技術(shù)頻道

      HARSVERT-FVA系列高壓變頻器在煤礦提升機(jī)的應(yīng)用

      摘 要:變頻改造是礦井提升領(lǐng)域節(jié)能、安全技改的主要手段。本文分別對(duì)采用繞線(xiàn)式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式和變頻調(diào)速方式的提升機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行分析,結(jié)合開(kāi)灤(集團(tuán))蔚州礦業(yè)公司南留莊煤礦提升機(jī)變頻改造的現(xiàn)場(chǎng),介紹提升機(jī)系統(tǒng)變頻改造相關(guān)技術(shù),以及HARSVERT-FVA系列能量回饋型高壓變頻器在礦井提升系統(tǒng)上的應(yīng)用情況。

      關(guān)鍵詞:礦井提升機(jī)、高壓變頻器、矢量控制、能量回饋

      一、引言

        在礦井的各動(dòng)力設(shè)備中,提升機(jī)系統(tǒng)是最為重要、耗能最大的設(shè)備。提升機(jī)運(yùn)行的可靠性直接影響礦井的產(chǎn)能和人員、設(shè)備升降井速度,直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)水平;同時(shí)提升機(jī)的調(diào)速方式也是對(duì)噸煤電耗水平影響最大的因素。

        長(zhǎng)期以來(lái),礦用提升機(jī)普遍使用繞線(xiàn)式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的方法進(jìn)行調(diào)速控制。該方法成本較低,但轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大,電機(jī)電流大,能耗高,且轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制電路復(fù)雜,接觸器、電阻器、繞線(xiàn)電機(jī)電刷等容易損壞,影響企業(yè)安全生產(chǎn)水平。隨著電力電子與電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,采用變頻調(diào)速的方法可以從根本上解決上述問(wèn)題。

      二、繞線(xiàn)式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式的運(yùn)行特性分析

        此方式通過(guò)切換交流接觸器或者可控硅,在電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串入不同阻值的電阻,起到調(diào)速運(yùn)行的作用。根據(jù)實(shí)際工況不同,一般電阻分成4-8級(jí),每級(jí)設(shè)有短接開(kāi)關(guān),如圖1所示(圖中為4級(jí)電阻調(diào)速系統(tǒng))。


      圖1:異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)電路圖

        在電機(jī)啟動(dòng)之初,所有短接開(kāi)關(guān)處于分?jǐn)辔恢茫须娮璐?lián)入電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路。當(dāng)電機(jī)加速至一定轉(zhuǎn)速時(shí),閉合最靠中性點(diǎn)側(cè)的短接開(kāi)關(guān)(圖1中最下端開(kāi)關(guān)),電機(jī)轉(zhuǎn)子所串電阻減少,隨著電機(jī)進(jìn)一步加速,絞車(chē)司機(jī)依次閉合另外幾組短接開(kāi)關(guān),直至所有電阻被短接,電機(jī)運(yùn)行至最高速。

        電機(jī)減速時(shí),先斷開(kāi)靠近電機(jī)繞組的短接開(kāi)關(guān),而后隨著轉(zhuǎn)速的降低依次斷開(kāi)另外幾組開(kāi)關(guān),直至所有電阻被串入轉(zhuǎn)子回路,進(jìn)入爬行階段,絞車(chē)到位后啟動(dòng)抱閘,同時(shí)斷開(kāi)定子側(cè)高壓斷路器。

        根據(jù)電機(jī)學(xué)原理,異步電機(jī)在轉(zhuǎn)子串聯(lián)不同數(shù)量的電阻情況下的輸出轉(zhuǎn)矩(即電磁轉(zhuǎn)矩)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線(xiàn)如圖2所示,圖中縱軸為電機(jī)的轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速之比,橫軸為電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比,圖2中的5條曲線(xiàn)由上至下依次是串聯(lián)0至4級(jí)電阻時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)。串聯(lián)的電阻越多,低速下的輸出轉(zhuǎn)矩越大,高速下的輸出轉(zhuǎn)矩越小。

        電機(jī)在串聯(lián)不同電阻時(shí)的定子電流與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線(xiàn)如圖3所示,電機(jī)從電網(wǎng)吸收的有功功率隨轉(zhuǎn)速的變化曲線(xiàn)如圖4所示。


      圖2:轉(zhuǎn)子串不同電阻時(shí)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線(xiàn)


      圖3:轉(zhuǎn)子串不同電阻時(shí)電機(jī)定子電流與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線(xiàn)


      圖4:轉(zhuǎn)子串不同電阻時(shí)電機(jī)功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線(xiàn)

        在加速過(guò)程中,一般采用轉(zhuǎn)矩最優(yōu)的控制方式,即在轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性中串不同電阻曲線(xiàn)的交叉點(diǎn)處切換短接開(kāi)關(guān),此方式下,電機(jī)在加速過(guò)程中能獲得最大的輸出轉(zhuǎn)矩,且開(kāi)關(guān)動(dòng)作前后電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩連續(xù)變化。這一控制一般由絞車(chē)司機(jī)人工實(shí)現(xiàn),也有系統(tǒng)用PLC自動(dòng)控制完成。此控制方式下電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線(xiàn)如圖5中黑色粗線(xiàn)所示,圖5中彩色細(xì)線(xiàn)與圖2相同;圖6為電機(jī)定子電流與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線(xiàn),黑色粗線(xiàn)為上述開(kāi)關(guān)切換控制方式下的實(shí)際曲線(xiàn),彩色細(xì)線(xiàn)與圖3相同;圖7為電機(jī)從電網(wǎng)吸收的有功功率與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線(xiàn),黑色粗線(xiàn)為上述開(kāi)關(guān)切換控制方式下的實(shí)際曲線(xiàn),彩色細(xì)線(xiàn)與圖4相同。

        圖中不難看出,在上述控制方式下,電機(jī)的加速過(guò)程近似為恒轉(zhuǎn)矩加速過(guò)程,電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為1.8-2.1倍額定轉(zhuǎn)矩;在加速過(guò)程中,提升機(jī)系統(tǒng)消耗的有功功率在2-2.2倍額定功率間變化,即使在低速時(shí),由于串入電阻耗能巨大,電機(jī)雖然輸出功率不大,但其從電網(wǎng)吸收的有功功率仍為額定功率的2-2.2倍;圖9中,黑色粗線(xiàn)與圖8相同,為電機(jī)從電網(wǎng)吸收的有功功率隨轉(zhuǎn)速變化的曲線(xiàn),藍(lán)色細(xì)線(xiàn)為電機(jī)輸出的軸功率與定轉(zhuǎn)子繞組損耗之和,二者之差為串聯(lián)電阻所消耗的功率。圖中不難看出,在高速段,由于串入的電阻較少,因此電阻上損耗所占比例不大,但在低速段,如電機(jī)的爬行階段和加速起步階段,電網(wǎng)提供的絕大部分功率被電阻所消耗,浪費(fèi)了大量的能源。


      圖5:轉(zhuǎn)矩最優(yōu)控制方式下,轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖6:轉(zhuǎn)矩最優(yōu)控制方式下,轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速定子電流-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖7:轉(zhuǎn)矩最優(yōu)控制方式下,轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速功率-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖8:轉(zhuǎn)矩最優(yōu)控制方式下,電機(jī)從電網(wǎng)吸收功率與必要功率隨轉(zhuǎn)速變化曲線(xiàn)

        上述控制方式下,雖然電機(jī)能夠輸出最大的加速轉(zhuǎn)矩,但在加速過(guò)程中電機(jī)電流較大,約為2-3倍額定電流。因此在負(fù)載較輕時(shí),有時(shí)為了降低加速時(shí)的電機(jī)電流,絞車(chē)司機(jī)會(huì)適當(dāng)提高各開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速,在電流降至額定電流時(shí)切換短接開(kāi)關(guān),此時(shí)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、定子電流和從電網(wǎng)吸收的有功功率隨速度變化的曲線(xiàn)如圖9-12所示。

        圖中可以看出,這種控制方式下,中速以上加速過(guò)程電機(jī)電流有所減小,約為1-1.7倍額定電流,電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩也有所降低,約為1-1.7倍額定轉(zhuǎn)矩,且脈動(dòng)增加,開(kāi)關(guān)動(dòng)作前后輸出轉(zhuǎn)矩有大幅跳躍,電機(jī)消耗的功率有所下降,但由于加速轉(zhuǎn)矩較低,加速時(shí)間較長(zhǎng),實(shí)際加速過(guò)程所耗電能并未減少。由于加速轉(zhuǎn)矩較低,因而此控制方法不適用于重載提升場(chǎng)合。

        與轉(zhuǎn)矩最優(yōu)控制方式類(lèi)似,在低速爬行階段和加速的初始階段,電網(wǎng)提供的電能的大部分由電阻消耗,電能浪費(fèi)嚴(yán)重。


      圖9:額定電流切換控制方式下,轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖10:額定電流切換控制方式下,轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速定子電流-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖11:額定電流切換控制方式下,轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速功率-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖12:額定電流切換控制方式下,電機(jī)從電網(wǎng)吸收功率與必要功率隨轉(zhuǎn)速變化曲線(xiàn)

      三、變頻調(diào)速方式的運(yùn)行特性分析

        變頻調(diào)速的運(yùn)行方式是指將電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組短接,通過(guò)變頻器內(nèi)的電力電子器件將工頻電網(wǎng)50Hz的電壓轉(zhuǎn)換成其他頻率的電壓,加在電機(jī)的定子繞組上。通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器輸出電壓的幅值、頻率和相位控制電機(jī)運(yùn)行在期望的轉(zhuǎn)速上。其電路結(jié)構(gòu)如圖13所示。


      圖13:變頻調(diào)速方式系統(tǒng)接線(xiàn)圖

        與轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的方式相比,變頻調(diào)速具有電機(jī)電流小、電機(jī)工作平穩(wěn)、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、電機(jī)可控性高、節(jié)能等特點(diǎn)。

        變頻調(diào)速按照控制方法主要有VVVF控制、滑差頻率控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、矢量控制等,其中,矢量控制能夠通過(guò)對(duì)電機(jī)的建模運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)電機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制,具有最優(yōu)的控制性能。本文所述HARSVERT-FVA系列高壓變頻器即采用此控制方法,其良好的控制性能,尤其適應(yīng)礦井提升機(jī)負(fù)載的需要。

        在矢量控制方式下,變頻器能夠根據(jù)測(cè)量到的電壓、電流信號(hào),以及事先測(cè)得的電機(jī)參數(shù),根據(jù)內(nèi)建的電機(jī)模型,計(jì)算出電機(jī)的磁通位置、磁通幅值、輸出轉(zhuǎn)矩和電機(jī)轉(zhuǎn)速。而后根據(jù)該轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速的偏差,對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié),如需要的輸出轉(zhuǎn)矩大于設(shè)定的“最大轉(zhuǎn)矩”,按照最大轉(zhuǎn)矩輸出。

        在設(shè)定的“加速時(shí)間”充分短的時(shí)候,電機(jī)按照最大轉(zhuǎn)矩進(jìn)行加速,設(shè)置“最大轉(zhuǎn)矩”為2倍額定轉(zhuǎn)矩時(shí),額定負(fù)載下電機(jī)加速過(guò)程的轉(zhuǎn)矩,電機(jī)電流、電機(jī)功率隨轉(zhuǎn)速變化的曲線(xiàn)如圖14-16所示。此時(shí),電機(jī)按照2倍額定轉(zhuǎn)矩加速,加速完成后,其輸出轉(zhuǎn)矩為實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩,即1倍額定轉(zhuǎn)矩。


      圖14:最大轉(zhuǎn)矩限制的矢量控制變頻調(diào)速方式下,電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖15:最大轉(zhuǎn)矩限制的矢量控制變頻調(diào)速方式下,電機(jī)的定子電流-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖16:最大轉(zhuǎn)矩限制的矢量控制變頻調(diào)速方式下,電機(jī)的功率-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)

        在實(shí)際使用中,由于提升機(jī)系統(tǒng)一般對(duì)于最大加速度有一定的限制,因此“加速時(shí)間”一般根據(jù)期望的加速度進(jìn)行設(shè)置,按照該設(shè)置進(jìn)行加速時(shí),一般無(wú)需到達(dá)設(shè)定的最大轉(zhuǎn)矩,圖17-19為典型的加速時(shí)間設(shè)置情況下,負(fù)載為額定轉(zhuǎn)矩時(shí)加速過(guò)程的轉(zhuǎn)矩、電流、功率隨轉(zhuǎn)速變化曲線(xiàn)。在提升機(jī)啟動(dòng)時(shí),先啟動(dòng)變頻器后松閘,此時(shí)電機(jī)施加最大轉(zhuǎn)矩;而后電機(jī)根據(jù)設(shè)定的加速曲線(xiàn)進(jìn)行加速,此時(shí)的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩由負(fù)載和設(shè)定的加速時(shí)間(加速度)所確定,約為1.3倍額定轉(zhuǎn)矩,其中負(fù)載轉(zhuǎn)矩為1倍額定轉(zhuǎn)矩,加速轉(zhuǎn)矩為0.3倍額定轉(zhuǎn)矩;隨著轉(zhuǎn)速的上升,物理系統(tǒng)的阻力有所增加,電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩略有增加;到達(dá)給定轉(zhuǎn)速(額定轉(zhuǎn)速)后,電機(jī)停止加速,帶負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行,輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相同。


      圖17:加速時(shí)間限制的矢量控制變頻調(diào)速方式下,電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖18:加速時(shí)間限制的矢量控制變頻調(diào)速方式下,電機(jī)的定子電流-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)


      圖19:加速時(shí)間限制的矢量控制變頻調(diào)速方式下,電機(jī)的功率-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)

      四、變頻調(diào)速方式與轉(zhuǎn)子串電阻方式的對(duì)比

        與轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式相比,在相同的負(fù)載下,加速過(guò)程中變頻調(diào)速方式電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)更小,電機(jī)電流更小,低速下從電網(wǎng)吸收的功率更小。這就意味著變頻調(diào)速方式下,電機(jī)老化程度更低,加速更平穩(wěn),所乘人員舒適性更好,且具有顯著的節(jié)能效果。

      圖20-22為兩種方式的對(duì)比曲線(xiàn),其中,藍(lán)色粗線(xiàn)為變頻調(diào)速方式(加速時(shí)間限制方式),黑色細(xì)線(xiàn)為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式(額定電流切換控制方式)。


      圖20:兩種控制方式下,電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性對(duì)比曲線(xiàn)


      圖21:兩種控制方式下,電機(jī)的定子電流-轉(zhuǎn)速特性對(duì)比曲線(xiàn)


      圖22:兩種控制方式下,電機(jī)的功率-轉(zhuǎn)速特性對(duì)比曲線(xiàn)

      五、運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)情況簡(jiǎn)介

        1.現(xiàn)場(chǎng)提升機(jī)基本情況

        運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)位于開(kāi)灤(集團(tuán))蔚州礦業(yè)公司南留莊煤礦。開(kāi)灤享有“中國(guó)近代煤炭工業(yè)源頭”、“中國(guó)北方民族工業(yè)搖籃”的美譽(yù)。開(kāi)灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司的前身為“開(kāi)平礦務(wù)局”,始建于1878年,迄今已有130年的歷史,是中國(guó)最古老的煤礦。2007年,開(kāi)灤集團(tuán)公司生產(chǎn)原煤突破2978.62萬(wàn)噸,生產(chǎn)精煤754.88萬(wàn)噸,營(yíng)業(yè)收入突破150億元;2008年,開(kāi)灤集團(tuán)公司在全國(guó)500強(qiáng)企業(yè)排名中,名列291名,南留莊煤礦是其下屬的煤礦企業(yè)之一。

        本次變頻改造的為主、副井提升機(jī)各1臺(tái),均為豎井雙箕斗提升機(jī),提升高度211米,最大運(yùn)行速度3.27m/s,最小運(yùn)行速度0.5m/s,配用電機(jī)為主井200kW/6kV,副井280kW/6kV,配用減速機(jī)減速比30倍,變頻改造前,使用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制系統(tǒng),調(diào)速電阻級(jí)數(shù)為8級(jí)。

        圖23為提升機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)照片,圖24為提升系統(tǒng)原先所用調(diào)速電阻的照片。變頻改造前,提升機(jī)在啟動(dòng)時(shí)電機(jī)振動(dòng)較大,在低速爬行階段和加減速階段速度控制性能差,加減速過(guò)程轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、罐籠平穩(wěn)性較差、纜繩擺幅較大,人員升降舒適性差;升降、加減速過(guò)程完全由絞車(chē)司機(jī)手動(dòng)控制,控制不當(dāng)易造成過(guò)放和過(guò)卷事故。由于提升機(jī)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng),在加減速過(guò)程中轉(zhuǎn)子所串電阻產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的能耗,再加上串電阻調(diào)速控制電路復(fù)雜,接觸器、電阻器、繞線(xiàn)電機(jī)電刷等容易損壞,已經(jīng)影響到了企業(yè)的生產(chǎn)效益。另外,串電阻調(diào)速系統(tǒng)還存在著占地面積大、發(fā)熱量高、噪聲大等缺點(diǎn)。


      圖23:南留莊煤礦副井機(jī)組


      圖24:運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)原先所用調(diào)速電阻

        2.HARSVERT-FVA系列高壓變頻器基本情況

        此次變頻改造選用2臺(tái)HARSVERT-FVA06/035高壓變頻器,額定電壓6kV,額定電流35A,額定功率320kW,額定容量400kVA。

        HARSVERT-FVA系列高壓變頻器是北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的新一代能量回饋型矢量控制高壓變頻調(diào)速系統(tǒng),該系統(tǒng)首創(chuàng)無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器的四象限單元串聯(lián)多電平結(jié)構(gòu),通過(guò)無(wú)速度傳感器矢量控制算法對(duì)電機(jī)進(jìn)行精確的控制。

        利德華福成立于1998年,是一家年銷(xiāo)售收入8億元,正以年均增長(zhǎng)率超過(guò)50%高速發(fā)展,并且擁有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)企業(yè),在國(guó)內(nèi)高壓大功率變頻調(diào)速自動(dòng)控制產(chǎn)品及技術(shù)解決方案等領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。自2000年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高壓大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)以來(lái),目前產(chǎn)品與服務(wù)行銷(xiāo)中國(guó)及歐洲、北美、南美、非洲、西亞、南亞、東南亞、澳洲等市場(chǎng)區(qū)域,自2004年起一直占據(jù)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)、產(chǎn)品及市場(chǎng)領(lǐng)先地位。

        HARSVERT-FVA系列能量回饋型矢量控制高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),由激磁涌流抑制柜、變壓器柜、功率柜和控制柜組成,其外觀如圖25所示,主回路結(jié)構(gòu)如圖26所示。激磁涌流抑制柜內(nèi)設(shè)有真空接觸器和限流電阻,限制變頻器高壓上電時(shí)的充電電流和激磁涌流不超過(guò)其額定電流;變壓器內(nèi)裝有整流變壓器,將網(wǎng)側(cè)高壓變換為副邊的多組低壓,為功率柜中的功率單元(低壓交直交變流器)供電,由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性,使每個(gè)功率單元的主回路相對(duì)獨(dú)立,各功率單元輸出串聯(lián)構(gòu)成變頻器的高電壓輸出。變壓器柜和功率柜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖27所示。


      圖25:HARSVERT-FVA系列高壓變頻器外觀


      圖26:HARSVERT-FVA系列高壓變頻器結(jié)構(gòu)


      圖27:HARSVERT-FVA系列高壓變頻器主電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)


      圖28:HARSVERT-FVA系列高壓變頻器功率單元結(jié)構(gòu)


      圖29:6kV/5級(jí)功率單元串聯(lián)的HARSVERT-FVA系列高壓變頻器輸出線(xiàn)電壓波形

        功率單元是整臺(tái)變頻器實(shí)現(xiàn)變壓變頻輸出的基本單元,每個(gè)功率單元都相當(dāng)于一臺(tái)交直交電壓源型單相低壓變頻器。功率單元整流側(cè)用IGBT三相全橋可控整流,中間采用電解電容濾波和儲(chǔ)能,輸出側(cè)為4只IGBT組成的H橋,如圖28所示。每個(gè)功率單元內(nèi)設(shè)DSP高速運(yùn)算器,進(jìn)行可控整流算法的運(yùn)算和控制。由于采用可控整流技術(shù),變頻器的輸入電流具有較高的功率因數(shù)(PF>0.95)和較低的諧波含量(THD<4%)。

        變頻器主控系統(tǒng)通過(guò)光纖統(tǒng)一控制各功率單元的輸出側(cè)IGBT,使變頻器整機(jī)輸出疊加后的多電平的PWM,如圖29所示。該電壓具有很高的正弦度,諧波含量很低。

        HARSVERT-FVA系列能量回饋高壓變頻器由于采用IGBT三相全橋可控整流,具有100%功率的能量回饋能力,在減速制動(dòng)和下方重車(chē)時(shí)能夠?qū)⒛芰炕仞佒岭娋W(wǎng),共廠(chǎng)內(nèi)其他設(shè)備使用,降低企業(yè)整體電耗水平,尤其適合礦井提升等四象限運(yùn)行工況需要。

        變頻器采用先進(jìn)的無(wú)速度傳感器矢量控制算法,對(duì)電機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行精確的解耦控制,能夠?qū)崿F(xiàn)零速(抱閘狀態(tài))200%轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)、頻繁快速起停、快速加速、快速制動(dòng)等功能。

        HARSVERT-FVA系列高壓變頻器對(duì)礦用提升機(jī)負(fù)載進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì),其輸出過(guò)載能力達(dá)200%/60秒,完全滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的需要。

        3.現(xiàn)場(chǎng)變頻改造情況

        現(xiàn)場(chǎng)的2臺(tái)提升機(jī)于2009年1月20日開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)化變頻改造,1月29日試運(yùn)行,2月1日正式投運(yùn),截至本文發(fā)稿時(shí),已連續(xù)運(yùn)行2個(gè)月無(wú)故障。

        變頻改造后,設(shè)備運(yùn)行曲線(xiàn)如圖30所示,其中,紅色曲線(xiàn)為井筒深度,黑色曲線(xiàn)為電機(jī)定子電流,藍(lán)色曲線(xiàn)為測(cè)速發(fā)電機(jī)實(shí)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速,綠色曲線(xiàn)為碼盤(pán)測(cè)量的電機(jī)轉(zhuǎn)速,由于碼盤(pán)安裝于減速箱低速端,因此其測(cè)量結(jié)果誤差較大。

        變頻改造后,實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)加減速過(guò)程的平穩(wěn)控制,運(yùn)行過(guò)程纜繩擺幅明顯減小,人員升降舒適性明顯提高,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流與啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)顯著降低;自動(dòng)化電控系統(tǒng)很好的防止提升機(jī)過(guò)卷和過(guò)放事故發(fā)生;省去了轉(zhuǎn)子串電阻造成的能耗,具有十分明顯的節(jié)能效果;克服了接觸器、電阻器繞線(xiàn)電機(jī)電刷等容易損壞的缺點(diǎn),降低了故障和事故的發(fā)生率,給企業(yè)帶來(lái)了實(shí)際的利益,串電阻調(diào)速系統(tǒng)占地面積大、發(fā)熱量高、噪聲大等問(wèn)題也得到了解決。


      圖30:現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行曲線(xiàn)

      四、總結(jié)

        本文根據(jù)電機(jī)學(xué)模型,著重分析了繞線(xiàn)式異步電機(jī)在轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式和矢量控制變頻調(diào)速方式下的運(yùn)行特性,分析表明,在相同的負(fù)載下,與轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速相比,矢量控制變頻調(diào)速方式下電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小,電機(jī)電流小,低速段能耗低。變頻改造能夠顯著降低設(shè)備振動(dòng)、磨損,具有很大的節(jié)能效果。

        2臺(tái)HARSVERT-FVA系列能量回饋高壓變頻器在開(kāi)灤(集團(tuán))蔚州礦業(yè)公司南留莊礦提升機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用證明了,對(duì)提升機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造可顯著提高運(yùn)行平穩(wěn)性、人員升降的舒適性,降低纜繩擺動(dòng)幅度,降低電機(jī)啟動(dòng)電流,提高系統(tǒng)的整體可靠性、安全性,提高系統(tǒng)效率。

      文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有,未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。

      主站蜘蛛池模板: 日韩在线一区视频| 国产一区二区福利久久| 国产乱码精品一区二区三区香蕉| 白丝爆浆18禁一区二区三区 | 精品无码人妻一区二区三区| 日本在线电影一区二区三区| 无码人妻一区二区三区一| 国产亚洲情侣一区二区无| 亚洲大尺度无码无码专线一区| 亚洲AV乱码一区二区三区林ゆな | 国产一区二区免费| 天堂不卡一区二区视频在线观看 | 一区二区三区在线看| 女人18毛片a级毛片一区二区| 亚洲一区精品视频在线| 精品视频一区二区三区免费| 无码国产亚洲日韩国精品视频一区二区三区 | 成人国产一区二区三区| 国产精品区AV一区二区| 国产精品一区12p| 一区二区三区久久精品| 国产suv精品一区二区6| 国产伦精品一区二区三区免费迷| 国产精品亚洲一区二区在线观看 | 亚洲综合一区二区三区四区五区 | 久久se精品动漫一区二区三区| 久久久久国产一区二区| 久久精品国产第一区二区| 久久久精品日本一区二区三区| 本免费AV无码专区一区| 久久久久一区二区三区| 久久久久一区二区三区| 3d动漫精品啪啪一区二区中文| 亚洲国产系列一区二区三区| 一区二区亚洲精品精华液| 亚洲av成人一区二区三区观看在线| 成人丝袜激情一区二区| 免费在线视频一区| 国产高清一区二区三区四区| 东京热人妻无码一区二区av| 亚洲AV无一区二区三区久久|