一、前言
隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，如今的變頻器廠家致力于開發(fā)各行各業(yè)中的自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用面。但在某些爆炸性氣體和粉塵較多的地方（煤礦、焦炭廠、化工廠的一部分），VFD沒有得到充分應(yīng)用，主要原因是這些地方的VFD需要防爆，而且市場成熟產(chǎn)品中還沒有出現(xiàn)VFD種類。為了應(yīng)對此類情況防爆VFD應(yīng)運而生，
二、VFD的技術(shù)要求
1、工作環(huán)境 有爆炸性氣體或粉塵較多的環(huán)境 （防爆）；
2、輸入電壓 交流660V±10% ；
3、調(diào)速范圍 2—50HZ ；
4、保護(hù)功能 具有短路、過流、過壓、欠壓、超溫、停電閉鎖等功能；
5、工作方式 24小時連續(xù)工作制；
6、其它的技術(shù)指標(biāo)與通用型的VFD基本相同。
三、VFD的控制原理
1、主回路部分
VFD主回路包括空氣斷路器、三相整流器、濾波電容、IGBT逆變器
圖1： 主回路電氣原理框圖
2、控制回路部分
VFD控制部分包括CPU控制器、IGBT驅(qū)動電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、保護(hù)電路、操作顯示電路。其控制原理框圖如下：
圖2： 控制原理框圖
四、防爆VFD研制中的問題和對策
1、防爆問題
當(dāng)VFD的使用環(huán)境有爆炸性氣體或粉塵較多時，就需要VFD具備密封防爆功能，因此，它的外殼不能用普通的殼體，必須用標(biāo)準(zhǔn)的防爆腔，把變頻器所有的元件都裝在防爆腔內(nèi)。在防爆腔門上開一個觀察窗，把顯示部分裝在上面，把啟動、停止、調(diào)速控制裝在防爆腔門上。
2、散熱問題
由于VFD的所有元件都裝在防爆腔內(nèi)，空氣不能流動，散熱問題成為該VFD所要解決的關(guān)鍵問題。在這里我們采用了一種新的散熱技術(shù)-熱管散熱技術(shù)。
（1）熱管技術(shù)原理
熱管是一種具有極高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點。由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小等優(yōu)點。
（2）VFD結(jié)構(gòu)布置
我們將主回路設(shè)計成一個大單元，安裝在長方形防爆墻內(nèi)后壁，后壁上通過一個過度散熱器與IGBT模塊、整流模塊等發(fā)熱元件接合，防爆外殼外壁加焊槽形散熱器，過度散熱器與槽形散熱器通過熱管相連接。VFD內(nèi)部產(chǎn)生的熱量就通過防爆腔后壁 過度散熱器 熱管 槽形散熱器散發(fā)出去。
3、主回路結(jié)構(gòu)與通用VFD的不同
（1）沒有延時回路
避免因延時繼電器動作時產(chǎn)生電火花造成的不安全因素，增加了VFD的安全可靠性。
（2）選擇整流器容量時要遵守比通用型的VFD增大一倍的原則
目的是為了耐受住VFD開機瞬間電容充電電流的沖擊。
（3）濾波電容選用多只無感電容并聯(lián)
電解電容體積大，高溫環(huán)境下易爆炸，不安全；而無感電容體積小，耐高溫、高壓，在這種環(huán)境下應(yīng)用非常安全。
五、結(jié)語：
防爆變頻器的研制成功代表了一個突破，極大的填補了VFD在應(yīng)用行業(yè)中的一項空白。當(dāng)然，我們還將在結(jié)構(gòu)、工藝、功能等方面進(jìn)一步完善，把防爆VFD做的更完美，更可靠，更齊全
