青島天信變頻器快速選型手冊(cè)--設(shè)計(jì)院

1、一、 礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器（一） 用途青島天信電氣有限公司生產(chǎn)的礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器（以下簡(jiǎn)稱變頻器）適用于含有爆炸性氣體環(huán)境的煤礦井下，作為刮板輸送機(jī)、膠帶輸送機(jī)、乳化液泵站、絞車、風(fēng)機(jī)等類似場(chǎng)合的三相交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制用。該產(chǎn)品具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟停平穩(wěn)等特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)在各種負(fù)載情況下的平滑啟動(dòng)、調(diào)速、停車等功能，徹底消除機(jī)械及電氣沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。使用多臺(tái)變頻器拖動(dòng)同一帶式負(fù)載時(shí)，各變頻器之間自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)之間的動(dòng)態(tài)功率平衡。（二） 型號(hào)含義1）礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器系列B P J 1 / K 帶回饋（四象限）額定電壓（V） 額定功率（kW）設(shè)計(jì)序號(hào)

2、 隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器2）礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合變頻器系列B P J × / 額定電壓（V）單回路額定功率（kW） 輸出回路數(shù)隔爆兼本質(zhì)安全型 變頻器3）礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合變頻器起動(dòng)器系列B P Q J（ 、 ）/ - 回路數(shù)額定電壓（V） 工頻總電流（A）變頻功率（kW）隔爆兼本質(zhì)安全型 起動(dòng)器變頻器（三） 使用環(huán)境條件a) 海拔高度不超過(guò)2000m；b) 周圍環(huán)境溫度應(yīng)在0+40范圍內(nèi)；c) 空氣相對(duì)濕度不大于95%（+25）；d) 具有甲烷和煤塵等爆炸性氣體混合物的煤礦井下；e) 無(wú)蒸汽或破壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體的場(chǎng)所；f) 無(wú)顯著搖動(dòng)和劇烈沖擊振動(dòng)的環(huán)境；g)

3、 無(wú)滴水的場(chǎng)所。（四） 主要技術(shù)參數(shù)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器系列型號(hào)額定功率kW額定輸入電壓V輸入電流A相數(shù)輸出電流A輸出頻率范圍Hz供電方式冷卻方式外形尺寸長(zhǎng)×寬×高（mm）重量kg主要用途膠帶輸送機(jī)刮板輸送機(jī)乳化液泵站絞車局部通風(fēng)機(jī)給煤機(jī)BPJ1-45/6604566048304803006脈（1）水冷或熱管1164×763×915680BPJ1-75/6607566078307803006脈水冷或熱管1164×763×915680BPJ1-90/6609066092309203006脈水冷或熱管1164×763&

4、#215;915680BPJ-400/6604006604153041503006脈水冷2150×1150×11203000BPJ-500/6605006605163051603006脈水冷2150×1150×11203000BPJ-315/114031511401863018603006脈水冷1420×1040×10301800BPJ-400/114040011402503025003006脈水冷2150×1150×11203500BPJ-500/114050011403103031003006脈水冷2150&#

5、215;1150×11203500BPJ-500/1140K50011403153031503006脈水冷2150×1150×11203500BPJ-630/1140K63011403723037203006脈水冷2150×1150×11203500BPJ1-630/114063011403723037203006脈水冷2150×1150×11203500BPJ-700/114070011402×21730434030012脈（2）水冷2150×1150×11203500BPJ1-800/114

6、080011402×24530490030012脈水冷2610×1115×11004700BPJ-1000/1140100011402×31030620030012脈水冷2150×1150×11203500BPJ1-1000/1140100011402×31030620030012脈水冷2610×1115×11004700BPJ1-1250/1140125011402×37030740030012脈水冷2610×1115×11004700礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合變頻器系列BP

7、J-2×250/11402×250114031532×（031503006脈水冷2150×1150×11203000BPJ-2×315/11402×315114037232×（0372）03006脈水冷2150×1150×11203000礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合變頻起動(dòng)器系列BPQJ-(400、500)/1140-3變頻40011402503025003006脈水冷2610×1115×11004900工頻500A11405003每路300A50BPQJ-(500、500)/1

8、140-3變頻50011403103031003006脈水冷2610×1115×11004900工頻500A11405003每路300A50注（1）：由一個(gè)輸出繞組的3相移動(dòng)變電站供電注（2）：由二個(gè)輸出繞組的3相移動(dòng)變電站供電，兩路之間存在30度的相位差（一路Y接，一路接）或兩個(gè)Y接和接的3相移動(dòng)變電站供電（五） 結(jié)構(gòu)為檢修方便，變頻器內(nèi)部采用模塊化，各模塊單元間控制連線采用快速接插方式。說(shuō)明A前門(mén)布局 1.高壓電源顯示模塊2.顯示模塊3.矩陣鍵盤(pán)4.MA標(biāo)牌5.銘牌6.Exd(ib)I標(biāo)識(shí)牌7.斷電二十分鐘后開(kāi)蓋警示牌 B室內(nèi)布局8.隔離開(kāi)關(guān)9.接觸器支架模塊10.斷路

9、器11.電源箱12.主控器13.工具箱C輸入接線室14.15.16.輸入接線端子R,S,T D控制接線室17.X21接線端子 18.X22接線端子 19.X23接線端子 E輸出接線室20.21.22.輸出接線端子U,V,W23.電機(jī)溫保接線端子X(jué)35.1 1140V（660V）電壓等級(jí)、315kW小功率變頻器結(jié)構(gòu)圖1 315kW變頻器結(jié)構(gòu)圖說(shuō)明A左室1.MA標(biāo)牌2.Exd(ib)I標(biāo)牌3.斷電二十分鐘后開(kāi)蓋警示牌4.IGBT模塊5.絕緣監(jiān)測(cè)模塊6.層疊母線排7.電容器 8.變壓器B右室9.LED指示窗10.顯示屏11.矩陣鍵盤(pán)12.急停按鈕13.鍵盤(pán)插孔14.銘牌15.主控器16.電源箱17.

10、斷路器18.隔離開(kāi)關(guān)19.工具箱C電源接線室20-25.輸入R1/S1T1/R2/S2/T226.X31接線端子D控制接線室27.X23接線端子28.X22接線端子29.X21接線端子E負(fù)荷接線室30-35.輸出U1/V1/W1/U2/V2/W236.X11接線端子5.2 1140V（660V）電壓等級(jí)、400kW-1250kW變頻器結(jié)構(gòu) 圖2 400kW-1250kW變頻器結(jié)構(gòu)圖 5.2變頻器電氣系統(tǒng)變頻器電氣系統(tǒng)主要由主回路、主控器、光纖分配單元、逆變單元、電源箱、顯示屏、風(fēng)扇及外圍電路組成。6脈供電變頻器電氣系統(tǒng)圖見(jiàn)圖1，12脈供電變頻器電氣系統(tǒng)圖見(jiàn)圖2。圖3 6脈供電變頻器系統(tǒng)圖圖4

11、12脈供電變頻器系統(tǒng)圖（六） 變頻器供電變頻器可以直接由移動(dòng)變電站供電，供電圖如下：圖5 6脈供電圖圖6 12脈供電圖（七） 變頻器冷卻變頻器在運(yùn)行過(guò)程中將產(chǎn)生熱量，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須有可靠的散熱措施，使變頻器溫度始終保持在預(yù)設(shè)溫度范圍以內(nèi)，變頻器采用水冷進(jìn)行散熱，水冷散熱有兩種方式：直供水和閉環(huán)冷卻系統(tǒng)。1） 直供水直接由供水管路經(jīng)過(guò)濾器和電動(dòng)閥向變頻器提供冷卻水；圖7 直供水系統(tǒng)圖2） 由循環(huán)水泵、水箱等構(gòu)成閉環(huán)冷卻系統(tǒng)，水箱內(nèi)具備水箱水溫監(jiān)控并根據(jù)水溫自動(dòng)進(jìn)行水箱補(bǔ)水熱交換，水箱換水電磁閥的控制由變頻器的換水控制口控制，當(dāng)檢測(cè)到水箱的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，水箱自動(dòng)打開(kāi)換水電磁閥自動(dòng)換水。水箱上帶

12、有4路分水器，1臺(tái)水箱最多可為4臺(tái)變頻器提供冷卻水。圖8 水箱方案水路圖（八） 變頻器安裝要求1）電源及負(fù)荷電纜選用選用變頻器專用屏蔽橡套軟電纜，變頻電纜的結(jié)構(gòu)包括三根主線絕緣線、三根零線絕緣線，在主線絕緣線和零線絕緣線外依次設(shè)置內(nèi)繞包層、銅帶層、外繞包層和外護(hù)套層，形成3+3線芯結(jié)構(gòu)，使電纜具有較強(qiáng)的耐電壓沖擊性，能經(jīng)受高速頻繁變頻時(shí)的脈沖電壓。圖9 電纜結(jié)構(gòu)圖2）現(xiàn)場(chǎng)安裝變頻器的現(xiàn)場(chǎng)布置盡量縮短變頻器到電機(jī)的距離，即變頻器盡可能的靠近電機(jī)放置。變頻器輸出電纜與輸入電纜不能平行布置，并減少交叉的次數(shù)，防止對(duì)電網(wǎng)的干擾。青島天信電氣有限公司隔爆變頻器輸出電纜長(zhǎng)度可達(dá)1000米。3）控制電纜要求

13、對(duì)外控制電纜（包含通訊電纜）應(yīng)單獨(dú)布線，并使用屏蔽雙絞電纜，以抑制干擾。（九） 典型應(yīng)用變頻器可應(yīng)用于乳化液泵站、膠帶輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)等負(fù)載，現(xiàn)列舉三種典型應(yīng)用方式。1）乳化液泵站典型應(yīng)用一神東烏蘭木倫煤礦12403工作面液壓供液系統(tǒng)，共三臺(tái)液壓泵，使用250kW電機(jī)拖動(dòng),一臺(tái)用BPJ-315/1140礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，第二臺(tái)和第三臺(tái)電機(jī)由QJZ-630/1140(660)-4組合開(kāi)關(guān)直接工頻驅(qū)動(dòng)。其中由工頻驅(qū)動(dòng)的液壓泵受變頻器開(kāi)關(guān)量控制,此泵站每天24小時(shí)不間斷工作。外部壓力傳感器連到變頻器的相應(yīng)端口，變頻器根據(jù)當(dāng)前的壓力狀況調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。若變頻器全速50Hz運(yùn)行，不能滿足供

14、液要求時(shí)，啟動(dòng)第二臺(tái)工頻泵，當(dāng)兩臺(tái)泵仍不能滿足需求時(shí)，再啟動(dòng)3#備用工頻泵。當(dāng)壓力傳感器損壞后，變頻器自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒轉(zhuǎn)矩控制模式。圖10 乳化液泵站變頻應(yīng)用系統(tǒng)框圖2）乳化液泵站典型應(yīng)用二神東大柳塔煤礦12上312工作面乳化液泵站設(shè)備采用3泵2箱模式，泵電機(jī)功率315kW，電壓等級(jí)為1140V。采用一臺(tái) BPQJ-(400、500)/1140-3礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合變頻起動(dòng)器，變頻回路驅(qū)動(dòng)一臺(tái)變頻泵，另外兩個(gè)工頻回路驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)工頻泵，不需要額外配組合開(kāi)關(guān)。變頻回路驅(qū)動(dòng)變頻泵根據(jù)系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)供液量，當(dāng)認(rèn)為變頻泵全速供液(電動(dòng)機(jī)已達(dá)到50Hz運(yùn)行)不能滿足供液需求時(shí)，變頻起動(dòng)器內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)向工

15、頻回路發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，使工頻回路接觸器吸合控制第二臺(tái)乳化液泵啟動(dòng)，工頻回路啟動(dòng)后，供液以第二臺(tái)工頻泵工作為主，第一臺(tái)變頻泵作為補(bǔ)液，自動(dòng)調(diào)節(jié)供液壓力，最終實(shí)現(xiàn)恒壓供液。圖11 乳化液泵站變頻應(yīng)用系統(tǒng)框圖乳化液泵站應(yīng)用變頻驅(qū)動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：a) 恒壓供液，減少機(jī)械磨損。采用變頻器驅(qū)動(dòng)乳化液泵站將液壓管路中的乳化液壓力維持在設(shè)定范圍內(nèi)，可減少泵站泄壓的次數(shù)，消除脈動(dòng)沖擊現(xiàn)象，減少“爆管”以及對(duì)閥組的沖擊，延長(zhǎng)管路及液壓器件的使用壽命。保證液壓支架的支撐力。b) 提高功率因數(shù)，節(jié)約電能。采用變頻調(diào)速系統(tǒng)后，電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.95以上，減少了無(wú)功損耗，節(jié)約電能。c) 降低設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。采用變頻

16、調(diào)節(jié)后，通過(guò)接收系統(tǒng)壓力的反饋信號(hào)，由變頻器控制乳化泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖児芫W(wǎng)的流量、壓力,使供給量與需求量達(dá)到平衡，不需要注液時(shí)，電機(jī)工作在較低的轉(zhuǎn)速下，同時(shí)減少由于壓力沖擊在管道中的能量損失，達(dá)到高效節(jié)能的效果。d) 降低泵站噪音，改善工人工作環(huán)境。3）膠帶輸送機(jī)典型應(yīng)用神華神東煤炭集團(tuán)大柳塔煤礦5-2煤大巷8700米主運(yùn)膠帶輸送機(jī)為目前世界最長(zhǎng)的井下膠帶輸送機(jī)，運(yùn)輸能力5000t/h，寬度1.8m，帶速4.5m/s。膠帶輸送機(jī)由七臺(tái)YBBP500-4 1000kW隔爆型變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，機(jī)頭四臺(tái)，皮帶中部三臺(tái)，機(jī)頭到中部距離為5000多米。采用青島天信電氣生產(chǎn)的7臺(tái)BPJ-10

17、00/1140礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器驅(qū)動(dòng)，機(jī)頭安裝4臺(tái)，中部安裝3臺(tái)，變頻器之間通過(guò)CAN總線進(jìn)行通訊。通過(guò)控制臺(tái)控制位于膠帶輸送機(jī)頭的1號(hào)機(jī)（任一臺(tái)都可設(shè)為主機(jī)），其它所有從機(jī)跟隨主機(jī)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功率平衡。膠帶輸送機(jī)在啟動(dòng)、停止及恒速運(yùn)行過(guò)程中，所有從機(jī)以主機(jī)為參照，自動(dòng)調(diào)整自身的輸出，使整條膠帶運(yùn)行平穩(wěn)良好。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖12所示。膠帶輸送機(jī)的輔助設(shè)備通過(guò)青島天信電氣生產(chǎn)的QJC-315/1140(660)-8多路電磁起動(dòng)器集中供電，變頻器通過(guò)CAN總線與起動(dòng)器通訊，實(shí)現(xiàn)多路輔助設(shè)備的開(kāi)?？刂?。圖12 膠帶輸送機(jī)變頻應(yīng)用系統(tǒng)圖 變頻器還具有標(biāo)準(zhǔn)MODBUS總線接口，實(shí)現(xiàn)了膠帶輸送機(jī)與礦

18、井自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊，將整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳至地面調(diào)度室。還實(shí)現(xiàn)了在天信公司通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，觀察數(shù)據(jù)運(yùn)行情況，需要時(shí)做提前預(yù)防工作。膠帶輸送機(jī)應(yīng)用變頻驅(qū)動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：a) 能夠?qū)崿F(xiàn)軟啟動(dòng)、軟停車，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，避免對(duì)電網(wǎng)沖擊。b) 可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)多驅(qū)動(dòng)態(tài)功率平衡。c) 采用變頻器控制，電機(jī)與減速器之間采用直接聯(lián)接，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。d) 可實(shí)現(xiàn)低速驗(yàn)帶功能。低速運(yùn)行頻率可任意設(shè)定。e) 多方面節(jié)約能源：變頻器可以根據(jù)當(dāng)前的運(yùn)煤量自動(dòng)調(diào)整膠帶運(yùn)行速度，使其與煤倉(cāng)下煤量相匹配，自動(dòng)負(fù)荷匹配調(diào)速，減小電能消耗；采用變頻器功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，降低無(wú)功功耗；電機(jī)與減速器之間采用直接聯(lián)接

19、，傳遞效率高； f) 減少故障時(shí)間、降低設(shè)備的維護(hù)量：變頻器功能完善，具有完備的保護(hù)功能和故障診斷能力，大大減少了電機(jī)及膠帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)備的故障和維護(hù)量，從而減少了運(yùn)營(yíng)成本；變頻器無(wú)機(jī)械及液壓油磨損，故障率大幅降低；采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，故障的恢復(fù)時(shí)間較短，維修簡(jiǎn)便。4）下運(yùn)膠帶輸送機(jī)四象限變頻驅(qū)動(dòng)典型應(yīng)用神華神東煤炭集團(tuán)保德煤礦，12302順槽膠帶輸送機(jī)總長(zhǎng)2100米，寬度1.4米，運(yùn)輸能力每小時(shí)2500噸，機(jī)頭機(jī)尾前后落差146米，膠帶為下運(yùn)，角度為-3.987度。機(jī)頭用兩臺(tái)500kW電機(jī)拖動(dòng)，由于膠帶輸送機(jī)長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，在皮帶中部1000米處安裝中部驅(qū)動(dòng)，用一臺(tái)500kW電機(jī)拖動(dòng)。由青島天信電氣生

20、產(chǎn)的3臺(tái)BPJ1-500/1140K礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器驅(qū)動(dòng)，變頻器為四象限運(yùn)行方式，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如下圖所示。圖13 保德煤礦膠帶輸送機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖3臺(tái)變頻器通過(guò)CAN總線通信實(shí)現(xiàn)主從控制，通過(guò)控制臺(tái)控制位于膠帶機(jī)頭的1號(hào)機(jī)主機(jī)，其它2臺(tái)為從機(jī)，從機(jī)跟隨主機(jī)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功率平衡以及對(duì)膠帶的加減速、停機(jī)等具體操作；從機(jī)以主機(jī)為參照，自動(dòng)調(diào)整自身的輸出，使整條膠帶運(yùn)行平穩(wěn)良好。當(dāng)膠帶運(yùn)行時(shí)，逆變側(cè)產(chǎn)生勵(lì)磁電流，重力牽引電機(jī)發(fā)電，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能通過(guò)整流側(cè)回饋到電網(wǎng)。通過(guò)保德煤礦膠帶的使用可以看出變頻器在膠帶輸送機(jī)特別是下運(yùn)膠帶輸送機(jī)使用中優(yōu)勢(shì)明顯，不但實(shí)現(xiàn)了軟起的功能，減小

21、了機(jī)械設(shè)備的沖擊，更重要的是解決了下運(yùn)大負(fù)載的控制問(wèn)題，消除了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式下運(yùn)控制時(shí)制動(dòng)力不足造成的飛車現(xiàn)象，保證了生產(chǎn)及設(shè)備的安全。5） 刮板輸送機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)典型應(yīng)用平煤集團(tuán)十三礦23012采煤面，刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度180米，傾角30°，電機(jī)功率2×500kW。 采用兩臺(tái)BPJ-500/1140變頻器，分別拖動(dòng)機(jī)頭機(jī)尾兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。變頻器啟動(dòng)電流平穩(wěn)無(wú)沖擊，避免了瞬時(shí)沖擊電流給電機(jī)本身、拖動(dòng)設(shè)備及電網(wǎng)帶來(lái)的不利影響。利用變頻器的最大轉(zhuǎn)矩限制功能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中斷鏈保護(hù)，起到了保護(hù)電動(dòng)機(jī)和減速箱的目的。兩臺(tái)變頻器一主一從，采用CAN總線通訊，從機(jī)跟隨主機(jī)自動(dòng)調(diào)整自身的輸出，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功

22、率平衡，保證機(jī)頭機(jī)尾的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)出力一致。取消雙速電機(jī)，采用單速電機(jī)，減少了一根電纜。變頻器支持長(zhǎng)電纜輸出，變頻器到電機(jī)電纜長(zhǎng)度可達(dá)1000米。系統(tǒng)配置如下圖：圖14 平煤刮板輸送機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖刮板輸送機(jī)應(yīng)用變頻驅(qū)動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：a) 替代、TTT、高低速等設(shè)備采用直接對(duì)輪聯(lián)接，簡(jiǎn)化機(jī)械系統(tǒng)，提高設(shè)備的機(jī)械效率和可靠性。b) 解決刮板輸送機(jī)重載軟啟動(dòng)，減少機(jī)械和電氣沖擊。 c) 實(shí)現(xiàn)根據(jù)鏈條強(qiáng)度設(shè)置最大轉(zhuǎn)矩保護(hù)，減少斷鏈的發(fā)生。 d) 設(shè)置轉(zhuǎn)矩下限保護(hù)值，實(shí)現(xiàn)斷鏈自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。 e) 實(shí)現(xiàn)機(jī)頭機(jī)尾動(dòng)態(tài)功率平衡。 f) 具備低速檢修模式以及正反轉(zhuǎn)控制模式，便于刮板機(jī)的檢修和卡鏈的處理。g) 可

23、采用普通的單速電動(dòng)機(jī)，相比雙速電機(jī)節(jié)省一根電纜。 二、 礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓變頻器（一） 用途青島天信電氣有限公司生產(chǎn)的礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓變頻器（以下簡(jiǎn)稱高壓變頻器）適用于含有爆炸性氣體環(huán)境的煤礦井下，作為刮板輸送機(jī)、膠帶輸送機(jī)等類似場(chǎng)合的三相交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制用。該產(chǎn)品具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟停平穩(wěn)等特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)在各種負(fù)載情況下的平滑啟動(dòng)、調(diào)速、停車等功能，徹底消除機(jī)械及電氣沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。使用多臺(tái)變頻器拖動(dòng)同一帶式負(fù)載時(shí)，各變頻器之間自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)之間的動(dòng)態(tài)功率平衡。（二） 型號(hào)含義1）礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓變頻器系列B P J V 1 / 額定電壓（kV）額

24、定功率（kW） 設(shè)計(jì)序號(hào)電壓源型 隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器2）礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓組合變頻器系列B P J V × / 額定電壓（kV）單回路額定功率（kW） 輸出回路數(shù)電壓源型 隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器（三） 使用環(huán)境條件a) 海拔高度不超過(guò)2000m；b) 周圍環(huán)境溫度應(yīng)在0+40范圍內(nèi)；c) 空氣相對(duì)濕度不大于95%（+25）；d) 具有甲烷和煤塵等爆炸性氣體混合物的煤礦井下；e) 無(wú)蒸汽或破壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體的場(chǎng)所；f) 無(wú)顯著搖動(dòng)和劇烈沖擊振動(dòng)的環(huán)境；g) 無(wú)滴水的場(chǎng)所。（四） 主要技術(shù)參數(shù)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓變頻器系列型號(hào)額定功率kW額定輸入電壓V輸入電流A

25、相數(shù)輸出電流A輸出頻率范圍Hz供電方式冷卻方式外形尺寸長(zhǎng)×寬×高（mm）重量kg主要用途膠帶輸送機(jī)刮板輸送機(jī)乳化液泵站絞車局部通風(fēng)機(jī)給煤機(jī)BPJV-525/3.35252×17002×11330120030012脈（1）水冷3520×1000×11004300BPJV-855/3.38552×17002×18530190030012脈水冷3520×1000×11004300BPJV-1250/3.312502×17002×27530280030012脈水冷3520×

26、1000×11004300BPJV1-1400/3.314002×19032×25030290030012脈水冷4116×1480×185311000BPJV1-2000/3.320002×19032×30630406030012脈水冷4116×1480×185311000礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓組合變頻器系列BPJV-3×525/3.33×5252×17002×34033×（0120）030012脈水冷4100×1250×156088

27、00BPJV-3×855/3.33×8552×17002×55433×（0190）030012脈水冷4100×1250×15608800BPJV-3×1250/3.33×12502×17002×82533×（0280）030012脈水冷4100×1250×15608800注（1）：由二個(gè)輸出繞組的3相移動(dòng)變電站供電，兩路之間存在30度的相位差（一路Y接，一路接） （五） 結(jié)構(gòu)5.1設(shè)備部件布置圖變頻器主要由整流單元、濾波單元、逆變單元、水冷單元以及低壓控制

28、單元五大部分組成，變頻器的低壓控制部分主要布置在輸出端蓋上。動(dòng)力電源的輸入以及負(fù)荷電纜的輸出均采用快速電纜連接器結(jié)構(gòu)。變頻器正面端蓋主要器件代碼名稱1輸出電源指示210.4吋彩色液晶顯示器3按鈕標(biāo)牌4本安操作鍵盤(pán)5威普插頭6引線咀7低壓接線腔8輸出電纜連接器圖1 變頻器正面端蓋變頻器背面端蓋主要器件代碼名稱1輸入電源指示2輸入電纜連接器圖2 變頻器背面端蓋變頻器背面端蓋主要器件代碼名稱1電源指示模塊2鍵盤(pán)模塊310.4吋液晶顯示器4濾波器5本安鍵盤(pán)接線端子6高壓變頻器主控器7開(kāi)關(guān)電源8斷路器9先導(dǎo)模塊10隔離式安全柵圖3 變頻器控制單元5.2高壓變頻器電氣系統(tǒng)5.2.1 整流單元變頻器內(nèi)部配置

29、12脈波整流器，可降低變頻器對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾。變頻器整流電壓為兩個(gè)整流器直流電源的疊加。在變頻器處于故障狀態(tài)時(shí)，不允許合閘充電。5.2.2 保護(hù)IGCT（無(wú)熔斷器設(shè)計(jì)）變頻系統(tǒng)使用最新的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件IGCT 作為主電路保護(hù)器件。不同于傳統(tǒng)的熔斷器，位于整流器和直流回路之間的 IGCT 可以直接把逆變器和主電源隔離，且分?jǐn)鄷r(shí)間為25 微秒，比傳統(tǒng)的熔斷器快1000 倍。使用IGCT 作為傳動(dòng)系統(tǒng)的保護(hù)，使得傳動(dòng)系統(tǒng)的元器件數(shù)目更少，從而使變頻器具有更卓越的可靠性。5.2.3 三電平逆變單元逆變器采用三電平控制技術(shù)，采用IGCT作為開(kāi)關(guān)元器件，加上LC低通濾波器可以降低逆變器開(kāi)關(guān)時(shí)對(duì)電機(jī)輸出

30、的高次諧波。5.2.4 輸出正弦波濾波器變頻器標(biāo)配的低通LC濾波器（見(jiàn)圖4），可以減小輸出電壓中的諧波含量。采用LC濾波器之后，輸送給電機(jī)的電壓波形為正弦波。消除了電機(jī)軸承中存在的容性耦合高頻電流，并消除了共模電壓的影響，使得輸出端到電機(jī)的允許電纜長(zhǎng)度可達(dá)3000米。變頻系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：圖4 變頻器主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖（六） 高壓變頻器供電高壓變頻器通過(guò)一個(gè)三繞組12脈移動(dòng)變電站提供電源，移動(dòng)變電站輸入電壓為10（6）kV，輸出兩路1903V電源，兩路電源相位差30°。高壓變頻器直流回路電壓為兩路整流電源電壓的疊加。采用12脈整流可以減少變頻器對(duì)網(wǎng)側(cè)諧波的干擾。高壓變頻器還需要由

31、移動(dòng)變電站提供380V三相四線中性點(diǎn)不接地的輔助電源，容量為7kVA。2500kVA移動(dòng)變電站技術(shù)參數(shù)：序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)要求備注1連接組別Dd0y112一次額定電壓10000V 3二次額定電壓1903V（共兩回路）4高壓繞組額定容量2500kVA5低壓繞組額定容量（每個(gè)回路）1250kVA6運(yùn)行模式長(zhǎng)期工作制7變壓器阻抗電壓8%8電壓波動(dòng)（移動(dòng)變電站輸出）+5 /-5 %9額定頻率50Hz10適應(yīng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)范圍± 5%11輔助電源要求三相四線，中性點(diǎn)不接地3×380V+N，7kVA12礦用隔爆型移動(dòng)變電站用高壓真空開(kāi)關(guān)10kV/630A具有過(guò)壓和欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、

32、超溫保護(hù)、漏電保護(hù)、接地保護(hù)、自檢功能；具有變壓器溫度保護(hù)及顯示功能。13礦用隔爆型移動(dòng)變電站用低壓保護(hù)箱3.3(1.905)kV 獨(dú)立兩路400A 輸出具有過(guò)載、短路、過(guò)電壓、欠電壓、后備保護(hù)跳閘、超溫保護(hù)、斷相保護(hù)、多點(diǎn)接地漏電監(jiān)測(cè)、漏電閉鎖保護(hù)、自檢功能、漏電保護(hù)、漏電實(shí)驗(yàn)功能。高壓變頻器供電示意圖圖5 高壓變頻器供電示意圖（七） 高壓變頻器冷卻變頻器內(nèi)部功率器件采用去離子水冷卻方式，與外水通過(guò)水水交換器完成熱交換。圖6 冷卻水系統(tǒng)圖（八） 高壓變頻器安裝要求1）電源及負(fù)荷電纜選用選用變頻器專用屏蔽橡套軟電纜，變頻電纜的結(jié)構(gòu)包括三根主線絕緣線、三根零線絕緣線，在主線絕緣線和零線絕緣線外依

33、次設(shè)置內(nèi)繞包層、銅帶層、外繞包層和外護(hù)套層，形成3+3線芯結(jié)構(gòu)，使電纜具有較強(qiáng)的耐電壓沖擊性，能經(jīng)受高速頻繁變頻時(shí)的脈沖電壓。圖7 電纜結(jié)構(gòu)圖2）現(xiàn)場(chǎng)安裝變頻器的現(xiàn)場(chǎng)布置盡量縮短變頻器到電機(jī)的距離，即變頻器盡可能的靠近電機(jī)放置。變頻器輸出電纜與輸入電纜不能平行布置，并減少交叉的次數(shù)，防止對(duì)電網(wǎng)的干擾。青島天信電氣有限公司高壓變頻器輸出電纜長(zhǎng)度可達(dá)3000米。3）控制電纜要求對(duì)外控制電纜（包含通訊電纜）應(yīng)單獨(dú)布線，并使用屏蔽雙絞電纜，以抑制干擾。（九） 典型應(yīng)用 高壓變頻器可應(yīng)用于刮板輸送機(jī)、膠帶輸送機(jī)等負(fù)載，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的重載軟啟動(dòng)和多驅(qū)功率平衡?，F(xiàn)列舉在刮板機(jī)上典型應(yīng)用。9.1神華集團(tuán)大柳塔煤

34、礦3×1600kW刮板輸送機(jī)應(yīng)用案例神華神東大柳塔礦52303工作面采高7米，工作面總長(zhǎng)4443米，工作面寬度310米。系統(tǒng)由三臺(tái)BPJV1-2000/3300礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓變頻器、三臺(tái)礦用隔爆型移動(dòng)變電站、防爆電機(jī)、控制臺(tái)以及電纜等其他配件組成，1#變頻器為主機(jī)，2#、3#變頻器為從機(jī)，三臺(tái)變頻器之間通過(guò)高速總線實(shí)現(xiàn)通訊連接。主機(jī)接受控制臺(tái)的啟動(dòng)以及停止信號(hào)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止，從機(jī)跟隨主機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)本機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，達(dá)到系統(tǒng)的功率平衡。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還配有數(shù)據(jù)監(jiān)控與保護(hù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)主要由青島天信電氣生產(chǎn)的CXJ127S刮板輸送機(jī)操作箱與ZXJ127刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)換箱組成。通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱，就近采集電機(jī)繞組、電機(jī)軸承、減速機(jī)軸承、減速機(jī)油溫等信號(hào)，通過(guò)CAN總線的方式傳送給變頻器，變頻器根據(jù)所設(shè)置的溫度上下限進(jìn)行預(yù)警保護(hù)停機(jī)等動(dòng)作。高壓變頻器還具有標(biāo)準(zhǔn)MODBUS總線接口，實(shí)現(xiàn)了刮板輸送機(jī)與礦井自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊，將整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳至地面調(diào)度