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《技術(shù)與市場(chǎng)雜志》2015年第五期
1電控裝置總體技術(shù)方案
1.1總體技術(shù)方案其他設(shè)備不變，將兩臺(tái)軟啟動(dòng)更換為2臺(tái)變頻器即可。變頻帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)，采用2臺(tái)三電平防爆性高性能矢量控制型變頻調(diào)速裝置控制2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，構(gòu)成主從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，華寧控制臺(tái)控制變頻器工作。
1.2防爆型變頻調(diào)速裝置防爆型變頻調(diào)速裝置是該系統(tǒng)的調(diào)速設(shè)備，采用原裝進(jìn)口全數(shù)字、三電平矢量控制型變頻調(diào)速裝置為核心，結(jié)合防爆外殼及其他必要的電器組成，用于向交流電機(jī)供電，同時(shí)完成對(duì)電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速等控制過程，與主控臺(tái)共同構(gòu)成全數(shù)字、高性能的變頻帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)。本防爆型變頻調(diào)速裝置設(shè)置有操作面板，此操作面板具有菜單操作模式，可對(duì)其功能進(jìn)行設(shè)定，液晶顯示屏可方便監(jiān)視變頻器的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警狀態(tài)和功能設(shè)置的過程，具有完善的自我診斷能力，可在線監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。其主要性能特點(diǎn)如下:1)手動(dòng)、自動(dòng)兩種方式給定速度值。2)起動(dòng)防沖擊控制(“S”型給定曲線)。3)采用磁場(chǎng)定向閉環(huán)控制(矢量控制)方式，可準(zhǔn)確地維持和限定預(yù)先給定的轉(zhuǎn)矩。4)采用三電平變頻器技術(shù)，輸出波形更接近正弦波。5)故障自診斷功能(缺相、欠壓、過流、過載等50種以上)。6)具有完善的自我診斷能力，在線監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)。故障發(fā)生時(shí)，變頻器自動(dòng)采取相應(yīng)的措施，并保存故障狀態(tài)，幫助維護(hù)人員迅速找到故障原因，排除故障。保存多套變頻器的參數(shù)設(shè)置，根據(jù)不同的工況調(diào)用相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。7)具有良好的功率平衡效果，可保證在一同工作的變頻器均處于正力做功狀態(tài)。
2三電平變頻器電控設(shè)備的主要特點(diǎn)
采用2臺(tái)全數(shù)字、矢量控制型變頻器，分別向2臺(tái)電機(jī)供電，同時(shí)完成對(duì)電機(jī)起動(dòng)、調(diào)速等控制過程。圖1為示波器監(jiān)測(cè)輸入電流、輸出電壓、輸出電流波形，近似正弦曲線。本設(shè)備具有如下特點(diǎn)。
2.1完美的輸出性能采用IGBT鉗位三電平技術(shù)，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近完美正弦波，具有以下優(yōu)點(diǎn):1)減少無功輸入，降低供電容量。2)無需輸出濾波裝置。3)可以驅(qū)動(dòng)普通電動(dòng)機(jī)，而不會(huì)增加電機(jī)升溫，降低電機(jī)容量。4)保護(hù)電機(jī)絕緣不受dv/dt應(yīng)力的損害。5)不會(huì)因?yàn)橹C波力矩而降低設(shè)備使用壽命。6)采用無速度傳感器矢量控制，頻率在0．5Hz時(shí)，能保證150%的額定轉(zhuǎn)矩，在電機(jī)工況許可的情況下可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期低速運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間＞4h。7)優(yōu)勢(shì):無機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定可靠，軟件升級(jí)容易。
2.2同步運(yùn)行和自動(dòng)功率平衡的實(shí)現(xiàn)2臺(tái)變頻器都設(shè)為多機(jī)運(yùn)行，并且其中一臺(tái)設(shè)為主機(jī)，另1臺(tái)設(shè)為從機(jī)。當(dāng)所有變頻器都具備起動(dòng)條件后，變頻器的開機(jī)操作有效;變頻器運(yùn)行后，主機(jī)按給定頻率運(yùn)行，另一臺(tái)跟隨運(yùn)行，各臺(tái)變頻器各自實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出電流、電壓等參數(shù)，經(jīng)過內(nèi)部運(yùn)算獲得電機(jī)的轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)速、功率等，這時(shí)從變頻器再與主控變頻器的相應(yīng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行比較，獲得各臺(tái)變頻器的運(yùn)行偏差信號(hào)，經(jīng)從機(jī)CPU運(yùn)算后輸出新的PWM控制信號(hào)，來調(diào)整從機(jī)的輸出頻率和功率，以實(shí)現(xiàn)變頻器的同步運(yùn)行和自動(dòng)功率平衡。
3三電平變頻器應(yīng)用后的效果
1)節(jié)能方面。通過提高功率因數(shù)節(jié)能，從而提高了有功功率，可以提高傳動(dòng)效率達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。通過PID控制，對(duì)電流實(shí)現(xiàn)了小電流小功率控制模式，當(dāng)電流＜40A時(shí)，此時(shí)變頻器輸出頻率為35Hz，預(yù)計(jì)正常運(yùn)行耗電量的70%，節(jié)能量大約在60kW/h。2)用最佳速度控制，提高了設(shè)備的工作質(zhì)量。3)軟啟動(dòng)可以任意調(diào)整啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)間，用軟啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流為2000A，對(duì)電網(wǎng)沖擊非常大，最主要是啟動(dòng)時(shí)對(duì)整個(gè)設(shè)備的沖擊非常大，對(duì)刮板輸送機(jī)機(jī)的鏈條有拉伸，而且對(duì)鏈環(huán)都會(huì)造成損害。經(jīng)過一個(gè)月的測(cè)試、維護(hù)和使用(定期緊鏈時(shí)間由三天延長(zhǎng)至十天，單位時(shí)間更換鏈環(huán)數(shù)目、使用故障率)都得到了明顯的改善，不僅節(jié)約了物料成本，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了開機(jī)率，真正意義上保證了煤礦正常有序的安全生產(chǎn)。因此變頻器應(yīng)該更廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸中，為煤礦提供更好的服務(wù)。
4結(jié)語
本文結(jié)合實(shí)際對(duì)變頻開關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并將變頻開關(guān)的使用情況進(jìn)行了闡述?？梢钥闯觯冾l器的使用取得了很顯著的效果，并且啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，具有良好的動(dòng)態(tài)性能，這為今后變頻器的設(shè)計(jì)制造使用提供了借鑒。
作者：李娟 單位：山西西山煤電集團(tuán)有限公司 官地礦選煤廠