专利名称：一种便于维护的矿用隔爆变频调速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变频调速装置，尤其涉及一种采用模块化变频机芯的变频调速装置。
背景技术：
现有的变频调速装置一般包括壳体，壳体内设有变频器(也称变频机芯)以及辅助电路，为了散热还设有冷却装置。其中所述的辅助电路可根据需要设置，例如可以是实现工频、变频切换的切换电路，或者是接口电路等，而变频器本身一般包括整流器，用于将工频电源变换为直流电源。平波回路，在整流器整流后的直流电压中，含有多频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动，采用平波回路吸收脉动电压(电流)，其中电压型变频器的平波回路是利用电容滤波，电流型变频器的平波回路是利用电感滤波。逆变器，将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使开关器件导通、关断就可以得到三相交流输出。控制电路，给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路； 常包括频率、电压的“运算电路”、主电路的“电压、电流检测电路”、电动机的“速度检测电路”、将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”、以及逆变器和电动机的“保护电路”。在整个变频调速装置中变频器不仅是主要部分，而且也是易损耗部分，需要经常的维修或更换部件，但现有技术中变频器都是固定的安装在变频调速装置的壳体内，拆装很不方便，效率很低。
发明内容
本发明提供一种便于维护和拆装的变频调速装置，通过便于与主体外壳分离的模块化变频机芯的设置，提高了维护以及更换部件的工作效率。一种便于维护的矿用隔爆变频调速装置，包括外壳和变频器，所述的变频器包括整流器、平波回路、逆变器和控制电路，所述的外壳内设有导轨，设有与该导轨滑动配合的支撑架，所述的变频器为电压型变频器，其平波回路中的滤波电容固定安装在所述的外壳内，而变频器的其余电路元件均安装在所述的支撑架上，所述的变频器与固定安装在外壳内的电路部分通过插接件进行电路连接；所述的支撑架上设有水冷装置，所述的外壳内设有冷却水管，该冷却水管与所述的水冷装置中的水管路插接成冷却水回路，其中水冷装置中的水管路端头部位连接有第一接头，外壳内的冷却水管端头部位连接有第二接头，所述的第一接头和第二接头插接配合， 且所述的第二接头安装在外壳内的固定板上。就整个变频器以及矿用隔爆变频调速装置的电路原理和结构而言，可以采用现有技术，在电压型变频器的平波回路中，滤波电容一般使用寿命较长，不用频繁维护，并且其重量也较大，因此固定安装在外壳内，使支撑架滑动更加省力，体积更易小型化，支撑架连同变频器(除滤波电容外)和冷却装置可沿导轨滑动抽出外壳或推入外壳内就位，这样便于变频器的维护和部件更换。为了形成冷却水回路，所述的水冷装置中的水管路为两个端头，相应的第一接头也为同样结构的两个，同理外壳内的冷却水管也为两个端头，相应的第二接头也为同样结构的两个，与两个第一接头分别插接。为了实现支撑架的精确就位，作为优选所述的外壳内固定有带内螺纹的导向块， 所述的支撑架上设有与该导向块螺纹配合的调整丝杠，且该调整丝杠沿所述的导轨的长度方向布置。转动调整丝杠时，可以带动支撑架沿导轨滑动。作为优选，所述的导轨包括固定在外壳内的固定段和与该固定段铰接的活动段， 两者铰接的部位临近外壳的开口部位。当需要取出外壳内的支撑架时，翻转活动段，活动段与固定段基本呈直线状态，支撑架依次沿固定段和活动段划出外壳，更便于操作，当支撑架推入外壳就位后，翻起活动段，使活动段处于外壳内，这样更利于节省空间。作为优选，所述的支撑架底部设有与导轨配合的轮子，以便于实现支撑架的滑动。作为优选，所述的外壳内设有固定座，固定座顶部带有开口，导向块的侧壁带有与开口边缘配合的竖直导向槽，这样可以使导向块上下滑动，便于调整与调整丝杠的同心度。 导向块带有偏心孔，该偏心孔内壁带有所述的内螺纹。所述的支撑架底部设有带通孔的固定架，调整丝杠中部穿入该通孔，通孔两侧设有用于限制调整丝杠轴向运动的限位部件，如螺母，仅允许调整丝杠相对固定架转动，在调整丝杠轴线运动时会带动固定架继而带动支撑架运动。为了实现所述的第一接头与第二接头之间插接配合，并且实现第一接头与第二接头分离时自动封闭，作为优选，所述的第一接头为管状结构，管状结构内设有用于封闭第一接头内腔的第一伸缩阀芯；所述的第二接头包括连接管，该连接管的开口部位用于容纳所述的第一接头，且与所述的第一接头密封配合，连接管中设有用于封闭连接管内腔的第二伸缩阀芯，第一接头插入第二接头时，所述的第一伸缩阀芯和第二伸缩阀芯相互顶紧，使第一接头以及连接管内腔开放且连通；贯穿所述的固定板且与固定板间隙配合的外套管，所述的连接管嵌套在该外套管内部，连接管外壁和外套管内壁之间为间隙配合，且设有用于保持连接管和外套管相对角度的弹性部件；固定在所述的外套管外缘的浮动盘，浮动盘带有安装孔，该浮动盘和所述的固定板表面间隙配合，且完全覆盖固定板与外套管之间的间隙；用于将所述的浮动盘限定在所述的固定板表面的固定件，所述的固定件位于浮动盘的安装孔中，该固定件与安装孔内壁间隙配合。作为优选，所述的连接管的开口部位内壁设有环形槽，该环形槽内设有密封圈，该密封圈与所述的第一接头的外壁密封配合。作为优选，所述的固定件包括支撑筒以及穿入该支撑筒的用于将支撑筒固定在固定板表面的螺钉。所述的支撑筒外壁与浮动盘的安装孔内壁间隙配合(即实现所述的固定件与安装孔内壁间隙配合)，所述的支撑筒带有限定安装孔边缘部位的外翻边，浮动盘位于该外翻边和固定板之间且为间隙配合(即所述的浮动盘和所述的固定板表面间隙配合)。作为优选，所述的连接管和外套管之间的弹性部件为绕置在连接管和外套管之间的弹簧，由于连接管外壁和外套管内壁之间为间隙配合，因此弹簧可以保持连接管和外套管相对角度，连接管受力时可相对于外套管偏转，但一旦外力撤销，在弹簧的作用下，会恢复和外套管的相对角度，一般两者同轴布置。所述的连接管外壁和外套管内壁带有用于限定弹性部件两端的台阶结构，所述的弹性部件被压紧在这两个台阶结构之间。为了保持所述的弹性部件的预紧力，所述的连接管尾部(背向第一接头的一端) 穿出外套管，且带有外螺纹，该外螺纹部位安装有用于阻挡外套管的紧固螺母，通过紧固螺母推动外套管，压紧弹性部件。作为优选，所述的第一接头的开口处(朝向第二接头的一端)带有内翻边结构，所述的第一伸缩阀芯包括固定在第一接头内腔中的带有通孔和过水孔的第一挡板；具有锥形的头部和杆状的尾部的第一阀芯，所述的尾部插入所述的第一挡板的通孔中，所述的头部的锥面与第一接头的内翻边接触密封；套在所述的第一阀芯的尾部的第一弹性部件，第一弹性部件的两端分别顶紧所述的第一挡板和所述的第一阀芯的头部。第一伸缩阀芯中，为了保证头部的锥面与第一接头的内翻边的密封效果，作为优选，所述的头部的锥面上设有环形的第一密封圈，该第一密封圈与第一接头的内翻边接触密封。第一弹性部件可对第一阀芯的头部施力使其顶紧第一接头的内翻边实现密封，当第一阀芯的头部收到来自外部的推力时，与内翻边分离，水可以经由第一挡板的过水孔流出第一接头的开口处。所述的第二接头中的连接管内部具有类似的结构，所述的连接管的内腔中设有环形台阶，所述的第二伸缩阀芯包括固定在连接管内腔中的带有通孔和过水孔的第二挡板；具有锥形的头部和杆状的尾部的第二阀芯，所述的尾部插入所述的第二挡板的通孔中，所述的头部的锥面与所述的环形台阶接触密封；套在所述的第二阀芯的尾部的第二弹性部件，第二弹性部件的两端分别顶紧所述的第二挡板和所述的第二阀芯的头部。第二伸缩阀芯中，为了保证头部的锥面与所述的环形台阶的密封效果，作为优选， 所述的头部的锥面上设有环形的第二密封圈，该第二密封圈与所述的环形台阶接触密封。 第二弹性部件可对第二阀芯的头部施力使其顶紧所述的环形台阶实现密封，当第二阀芯的头部收到来自外部的推力时，与环形台阶分离，水可以经由第二接头的开口处流过第二挡板的过水孔。为了保持第一阀芯以及第二阀芯的尾部的稳定，在所述的第一挡板和第二挡板的通孔部位分别设有辅助固定套，进一步保证第一阀芯和第二阀芯运动时的稳定性。本发明中，当第一接头和第二接头插接配合时，第一阀芯和第二阀芯的头部相互挤压使第一接头和第二接头的内腔开放且连通，第一接头脱离第二接头时第一阀芯和第二
6阀芯在各自的弹性部件的作用下复位，重新封闭内腔。另外由于浮动盘和所述的固定板表面间隙配合且所述的固定板与外套管间隙配合，可以使浮动盘带动整个第二接头相对于固定板而运动，便于第一接头和第二接头插接配合时同心度调整。连接管外壁和外套管内壁之间为间隙配合，可以使连接管适当摆动以补偿角度误差。在多处连接部位采用密封圈实施密封，且阀芯具有自密封性，很好的解决了水路泄漏的问题，防止了危险的发生。本发明矿用隔爆变频调速装置将变频器(除滤波电容外)、支撑架以及冷却装置组成模块化机芯，通过电路和冷却水管的插接配合实现了与壳体内电路以及冷却水管的快速连接，使模块化机芯更加方便拆装，提高维护效率。
图1为本发明一种矿用隔爆变频调速装置的内部结构示意图；图2为外壳内的导向块以及支撑架上的调整丝杠的结构示意图。图3为图1中水路连接部位的立体结构示意图；图4为第一接头的剖面示意图；图5为第二接头的剖面示意图；图6为第一接头和第二接头插接后的剖面示意图；图7为第二接头中浮动盘的安装孔部位的剖面示意图；图8为图7中的浮动盘相对于固定板发生位移时的剖面示意图。
具体实施例方式参见图1，本发明一种矿用隔爆变频调速装置，包括外壳，外壳内设有导轨3，设有与该导轨3滑动配合的支撑架2。变频器包括整流器、平波回路、逆变器和控制电路，变频器为电压型变频器，其平波回路中的滤波电容固定安装在外壳内，而变频器的其余电路元件均安装在支撑架2上。变频器与固定安装在外壳内的电路部分通过插接件进行电路连接，图中可见插接部位5。支撑架2上设有水冷装置(图中未标示)，外壳内设有冷却水管，该冷却水管与水冷装置中的水管路插接成冷却水回路，其中水冷装置中的水管路端头部位连接有第一接头，外壳内的冷却水管端头部位连接有第二接头，所述的第一接头和第二接头插接配合，第二接头安装在外壳内的固定板1上，图1中可见水路连接部位4。作为优选，导轨3包括固定在外壳内的固定段和与该固定段铰接的活动段(图中省略了活动段)，两者铰接的部位临近外壳的开口部位。当需要取出外壳内的支撑架2时， 翻转活动段，活动段与固定段基本呈直线状态，支撑架2依次沿固定段和活动段划出外壳， 更便于操作，当支撑架2推入外壳就位后，翻起活动段，使活动段处于外壳内，这样更利于节省空间。支撑架2底部设有与导轨3配合的轮子，以便于实现支撑架2的滑动。参见图2，为了实现支撑架2的精确就位，外壳内设有带内螺纹的导向块35，支撑架2上设有与该导向块35螺纹配合的调整丝杠32，且调整丝杠32沿导轨3的长度方向布置。转动调整丝杠32时，可以带动支撑架2沿导轨3滑动。图中可见，外壳内设有固定座33，固定座33顶部带有开口，导向块35的侧壁带有与开口边缘配合的竖直导向槽34，这样可以使导向块35上下滑动，便于调整与调整丝杠32 的同心度。导向块35带有偏心孔，该偏心孔内壁带有所述的内螺纹。支撑架2底部设有带通孔的固定架31，调整丝杠32中部穿入该通孔，通孔两侧设有用于限制调整丝杠32轴向运动的限位部件，如螺母，仅允许调整丝杠32相对固定架31 转动，在调整丝杠32轴线运动时会带动固定架31继而带动支撑架2运动。参见附图3 5，图1中的水路连接部位4，包括用与两个待连接管路端头(管路 45的端头和管路46的端头)连接第一接头41和第二接头42，其中第二接头42安装在固定板1上，第一接头41与第二接头42之间插接配合。第一接头41为管状结构，内设有用于封闭第一接头内腔的第一伸缩阀芯；第一接头41的开口处(朝向第二接头的一端)带有内翻边结构，第一伸缩阀芯包括固定在第一接头41内腔中的带有通孔和过水孔的第一挡板414 ；具有锥形的头部和杆状的尾部的第一阀芯411，其尾部插入第一挡板414的通孔中，为了保持尾部的稳定，在第一挡板的通孔部位设有辅助固定套415，进一步保证第一阀芯411运动时的稳定性，头部的锥面设有环形的第一密封圈412，第一密封圈412与第一接头41的内翻边接触密封；套在第一阀芯411的尾部的第一弹性部件413，具体采用弹簧，第一弹性部件413 的两端分别顶紧第一挡板414和第一阀芯411的头部。第二接头42包括连接管424，该连接管424的开口部位用于容纳第一接头41，开口部位内壁设有环形槽，该环形槽内设有密封圈421，该密封圈421与第一接头41的外壁密封配合，连接管 424中设有用于封闭连接管424内腔的第二伸缩阀芯；贯穿固定板1且与固定板1间隙配合的外套管422，连接管似4嵌套在该外套管 422内部，连接管似4外壁和外套管422内壁之间为间隙配合，且设有用于保持连接管似4 和外套管422相对角度的弹性部件，可以使连接管4M适当摆动以补偿角度误差；固定在外套管422外缘的浮动盘43，浮动盘43带有安装孔，该浮动盘43和固定板 1表面间隙配合，且完全覆盖固定板1与外套管422之间的间隙，以防止泄露；用于将浮动盘43限定在固定板1表面的固定件，参见图7、图8，固定件包括支撑筒47以及穿入该支撑筒47的用于将支撑筒47固定在固定板1表面的螺钉44。支撑筒47 外壁与浮动盘43的安装孔内壁间隙配合，带有间隙48，支撑筒47带有限定安装孔边缘部位的外翻边，浮动盘43位于该外翻边和固定板1之间且为间隙配合。连接管4M和外套管422之间的弹性部件为绕置在连接管4M和外套管422之间的弹簧423，由于连接管4M和外套管422之间为间隙配合，因此弹簧423可以保持连接管 424和外套管422相对角度，连接管似4受力时可相对于外套管422偏转，但一旦外力撤销， 在弹簧423的作用下，会恢复和外套管422的相对角度。连接管4M外壁和外套管422内壁带有用于限定弹簧423两端的台阶结构，弹簧 423被压紧在这两个台阶结构之间。连接管似4尾部(背向第一接头41的一端)穿出外套管422，且带有外螺纹，该外螺纹部位安装有用于阻挡外套管422的紧固螺母425，通过紧固螺母425推动外套管422， 压紧弹簧423。
连接管424的内腔中设有环形台阶，第二伸缩阀芯包括固定在连接管424内腔中的带有通孔和过水孔的第二挡板426 ；具有锥形的头部和杆状的尾部的第二阀芯427，第二阀芯427尾部插入第二挡板 426的通孔中，头部的锥面设有环形的第二密封圈，第二密封圈与环形台阶接触密封；套在第二阀芯427的尾部的第二弹性部件428，具体采用弹簧，第二弹性部件4 的两端分别顶紧第二挡板似6和第二阀芯427的头部。参见图6，当连接有管路45的第一接头41和连接有管路46的第二接头42插接配合时，第一接头41插入第二接头42的连接管内腔，且通过密封圈密封，第一阀芯411和第二阀芯427的头部相互挤压，使第一阀芯411的头部脱离第一接头41的内翻边，而第二阀芯427的头部脱离环形台阶，使第一接头41和第二接头42的内腔开放且连通，即具有自密封性，很好的解决了水路泄漏的问题，防止了危险的发生。参见图7、图8，由于浮动盘43和固定板1表面间隙配合且固定板1与外套管间隙配合，可以使浮动盘43带动整个第二接头相对于固定板1而运动，便于第一接头和第二接头插接配合时同心度调整。对比图7、图8可见浮动盘43向下移动后，间隙48的变化情况。本发明矿用隔爆变频调速装置中，外壳内的支撑架连同变频器和冷却装置可沿导轨滑动抽出外壳或推入外壳内就位，这样便于变频器的维护和部件更换。
权利要求
1.一种便于维护的矿用隔爆变频调速装置，包括外壳和变频器，所述的变频器包括整流器、平波回路、逆变器和控制电路，其特征在于，所述的外壳内设有导轨，设有与该导轨滑动配合的支撑架，所述的变频器为电压型变频器，其平波回路中的滤波电容固定安装在所述的外壳内，而变频器的其余电路元件均安装在所述的支撑架上，所述的变频器与固定安装在外壳内的电路部分通过插接件进行电路连接；所述的支撑架上设有水冷装置，所述的外壳内设有冷却水管，该冷却水管与所述的水冷装置中的水管路插接成冷却水回路，其中水冷装置中的水管路端头部位连接有第一接头，外壳内的冷却水管端头部位连接有第二接头，所述的第一接头和第二接头插接配合，且所述的第二接头安装在外壳内的固定板上。
2.如权利要求1所述的便于维护的矿用隔爆变频调速装置，其特征在于，所述的外壳内固定有带内螺纹的导向块，所述的支撑架上设有与该导向块螺纹配合的调整丝杠，且该调整丝杠沿所述的导轨的长度方向布置。
3.如权利要求2所述的便于维护的矿用隔爆变频调速装置，其特征在于，所述的导轨包括固定在外壳内的固定段和与该固定段铰接的活动段，两者铰接的部位临近外壳的开口部位。
4.如权利要求3所述的便于维护的矿用隔爆变频调速装置，其特征在于，所述的外壳内设有固定座，固定座顶部带有开口，导向块的侧壁带有与开口边缘配合的竖直导向槽。
5.如权利要求4所述的便于维护的矿用隔爆变频调速装置，其特征在于，所述的导向块带有偏心孔，该偏心孔内壁带有所述的内螺纹。
6.如权利要求5所述的便于维护的矿用隔爆变频调速装置，其特征在于，所述的支撑架底部设有带通孔的固定架，调整丝杠中部穿入该通孔，通孔两侧设有用于限制调整丝杠轴向运动的限位部件。
7.如权利要求1 6任一项所述的便于维护的矿用隔爆变频调速装置，其特征在于，所述的第一接头为管状结构，管状结构内设有用于封闭第一接头内腔的第一伸缩阀芯；所述的第二接头包括连接管，该连接管的开口部位用于容纳所述的第一接头，且与所述的第一接头密封配合，连接管中设有用于封闭连接管内腔的第二伸缩阀芯，第一接头插入第二接头时，所述的第一伸缩阀芯和第二伸缩阀芯相互顶紧，使第一接头以及连接管内腔开放且连通；贯穿所述的固定板且与固定板间隙配合的外套管，所述的连接管嵌套在该外套管内部，连接管外壁和外套管内壁之间为间隙配合，且设有用于保持连接管和外套管相对角度的弹性部件；固定在所述的外套管外缘的浮动盘，浮动盘带有安装孔，该浮动盘和所述的固定板表面间隙配合，且完全覆盖固定板与外套管之间的间隙；用于将所述的浮动盘限定在所述的固定板表面的固定件，所述的固定件位于浮动盘的安装孔中，该固定件与安装孔内壁间隙配合。
8.如权利要求7所述的便于维护的矿用隔爆变频调速装置，其特征在于，所述的固定件包括支撑筒以及穿入该支撑筒的用于将支撑筒固定在固定板表面的螺钉，所述的支撑筒外壁与浮动盘的安装孔内壁间隙配合，所述的支撑筒带有限定安装孔边缘部位的外翻边， 浮动盘位于该外翻边和固定板之间且为间隙配合。
9.如权利要求8所述的便于维护的矿用隔爆变频调速装置，其特征在于，所述的第一接头的开口处带有内翻边结构，所述的第一伸缩阀芯包括固定在第一接头内腔中的带有通孔和过水孔的第一挡板；具有锥形的头部和杆状的尾部的第一阀芯，所述的尾部插入所述的第一挡板的通孔中，所述的头部的锥面与第一接头的内翻边接触密封；套在所述的第一阀芯的尾部的第一弹性部件，第一弹性部件的两端分别顶紧所述的第一挡板和所述的第一阀芯的头部。
10.如权利要求9所述的便于维护的矿用隔爆变频调速装置，其特征在于，所述的连接管的内腔中设有环形台阶，所述的第二伸缩阀芯包括固定在连接管内腔中的带有通孔和过水孔的第二挡板；具有锥形的头部和杆状的尾部的第二阀芯，所述的尾部插入所述的第二挡板的通孔中，所述的头部的锥面与所述的环形台阶接触密封；套在所述的第二阀芯的尾部的第二弹性部件，第二弹性部件的两端分别顶紧所述的第二挡板和所述的第二阀芯的头部。
全文摘要
本发明公开了一种便于维护的矿用隔爆变频调速装置，包括外壳和变频器，所述的外壳内设有导轨，设有与该导轨滑动配合的支撑架，所述的变频器为电压型变频器，其平波回路中的滤波电容固定安装在所述的外壳内，而变频器的其余电路元件均安装在所述的支撑架上，所述的变频器与固定安装在外壳内的电路部分通过插接件进行电路连接；所述的支撑架上设有水冷装置，所述的外壳内设有冷却水管，该冷却水管与所述的水冷装置中的水管路插接成冷却水回路。本发明矿用隔爆变频调速装置将变频器、支撑架以及冷却装置组成模块化机芯，通过电路和冷却水管的插接配合实现了与壳体内电路以及冷却水管的快速连接，提高维护效率。
文档编号H02M1/00GK102437715SQ20111043294
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者刘锋, 张领强, 房洪柱, 李建宗 申请人:天津华宁电子有限公司