礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析

1、礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤機變頻器的應(yīng)用與問題解決 變頻器在我國各工業(yè)和制造行業(yè)已廣泛使用并越來越為企業(yè)所重視,市場呈現(xiàn)良好的擴張態(tài)勢,市場潛力也越被同業(yè)看好,市場規(guī)模增長速度快，潛力大。近兩年市場平均增長超過40%，為數(shù)不少的廠商2007-2009年都實現(xiàn)了超過100%的增長。目前該市場已經(jīng)進入了穩(wěn)健的快速發(fā)展通道，預(yù)計2020年前都將保持35%-40%的年均增長。市場飽和期將在20年，年銷售規(guī)模將增至8001000億元人民幣。 礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤機變頻器的應(yīng)用與問

2、題解決 由于煤礦生產(chǎn)的特殊環(huán)境和安全上的特殊要求加之我國市場經(jīng)濟的深入發(fā)展，煤礦的安全、降耗、提效被提到了重要地位，設(shè)備改造勢在必行。原有的老舊設(shè)備已不附合現(xiàn)在對生產(chǎn)和安全的要求，對煤礦井上固定機械（提升機、主扇風機等）和井下采煤機械、皮帶機及輔助絞車運輸設(shè)備的變頻改造越來越迫切。礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用煤礦絞車變頻的應(yīng)用 在使用變頻器之前煤礦絞車的控制以串電阻調(diào)速和直流調(diào)速兩種方式為主1、串電阻方式占地面積大，效率低，不宜實現(xiàn)防爆等。2、直流調(diào)速維護量大，不宜實

3、現(xiàn)防爆等。礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用絞車在進行變頻改造后對變頻器的性能要求：1：回饋量 絞車變頻改造后在下放過程中和需要快速減速定位停車時需要將電能回饋給電網(wǎng)從而產(chǎn)生制動力，如果變頻器回饋的能量不足和不穩(wěn)定都會使絞車出現(xiàn)溜車和頻繁故障等現(xiàn)象對煤礦的安全和生產(chǎn)有著嚴重影響。 以下是目前市場上的回饋型變頻器分類礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析回饋型可控硅IGBT外掛式一體式硬件回饋PWM整流回饋礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用外掛式

4、回饋方式礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用1PWM整流回饋礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用PWM整流的回饋型變頻器一般結(jié)構(gòu)礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用 電壓控制功能 其它回饋方式只有一個回饋點對應(yīng)的輸入工作電壓點，軟件回饋方式可根據(jù)輸入電壓線性設(shè)定回饋點及過壓點PWM型礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用各種回饋方式的比

5、較 類型項目AFE硬件回饋外掛式輸入諧波很小大很大回饋量100%取決電網(wǎng)電壓30%到50%功率因數(shù)可調(diào)為1取決于工作區(qū)域低環(huán)流無無有輸入電壓范圍大小小礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用2：啟動控制礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用啟動控制礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用啟動控制礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用3：絞車逆變的

6、矢量控制選擇 矢量控制是仿照直流電機的控制方式，利用坐標變換的手段，把交流電動機的定子電流分解為磁場分量（勵磁電流）和轉(zhuǎn)矩分量（負載電流）分別加以控制，以達到類似于直流調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和力矩可分開控制的上的，從而獲得良好的動態(tài)性能。礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用控制器控制器VR-12/3電流控制電流控制變頻器變頻器3/2VR等效直流等效直流電機模型電機模型+i*mi*t si*i*i*Ai*Bi*CiAiBiCiiimit反饋信號異步電動機給定信號 如上圖可以認為，在控制器后面引入的反旋轉(zhuǎn)變換器VR-1與電機內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變換環(huán)

7、節(jié)VR抵消，2/3變換器與電機內(nèi)部的3/2變換環(huán)節(jié)抵消，如果再忽略變頻器中可能產(chǎn)生的滯后，則圖中虛線框內(nèi)的部分可以完全刪去，剩下的就是直流調(diào)速系統(tǒng)了。礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用 絞車懸?？刂?當變頻器收到停止命令后，變頻器減速到零速，維持零速一段時間（可設(shè)定），控制抱閘閉合。 這個功能允許操作工重新定位，而不需要抱閘頻繁動作礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用 溜溝保護 當負載移動停止，機械抱閘閉合，變頻器將斜坡降低輸出轉(zhuǎn)矩，同時監(jiān)測編碼器反饋確認負載被

8、控制 如果監(jiān)測到編碼器反饋有變化（溜溝），變頻器會馬上增加輸出力矩，重新控制負載，按照預(yù)先設(shè)定的速度下放負載 變頻器會重復(fù)以上的周期直到抱閘能控制負載礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用 防機械閘損壞保護 在絞車停止和運行過程中，PLC通過編碼器一直監(jiān)測絞車的轉(zhuǎn)速。 當機械閘失效，絞車高速下滑時，PLC給出閘故障信號。 變頻器啟動直流制動，讓絞車迅速停下 礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）煤礦絞車變頻的應(yīng)用4、回饋型變頻用作防爆機芯的注意事項 發(fā)熱器件做分箱處理（如電抗器，變壓器

9、） 回饋電源做好抗干擾措施（干擾絞車信號系統(tǒng)，污染電網(wǎng)） 防溜車（轉(zhuǎn)矩單獨控制） 防機械閘損壞（直流制動）礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析 二皮帶機變頻控制礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）皮帶機變頻控制 在煤礦的大中型皮帶機使用中，為了增加和分散受力點、皮帶伸縮方便等因素多采用兩臺及以上電機來拖動一條皮帶，對多臺電機間功率平衡問題的解決，關(guān)系到電機的利用率、系統(tǒng)穩(wěn)定、皮帶壽命等問題。礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）皮帶機變頻控制S形多機皮帶機控制礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各

10、類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）皮帶機變頻控制目前變頻器用于多驅(qū)皮帶機上的解決方案 頻率同步-加制動單元 頻率同步-共直流母線 力矩同步加速度限制-功率平衡 礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）皮帶機變頻控制 要能實現(xiàn)多臺電機之間的功率平衡 1：變頻器的力矩和速度信號能分開控制 2：變頻器間能實現(xiàn)高速通訊礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）多驅(qū)變頻皮帶控制功率平衡控制 1.主機速度控制 從機力矩控制速度限制 2.采用總線通訊方式傳輸信號 礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技

11、術(shù)難點和解決方案剖析 三1140變頻礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）二電平1140V變頻器反射現(xiàn)象反射現(xiàn)象 由于由于IGBT的開關(guān)劇烈變化，使電壓在的開關(guān)劇烈變化，使電壓在電纜到電機端的阻抗突變造成的反射現(xiàn)象在電纜到電機端的阻抗突變造成的反射現(xiàn)象在電機端產(chǎn)生很高的電壓峰值。電機端產(chǎn)生很高的電壓峰值。國內(nèi)1140電機的耐壓標準 21140+1000=3280變頻器輸出的峰值電壓=直流端電壓（1.82.7）=1140 1.35 （1.82.7）=（2770-4155）礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上

12、海）二電平1140V變頻器變頻器輸出的電壓峰值礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）二電平1140V變頻器二電平輸出電壓波形礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）二電平1140V變頻器 目前的解決方案在輸出端加LC濾波或更換變頻電機 弊端1，增加損耗2，配制不當會起負作用3，矢量控制中電機模型變化4，實際設(shè)計中的一些問題（IGBT可選型號少，整體散熱面積小）5，（更換變頻電機）改造成本大礦用變頻器應(yīng)用于礦井中各類型負載技術(shù)難點和解決方案剖析翰電氣工程有限公司（中國上海）三電平 中間鉗位式三電平1140方式 如下圖所示是三電平逆變器單相的逆變部分結(jié)構(gòu)圖 ，圖中S1S4是逆變器件的器