[发明专利]矿用隔爆型逆变式充电设备

说明书

一、应用领域

本发明属煤矿井下防爆电器领域。

二、用途

矿用隔爆型逆变式充电设备适用于煤矿井下含有爆炸性气体混合物的场合，是为运输电机车蓄电池充电的大功率专用设备。

三、现有产品状况

目前，我国煤矿井下使用的同类产品都是20世纪70年代开发的，其体积相当笨重、技术已经落后，既浪费了大量的钢材和有色金属又浪费不少能源，还给下井运输安装带来困难。庞大的体积也使井下充电硐室的建筑面积加大，矿井造价成本增高，这一现状已不适应建设现代化矿井的需要。多年以来，许多专业厂家及科研院所都在从事改进这种设备的研究，但都没有取得关键性的进展。

四、本发明的特点

本发明的充电设备采用当今世界上最先进的变流技术，突破了重重技术难关，解决了整流元器件在煤矿井下特殊电压等级下的耐压问题及其它关键问题，使该设备与原有设备相比具有了非常显著的特点：

1、体积重量显著减少。原有设备重量按型号不同最大的达1900公斤，最小的也有800公斤。新发明的充电设备最大的也只有150公斤，体积也自然大幅度减少；

2、节省大量有色金属。新设备采用了先进的高频逆变技术，取消了老设备上的整流变压器，节省了大量铜线和矽钢片。防爆壳体也大大缩小，节省了大量钢材，使其成本降低，具有很强的市场竞争力；

3、方便了下井运输和安装。由于体积的大大缩小，解决了煤矿工人几十年来向井下运输大设备的困难；

4、降低了能耗。新设备的能耗相对老设备大约降低20％；

5、体积小容量大。新设备虽然体积大大缩小，但容量确不减少。对煤矿井下各种规格的电机车均可充电；

五、原理简介

本发明由防爆壳体、三相整流器、逆变器、高频整流器、控制器及保护电路构成，原理如附图1所示。煤矿井下660v三相交流电压经三相整流变成直流后经大功率逆变器变成高频，再由高频整流器变成直流给蓄电池组充电。

而目前煤矿井下使用的同类充电设备主要由防爆壳体、整流变压器、整流器、平波电抗器等构成。原理如附图2所示。其缺点是体积大、能耗高，成本高。

本发明克服了传统同类设备的缺陷，取消了体积庞大、造价昂贵的整流变压器(矽钢片300公斤，铜线200公斤)和平波电抗器(矽钢片50公斤，铜线30公斤)，极大地缩小了设备的重量和体积，刷新了我国煤矿井下使用传统的“傻、大、黑、粗”设备近四十多年的历史。

六、特征

本发明用大功率逆变器取代了传统的整流变压器和平波电抗器。而现在除煤矿井下以外，地面上其他工业用220v、380v及其它电压等级的大功率逆变器使用的都很普遍，但对于煤矿井下660v供电的电压等级来说其大功率逆变器的应用还有许多关键问题有待解决。最关键的问题是低成本。如果不计成本，则这种逆变器也很好设计，但是要相对原有的传统设备既要降低成本又要提高性能就十分困难。而本发明就是解决了这一难题，从技术上保证了低成本、高性能。概括起来说，本发明的特征在于：将由高频逆变技术制造的大功率充电器置于防爆壳体中，从而实现了符合煤矿井下防爆电器标准的矿用隔爆型逆变式充电设备。

七、附图说明

附图1是本发明的电气原理方框图，由防爆壳体(图中未画出)、三相整流器、逆变器、高频整流器、控制器及保护电路构成。

煤矿井下660v三相交流电压经三相整流变成直流后再经大功率逆变器变成高频，由高频整流器变成直流给蓄电池组充电。

附图2是传统的矿用隔爆型充电设备电气原理方框图，由防爆壳体(图中未画出)、整流变压器、可控硅整流器、平波电抗器等构成。

煤矿井下660v三相交流电压经三相整流变压器变压后，由可控硅整流器控制变成直流，经平波电抗器给蓄电池组充电。