《電力電子技術(shù)》課件項(xiàng)目五 任務(wù)二 電力電子技術(shù)在變頻調(diào)速中的應(yīng)用

項(xiàng)目五電力電子技術(shù)

的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在變頻調(diào)速中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在變頻調(diào)速中的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo):

掌握SPWM變頻裝置的原理

了解礦用提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及結(jié)構(gòu)技能目標(biāo)會(huì)利用變頻調(diào)速等的相關(guān)內(nèi)容對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行原理分析

能耗制動(dòng)電路

R為外接能耗制動(dòng)電阻,當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí),電力晶體管T截止,R中沒有電流流過。當(dāng)快速停機(jī)或逆變器輸出頻率急劇降低時(shí),電機(jī)將處于再生發(fā)電狀態(tài),向?yàn)V波電容C充電,直流電壓Ud升高。當(dāng)Ud升高到最大允許電壓Udmax時(shí),功率晶體管T導(dǎo)通,接入電阻R,電機(jī)進(jìn)行能耗制動(dòng),以防止Ud過高危害逆變器的開關(guān)器件。

控制電路

給定積分器的輸出信號(hào)的極性決定電機(jī)正反轉(zhuǎn),當(dāng)輸出為正時(shí),電機(jī)正轉(zhuǎn);反之,電機(jī)反轉(zhuǎn)。給定積分器的輸出信號(hào)的大小控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的高低。不論電機(jī)是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn),輸出頻率和電壓的控制都需要正的信號(hào),因此需加一個(gè)絕對(duì)值運(yùn)算器。絕對(duì)值運(yùn)算器的輸出,一路去函數(shù)發(fā)生器,函數(shù)發(fā)生器用來實(shí)現(xiàn)低頻電壓補(bǔ)償,以保證在整個(gè)調(diào)頻范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)輸出電壓和頻率的協(xié)調(diào)控制;絕對(duì)值運(yùn)算器輸出電壓的另一路經(jīng)過壓控振蕩器,形成頻率fi的脈沖信號(hào),由此信號(hào)控制三相正弦波發(fā)生器,產(chǎn)生頻率與fi相同的三相標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào),該信號(hào)同函數(shù)發(fā)生器的輸出相乘后形成逆變器輸出指令信號(hào)。

礦用提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)

現(xiàn)在大多數(shù)礦用提升機(jī)還在沿用傳統(tǒng)的線繞轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī),用轉(zhuǎn)子串電阻的方法調(diào)速。這種調(diào)速屬于有級(jí)調(diào)速,起動(dòng)電流和換檔電流沖擊大;中高速運(yùn)行振動(dòng)大,制動(dòng)不安全不可靠,對(duì)再生能量處理不力,斜井提升機(jī)運(yùn)行中調(diào)速不連續(xù),容易掉電,故障率高。礦用生產(chǎn)往往是多小時(shí)連續(xù)作業(yè),即使短時(shí)間的停機(jī)維修也會(huì)給生產(chǎn)帶來很大損失。

使用礦用提升機(jī)系列變頻器的優(yōu)點(diǎn)①可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)、軟停車,減少了機(jī)械沖擊,使運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠。②起動(dòng)及加速換檔時(shí)沖擊電流很小,減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊,簡(jiǎn)化了操作、降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。③運(yùn)行速度曲線成S形,使加減速平滑、無撞擊感。④安全保護(hù)功能齊全,除一般的過電壓、欠電壓、過載、短路、溫升等保護(hù)外,還設(shè)有聯(lián)鎖、自動(dòng)限速保護(hù)功能等。⑤設(shè)有直流制動(dòng)、能耗制動(dòng)、回饋制動(dòng)等多種制動(dòng)方式,使安全性更加可靠。⑥該系統(tǒng)四象限運(yùn)行,回饋能量直接返回電網(wǎng),且不受回饋能量大小的限制,適應(yīng)范圍廣,節(jié)能效果明顯。

礦用提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理

過程二是絞車電機(jī)作為發(fā)電機(jī)的過程,即能量回饋過程。該過程主要由整流、回饋逆變和輸出濾波三部分組成。其中,該部分的整流是由正常逆變部分中IGBT的續(xù)流二極管完成。二極管VD1和VD2為隔離二極管,其主要作用是隔離正常逆變部分和回饋逆變部分。電解電容C2的主要作用是為回饋逆變部分提供一個(gè)穩(wěn)定的電壓源,保證逆變部分運(yùn)行更可靠。

安全方面

鑒于礦區(qū)電壓的波動(dòng)性可能比較大的事實(shí),由于變頻器的回饋條件是要和電網(wǎng)電壓有一個(gè)固定的電壓差值,假若某時(shí)刻電網(wǎng)電壓比較高,再加上回饋時(shí)的固定電壓差值,則此時(shí)變頻器的母線電壓就會(huì)達(dá)到一個(gè)比較高的電壓值:如果再有重車下滑,則每線電