整流器(3)和主通风机M(9)供电。
全文摘要
本发明公开了一种具有能量回馈的矿井主通风机高压变频装置，包括PWM整流器、电流源型高压变频器和PWM逆变器；电流源型高压变频器的输入端和输出端分别连接有PWM整流器和PWM逆变器，PWM逆变器输出端连接主通风机M，同时PWM逆变器输出的交流电反馈回送至电网，实现电能的回馈；电网输出的电能经过专用电源变换后为PWM整流器和主通风机M供电；该装置通过PWM技术调节PWM整流器和PWM逆变器的电压，从而省去输入变压器和输出变压器，达到简化系统结构、提高系统运行效率和可靠性的目的。
文档编号H02J3/38GK103001252SQ201210469759
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者赵学雷, 陈嫄, 杜向阳, 董宗斌, 连红飞, 邱飞, 王中, 吴文兵, 史朝阳, 郝向东, 王建红, 孙凯, 苏东伟, 戴鹏, 于月森, 何慧君, 倪帅 申请人:山西潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿, 中国矿业大学