采煤機(jī)變頻器課件ppt課件

1、采煤機(jī)變頻器技術(shù)交流2019-12-05 交流調(diào)速系統(tǒng)概況 交流傳動與控制技術(shù)是目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，這是和電力電子器件制造技術(shù)、變流技術(shù)控制技術(shù)以及微型計算機(jī)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展密切相關(guān)。 二十世紀(jì)50年代末開始，電氣傳動領(lǐng)域中進(jìn)行著一場重要的技術(shù)革命將原來只用于恒速傳動的交流電動機(jī)實(shí)現(xiàn)速度控制，以取代制造復(fù)雜、價格昂貴、維護(hù)麻煩的直流電動機(jī)。 進(jìn)入二十世紀(jì)七十年代后，當(dāng)現(xiàn)代控制理論、新型大功率電力電子器件、新型變頻技術(shù)以及微型計算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)等在實(shí)際應(yīng)用中相繼取得了重要進(jìn)展的時候，才為交流電動機(jī)調(diào)速技術(shù)的飛躍創(chuàng)造了一個堅實(shí)的基礎(chǔ)。一、一、 變頻原理變頻原理1 1、 變頻的作用

2、變頻的作用 對交流異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速對交流異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為: : n= n=（1-S1-Sn1=(1-n1=(1-S)60f1/PS)60f1/P 其中其中: f1: : f1: 定子供電電源頻率定子供電電源頻率 P: P: 定子繞組極對數(shù)定子繞組極對數(shù) S: S: 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 n1: n1: 電機(jī)同步轉(zhuǎn)速電機(jī)同步轉(zhuǎn)速從以上公式可以看出，在其它參數(shù)不變的情況下從以上公式可以看出，在其它參數(shù)不變的情況下, ,電機(jī)的轉(zhuǎn)速與供電電源的頻率成正比電機(jī)的轉(zhuǎn)速與供電電源的頻率成正比, ,因此通過改因此通過改變電機(jī)供電電源的頻率可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。變電機(jī)供

3、電電源的頻率可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2 2、 變頻器的定義變頻器的定義 變頻器也稱之為變頻調(diào)速器，是利用電力半導(dǎo)體變頻器也稱之為變頻調(diào)速器，是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源轉(zhuǎn)換為另一頻率的電器件的通斷作用將工頻電源轉(zhuǎn)換為另一頻率的電能控制裝置。能控制裝置。3 3、變頻調(diào)速的原理、變頻調(diào)速的原理 變頻調(diào)速是通過變頻器向電機(jī)的定子輸出一個電變頻調(diào)速是通過變頻器向電機(jī)的定子輸出一個電壓，其頻率可以連續(xù)地改變，從而達(dá)到調(diào)速的目的。采用壓，其頻率可以連續(xù)地改變，從而達(dá)到調(diào)速的目的。采用變頻調(diào)速的異步電動機(jī)的機(jī)械特性如下圖所示：變頻調(diào)速的異步電動機(jī)的機(jī)械特性如下圖所示： 4 4、變頻器的分類、變頻器的

4、分類 按變換環(huán)節(jié)分為：交按變換環(huán)節(jié)分為：交- -直直- -交變頻器、交交變頻器、交- -交變頻器交變頻器 按直流環(huán)節(jié)的儲能方式分為：按直流環(huán)節(jié)的儲能方式分為： 1 1電流型變頻器：儲能元件是電感線圈電流型變頻器：儲能元件是電感線圈 2 2電壓型變頻器：儲能元件是電容器電壓型變頻器：儲能元件是電容器 按控制模式分為：按控制模式分為： 1 1v/fv/f控制變頻器控制變頻器 用電壓用電壓/ /頻率恒定控制頻率恒定控制, , 其控制原理基于解決變頻器其控制原理基于解決變頻器變頻的同時又變壓變頻的同時又變壓, ,保持磁通不變的控制理論保持磁通不變的控制理論, ,即即/ /= =常常數(shù)數(shù), ,稱為。這是

5、一種通過轉(zhuǎn)差補(bǔ)償達(dá)到轉(zhuǎn)矩提升稱為。這是一種通過轉(zhuǎn)差補(bǔ)償達(dá)到轉(zhuǎn)矩提升的控制方法。目前通用的變頻器多采用電壓的控制方法。目前通用的變頻器多采用電壓/ /頻率恒定控頻率恒定控制制, ,其技術(shù)成熟其技術(shù)成熟, ,價格便宜。價格便宜。 2矢量控制變頻器 矢量控制(victor control)的變頻器,它以交流電機(jī)的雙軸理論為依據(jù),在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)中把定子電流矢量分解為2個分量, 一個分量與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶恐睾?稱為勵磁電流分量;另一個與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶看怪? 稱為轉(zhuǎn)矩電流分量,通過控制定子電流矢量在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的位置及大小,即可控制勵磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的大小,仿照直流電動機(jī)那樣對磁場和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。 3直接

6、轉(zhuǎn)矩控制變頻器 它避開了矢量控制中的2次坐標(biāo)變換及求矢量的模與相角的復(fù)雜計算工作量,而直接在定子坐標(biāo)系上計算電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與磁通, 通過轉(zhuǎn)矩控制,使轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間控制在一拍以內(nèi),無超調(diào),控制性能比矢量控制還好。5 5、變頻技術(shù)概念、定義、稱號、變頻技術(shù)概念、定義、稱號 AC-DC，把交流電變?yōu)橹绷麟?，稱為整流。 DC-AC，把直流電變?yōu)榻涣麟?，這是整流的逆過程，稱為逆變。 AC1-AC2，把一種形式的交流電變?yōu)榱硪环N形式的交流電。若變換前后頻率不變，稱為交流調(diào)壓，若變換前后頻率變化，稱為變頻。 DC1-DC2,對直流電壓的大小進(jìn)行變換，稱為斬波。 6、交-直-交變頻器的結(jié)構(gòu) 整流電路逆變電路中間環(huán)

7、節(jié)電動機(jī)控制電路交-直-交變頻器結(jié)構(gòu)框圖各組成部分功能各組成部分功能 變頻器的基本結(jié)構(gòu)由整流電路、中間直流環(huán)節(jié)、逆變頻器的基本結(jié)構(gòu)由整流電路、中間直流環(huán)節(jié)、逆變電路和控制電路組成。變電路和控制電路組成。 整流電路：利用電子器件的單向?qū)щ婇_關(guān)特性，構(gòu)整流電路：利用電子器件的單向?qū)щ婇_關(guān)特性，構(gòu)成輸出單一方向電流的電力變換電路，從而將輸入的交成輸出單一方向電流的電力變換電路，從而將輸入的交流電能轉(zhuǎn)換為輸出的直流電能。流電能轉(zhuǎn)換為輸出的直流電能。 整流電路分為可控整流電路和不可控整流電路兩種。整流電路分為可控整流電路和不可控整流電路兩種。對于三相變頻器一般采用三相橋式結(jié)構(gòu)。對于三相變頻器一般采用三相

8、橋式結(jié)構(gòu)。 不可控整流電路由功率二極管組成，整流輸出的直不可控整流電路由功率二極管組成，整流輸出的直流電壓與電源電壓成正比，不能隨意調(diào)節(jié)。不可控整流流電壓與電源電壓成正比，不能隨意調(diào)節(jié)。不可控整流電路簡單，另一優(yōu)點(diǎn)是輸入電流和電源電壓基本可保持電路簡單，另一優(yōu)點(diǎn)是輸入電流和電源電壓基本可保持同相位。同相位。 可控整流電路由晶閘管或可控整流電路由晶閘管或IGBTIGBT組成，可以由外部的組成，可以由外部的觸發(fā)信號控制其導(dǎo)通時間，從而改變輸出電壓。觸發(fā)信號控制其導(dǎo)通時間，從而改變輸出電壓。 中間直流環(huán)節(jié)：濾波、儲能。 濾波元件決定電源形式 無論是哪種形式的整流電路，其輸出電壓和電流如果不加處理都有

9、一定的波動，必須對其進(jìn)行濾波才能提供給逆變器使用。對整流輸出的濾波是中間環(huán)節(jié)的一個重要任務(wù)。濾波元件可以是電容，也可以是電感，在整流電路的輸出端并聯(lián)電容進(jìn)行濾波使逆變器的輸入相當(dāng)于接一個電壓源，這種變頻器因此叫做電壓源型變頻器。如果在整流電路的輸出端串聯(lián)電感濾波，逆變器輸入端相當(dāng)于接電流源，變頻器也因之叫做電流源型。 電壓源型濾波器電容的容量都很大，一般為多個電解電容串并聯(lián)組成，所以在設(shè)備剛接通電源時會產(chǎn)生很大的瞬間充電電流，為限制這個電流，可采用多種措施，如下圖： 逆變器：有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)器件的通和斷，把直流電能調(diào)整成任意頻率的三相交流電輸出。 控制電路：控制電路是給異步電動機(jī)供電

10、的主電路提 供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機(jī)的“速度檢測電路”，將運(yùn)算電路的控制信號進(jìn)行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機(jī)的“保護(hù)電路組成。 7、國內(nèi)外交流變頻電牽引采煤機(jī)的發(fā)展情況 采煤機(jī)由最初的液壓牽引發(fā)展到交流電牽引，而后隨著電力電子器件制造技術(shù)、變流技術(shù)控制技術(shù)以及微型計算機(jī)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，目前采用逆變的變頻器可將鼠籠型電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩提升到額定轉(zhuǎn)矩的2倍。這種全數(shù)字式的通用變頻器具有很強(qiáng)的控制能力,即使不用測速反饋, 也能使鼠籠型電機(jī)具有較硬的機(jī)械特性和快速正反轉(zhuǎn)能力。80年代末,煤礦井下也開始在采、掘、運(yùn)等主要設(shè)備

11、調(diào)速上采用變頻器。如采煤機(jī)的牽引電機(jī)、提升機(jī)、絞車、井下用通風(fēng)機(jī)、水泵及帶式輸送機(jī)電機(jī)的調(diào)速等。牽引拖動有“一拖一和“一拖二兩種方式。 我集團(tuán)公司目前使用的電牽引采煤機(jī)主要是由雞西煤機(jī)廠和西安煤機(jī)廠生產(chǎn)，這兩家采煤機(jī)牽引電機(jī)的變頻控制均采用ABB變頻器ACS800系列，并在該型號變頻器原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了二次改造， 由風(fēng)冷改為水冷形式。變頻器為水冷結(jié)構(gòu),其整流模塊與逆變模塊均安裝在專用的散熱鋁板上, 鋁板與腔體底面水冷壁緊密接觸(中間由導(dǎo)熱脂傳遞熱量)。正常使用時,變頻器產(chǎn)生的熱量由水冷壁帶走。使變頻器的散熱問題得到了良好的解決。 ACS800變頻器使用了最先進(jìn)的控制算法直接轉(zhuǎn)矩控制DTC），能

12、夠精確的控制功率器件的每一次開關(guān)，相對于矢量和標(biāo)量控制，可以減少冗余的開關(guān)次數(shù)，能效更高，滿足高精度的控制要求。直接轉(zhuǎn)矩控制算法是ABB變頻器的核心。ACS800ACS800壁掛式風(fēng)冷結(jié)構(gòu)壁掛式風(fēng)冷結(jié)構(gòu)經(jīng)采煤機(jī)廠家改裝后的臥式水冷結(jié)構(gòu)經(jīng)采煤機(jī)廠家改裝后的臥式水冷結(jié)構(gòu) 8、ACS800變頻器主電路 壓敏電阻板壓敏電阻板 RVAR:RVAR:在工業(yè)環(huán)境中，輸入保護(hù)板可以用于替換在工業(yè)環(huán)境中，輸入保護(hù)板可以用于替換 RRFC RRFC 板。板。 壓敏電阻壓敏電阻接地點(diǎn)接地點(diǎn)壓敏板壓敏板壓敏電阻壓敏電阻電流互感器電流互感器MOS管管續(xù)流二續(xù)流二極管極管 IGBT觸發(fā)觸發(fā)充充電電接接觸觸器器充電電阻充電

13、電阻電電解解電電容容均壓電阻均壓電阻充充電電接接觸觸器器壓壓敏敏電電阻阻電解電容電解電容均壓電阻均壓電阻電電流流互互感感器器IGBT各部件作用各部件作用1 1進(jìn)線電容電抗器組。進(jìn)線電容電抗器組。主要作用是提高輸入側(cè)的功率因數(shù)，濾掉電網(wǎng)及回饋時的主要作用是提高輸入側(cè)的功率因數(shù)，濾掉電網(wǎng)及回饋時的諧波，要注意安裝時電容要接在牽引變壓器與電抗器諧波，要注意安裝時電容要接在牽引變壓器與電抗器之間。之間。2 2進(jìn)線壓敏電阻進(jìn)線壓敏電阻進(jìn)線壓敏電阻，可以抑制瞬態(tài)過電壓，起到保護(hù)變頻器的進(jìn)線壓敏電阻，可以抑制瞬態(tài)過電壓，起到保護(hù)變頻器的作用。作用。3 3電流互感器電流互感器大部份變頻器都是用的霍爾電流互感器

14、，用來檢測電流，大部份變頻器都是用的霍爾電流互感器，用來檢測電流，從而計算過流，缺相，接地等故障。從而計算過流，缺相，接地等故障。4 4IGBTIGBTIGBTIGBT是絕緣柵雙極型晶體管的縮寫，是絕緣柵雙極型晶體管的縮寫，IGBTIGBT是由是由MOSFETMOSFET和雙和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為MOSFETMOSFET，輸出極為輸出極為PNPPNP晶體管，它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既晶體管，它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既具有具有MOSFETMOSFET器件驅(qū)動功率小和開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又器件驅(qū)動功率小和開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型

15、器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點(diǎn)。具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點(diǎn)。5 5吸收電容吸收電容主要吸收高次諧波。主要吸收高次諧波。各部件作用各部件作用6 6充電電阻充電電阻它的作用是在上電的時候限制整流回路的充電電流及對濾它的作用是在上電的時候限制整流回路的充電電流及對濾波電容的沖擊，當(dāng)電容充電完成后接觸器動作，電阻波電容的沖擊，當(dāng)電容充電完成后接觸器動作，電阻被旁路。被旁路。7 7電解電容電解電容為濾波電容，變頻器功率越大，電容的容量就越大，濾波為濾波電容，變頻器功率越大，電容的容量就越大，濾波電容的耐壓一般是電容的耐壓一般是450V450V，因?yàn)?，因?yàn)?80V380V級的變頻器整流濾級的變頻

16、器整流濾波后的電壓是波后的電壓是600V600V，所以兩并兩串后耐壓就可以達(dá)到，所以兩并兩串后耐壓就可以達(dá)到900V900V。8 8均壓電阻均壓電阻一是作放電電阻，關(guān)機(jī)后將電容上的電盡放放掉，另一個一是作放電電阻，關(guān)機(jī)后將電容上的電盡放放掉，另一個是均壓，保持濾波電容上的電壓相等。是均壓，保持濾波電容上的電壓相等。 9、ABB控制電路 主板：電機(jī)控制和I/O板RMIO）+24VDC 電源電源2 路用于現(xiàn)場總線的并聯(lián)路用于現(xiàn)場總線的并聯(lián)端口端口現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線I/O 擴(kuò)展擴(kuò)展脈沖編碼器脈沖編碼器新的可選件系列新的可選件系列PPCC-link = 串口通訊串口通訊 與與RINT通訊通訊控制盤連控制

17、盤連接器接器模擬模擬 I/O2 路電流輸入路電流輸入1 雙極性電壓輸入雙極性電壓輸入2 路電流輸出路電流輸出AI 電氣隔離電氣隔離數(shù)字輸入數(shù)字輸入6 路可編程路可編程1 固定為停車固定為停車 (啟動啟動互鎖互鎖)兩組隔離兩組隔離+24VDC3 可編程繼電可編程繼電器輸出器輸出DDCS 適適配器連接配器連接器器DDCS 適配器帶適配器帶4路通道路通道PC 銜接銜接主從通訊主從通訊驅(qū)動板：集成的功率接口板驅(qū)動板：集成的功率接口板* *集成開關(guān)電源集成開關(guān)電源* *集成整流及逆變門極集成整流及逆變門極 驅(qū)動驅(qū)動* *電流電壓電流電壓ADAD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換* *風(fēng)機(jī)控制風(fēng)機(jī)控制* *接地檢測接地檢測操作鍵盤

18、操作鍵盤CDP312R顯示屏第一行顯示狀態(tài) 10、電動機(jī)的四象限運(yùn)行 眾所周知，異步電動機(jī)有電動和制動兩種工作狀態(tài)，我們把電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩用坐標(biāo)的形式表示，X軸表示轉(zhuǎn)矩，Y軸表示轉(zhuǎn)速，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩方向相同時，電動機(jī)處于電動狀態(tài)；當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩方向相反時，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)，起到制動作用；電磁功率也為負(fù)，電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。如下圖所示，第象限為電動機(jī)正轉(zhuǎn)方向的電動狀態(tài)，第象限為電動機(jī)正轉(zhuǎn)方向的發(fā)電狀態(tài)，第象限為電動機(jī)反轉(zhuǎn)方向的電動狀態(tài)，第象限為電動機(jī)反轉(zhuǎn)方向的發(fā)電狀態(tài)。這就是所謂電動機(jī)的四象限運(yùn)行。生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)行過程中需要快速的減速或停車，更有些設(shè)備在生產(chǎn)中要求保持若干臺設(shè)備前后一定的

19、轉(zhuǎn)速差或者拉伸距，這就會產(chǎn)生發(fā)電制動的問題，使電動機(jī)運(yùn)行在第二或第四象限。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于通用變頻器大多采用電壓源的控制方式，其中間直流環(huán)節(jié)有大電容鉗制著電壓，使之不能迅速反向，另外交直回路又通常采用不可控制流橋，不能使電流反向，因此要實(shí)現(xiàn)回饋制動和四象限運(yùn)動就比較困難。 在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過逐漸減小頻率來實(shí)現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速V1小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速V時，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180，電機(jī)從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動轉(zhuǎn)矩Te，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動

20、狀態(tài)。電機(jī)再生的電能P經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時間的電荷堆積，構(gòu)成“泵升電壓”，使電流電壓Ud升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。 因此，對于負(fù)載處于發(fā)電制動狀態(tài)中，必須采取措施處理這部分再電能。下面闡述的就是處理再生能量的方法，即能耗制動和回饋制動。 11、變頻器的能耗制動 能耗制動采用的工作方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來實(shí)現(xiàn)制動。這是一種處理再生能量的最直接的方法，它是將再生能量通過專門的能耗制動電路消耗在電阻上。轉(zhuǎn)化為熱能，

21、因此又被稱“電阻制動”，它包括制動單元和制動電阻兩部分。 制動單元制動單元 制動單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓制動單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過規(guī)定的限制時如超過規(guī)定的限制時如660V或或710V），接通耗能電路，使電流回路通過制動電阻后以熱能方式釋放能），接通耗能電路，使電流回路通過制動電阻后以熱能方式釋放能量。制動單元可分內(nèi)置和外置兩種，前者適用于小功率的通用變頻器，量。制動單元可分內(nèi)置和外置兩種，前者適用于小功率的通用變頻器，后者適用于大功率變頻器或是對制動有特殊要求的工況中。從原理上講后者適用于大功率變頻器或是對制動有特殊要求的工況中。從原理上講，兩者并沒區(qū)別，都是作為接通制動電阻

22、的，兩者并沒區(qū)別，都是作為接通制動電阻的“開關(guān)開關(guān)”，它包括功率管、電，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動電路。壓采樣比較電路和驅(qū)動電路。 制動電阻制動電阻 制動電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電制動電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功率容量兩個重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻阻值和功率容量兩個重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種。前者采用表面立體波紋，有利于散熱減小寄生電阻和鋁合金電阻兩種。前者采用表面立體波紋，有利于散熱減小寄生電感量，并選用高阻燃無機(jī)涂層，可有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長使用感量，并選

23、用高阻燃無機(jī)涂層，可有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長使用壽命；后者耐氣候性、耐震動性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，可廣泛應(yīng)用壽命；后者耐氣候性、耐震動性，優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器，可廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝，易附加散熱器，外型美觀。于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝，易附加散熱器，外型美觀。 制動過程制動過程 能耗制動的過程如下：當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時包括被拖能耗制動的過程如下：當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時包括被拖動），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高動），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高。當(dāng)電流電壓達(dá)到制動單元開的狀態(tài)時，制動

24、單元的功率管導(dǎo)通，電。當(dāng)電流電壓達(dá)到制動單元開的狀態(tài)時，制動單元的功率管導(dǎo)通，電流流過制動電阻。制動電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線流流過制動電阻。制動電阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低。母線電壓降至制動單元要關(guān)斷的值，制動單元的功率管電壓也降低。母線電壓降至制動單元要關(guān)斷的值，制動單元的功率管截止，制動電阻無電流通過。采樣母線電壓值，制動單元重復(fù)截止，制動電阻無電流通過。采樣母線電壓值，制動單元重復(fù)ON/OFF過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。 11、變頻器的回饋制動 采煤機(jī)變頻器常用的回饋制動是指回饋電網(wǎng)制動，是將直流母線上的再

25、生電能回饋到交流電網(wǎng)，而要實(shí)現(xiàn)直流回路與電源間的雙向能量傳遞，一種最有效的方法就是采用有源逆變技術(shù)，即將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)制動。 常見的做法是將整流橋的不可控器件二極管換為可控的IGBT。變頻器正常工作時，整流器起到整流的作用；當(dāng)需要回饋制動時，整流器由觸發(fā)信號控制進(jìn)行回饋逆變，將電能反送至電網(wǎng)，起到了逆變的作用。 12、變頻器的主從控制一拖一模式） ACS800變頻器的主/從功能是為多傳動應(yīng)用而設(shè)計的，其中系統(tǒng)由若干個ACS 800 變頻器驅(qū)動，同時電機(jī)軸通過齒輪、鏈條或傳送帶等相互耦合在一起。由于這種主/從功能，負(fù)載可以均勻地分配在傳動單元之間。 外

26、部控制信號只與主機(jī)連接。主機(jī)通過一個光纖串行通訊鏈路來控制從機(jī)。主機(jī)是典型的速度控制，其它傳動單元跟隨主機(jī)的轉(zhuǎn)矩或速度給定。一般情況下：當(dāng)主機(jī)和從機(jī)的電機(jī)軸通過齒輪、鏈條等進(jìn)行剛性連接時，從機(jī)應(yīng)該采用轉(zhuǎn)矩控制模式，以使傳動單元之間不存在速度差異。13、變頻器的保護(hù)功能 變頻器的接地保護(hù)功能 變頻器的接地故障保護(hù)，是變頻器在運(yùn)行過程中，始終監(jiān)視電機(jī)和電機(jī)電纜的漏電和接地，接地故障的檢測是基于在變頻器的輸入端裝有零序電流互感器，對接地保護(hù)泄漏電流的的測量，通過DSP數(shù)字信號處理器計算處理，判斷是否有接地故障發(fā)生，如果有接地故障，變頻器將立即停止輸出。 變頻器的過壓保護(hù)功能 變頻器檢測自身的直流母線

27、，來判斷供電電壓是否過電壓。過壓極限整定值為1.3Umax，Umax是牽引變壓器輸出的最大值。牽引變壓器的輸出電壓為380V，則Umax=415V,這樣過壓極限值整定為1.3X415=540V，當(dāng)牽引變壓器的輸出高于540V時，變頻器通過直流母線判斷為過壓，給出故障信號。系統(tǒng)的中文顯示窗給出故障原因和解決方法。 變頻器的欠壓保護(hù)功能變頻器的欠壓保護(hù)功能 變頻器檢測自身的直流母線，來判斷供電電壓是否欠電壓。欠變頻器檢測自身的直流母線，來判斷供電電壓是否欠電壓。欠壓極限整定值為壓極限整定值為0.65Umix0.65Umix，UmixUmix是牽引變壓器輸出的最小值。牽引是牽引變壓器輸出的最小值。牽

28、引變壓器的輸出最小電壓為變壓器的輸出最小電壓為380V380V，則，則Umix=380V,Umix=380V,這樣欠壓極限值整定這樣欠壓極限值整定為為0.65X380=247V0.65X380=247V，當(dāng)牽引變壓器的輸出低于，當(dāng)牽引變壓器的輸出低于247V247V時，變頻器通過時，變頻器通過直流母線判斷為欠壓，系統(tǒng)的中文顯示窗給出故障原因和解決方法。直流母線判斷為欠壓，系統(tǒng)的中文顯示窗給出故障原因和解決方法。 變頻器的供電電源缺相保護(hù)功能變頻器的供電電源缺相保護(hù)功能 變頻器通過內(nèi)部的輸入缺相保護(hù)電路，通過檢測中間電路的脈變頻器通過內(nèi)部的輸入缺相保護(hù)電路，通過檢測中間電路的脈動增加來判斷是否供

29、電電源缺相，一旦有缺相發(fā)生，則變頻器停止動增加來判斷是否供電電源缺相，一旦有缺相發(fā)生，則變頻器停止輸出，同時系統(tǒng)中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。等故障處理輸出，同時系統(tǒng)中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。等故障處理完成后，可按下復(fù)位按鈕完成后，可按下復(fù)位按鈕3 3秒鐘后，進(jìn)行故障復(fù)位，才能進(jìn)行正常秒鐘后，進(jìn)行故障復(fù)位，才能進(jìn)行正常牽引。牽引。 變頻器輸出短路保護(hù)功能變頻器輸出短路保護(hù)功能 變頻器在運(yùn)行和啟動前，始終監(jiān)視變頻器在運(yùn)行和啟動前，始終監(jiān)視IGBTIGBT模塊和電機(jī)電纜，一旦模塊和電機(jī)電纜，一旦有短路發(fā)生，變頻器以微秒級的速度封鎖脈沖信號，使有短路發(fā)生，變頻器以微秒級的速度封鎖脈沖信號

30、，使IGBTIGBT逆變橋逆變橋禁止輸出。此時系統(tǒng)的中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。禁止輸出。此時系統(tǒng)的中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。 變頻器對電機(jī)的缺相保護(hù)功能變頻器對電機(jī)的缺相保護(hù)功能 變頻器監(jiān)視電機(jī)電纜的連接狀態(tài)，如果檢測到某一相沒有連接，變頻器監(jiān)視電機(jī)電纜的連接狀態(tài)，如果檢測到某一相沒有連接，變頻器將停止輸出，同時中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。變頻器將停止輸出，同時中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。 變頻器對牽引電機(jī)的堵轉(zhuǎn)保護(hù)變頻器對牽引電機(jī)的堵轉(zhuǎn)保護(hù) 變頻器在牽引電機(jī)堵轉(zhuǎn)時保護(hù)電機(jī)，當(dāng)牽引電機(jī)堵轉(zhuǎn)時，在超變頻器在牽引電機(jī)堵轉(zhuǎn)時保護(hù)電機(jī)，當(dāng)牽引電機(jī)堵轉(zhuǎn)時，在超過電機(jī)堵轉(zhuǎn)的時間

31、內(nèi)，變頻器停止輸出，采煤機(jī)停止?fàn)恳?，中文顯過電機(jī)堵轉(zhuǎn)的時間內(nèi)，變頻器停止輸出，采煤機(jī)停止?fàn)恳?，中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。示窗顯示故障信息和解決方法。 變頻器對牽引電機(jī)的過流保護(hù)變頻器對牽引電機(jī)的過流保護(hù) 變頻器在牽引電機(jī)發(fā)生過流時，變頻器停止輸出，采煤機(jī)停止?fàn)孔冾l器在牽引電機(jī)發(fā)生過流時，變頻器停止輸出，采煤機(jī)停止?fàn)恳?，中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。引，中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。 二、變頻器的常見故障處理方法及注意事項(xiàng)二、變頻器的常見故障處理方法及注意事項(xiàng)1 1、在判斷變頻器故障前，確保給變頻器提供電源、在判斷變頻器故障前，確保給變頻器提供電源2 2、斷電檢查快速熔斷器，如果

32、有一個快熔損壞，變頻器應(yīng)正常顯示，、斷電檢查快速熔斷器，如果有一個快熔損壞，變頻器應(yīng)正常顯示，只是在帶負(fù)荷運(yùn)行時報出電源缺相故障，可更換快熔；如果兩個快只是在帶負(fù)荷運(yùn)行時報出電源缺相故障，可更換快熔；如果兩個快熔損壞，則需要用萬用表檢查接線端子是否有接地故障，檢查作為熔損壞，則需要用萬用表檢查接線端子是否有接地故障，檢查作為電能儲存器的電容組。不允許在不檢查的情況下，直接更換快熔，電能儲存器的電容組。不允許在不檢查的情況下，直接更換快熔，可能再次損壞快熔?？赡茉俅螕p壞快熔。3 3、觀察控制盤是否亮，如果有一個控制盤不亮，可采取互換控制盤和、觀察控制盤是否亮，如果有一個控制盤不亮，可采取互換控制

33、盤和連接線確認(rèn)控制盤是否損壞。如果控制盤如下顯示：連接線確認(rèn)控制盤是否損壞。如果控制盤如下顯示： CDP312(R) PANEL Vx.xx CDP312(R) PANEL Vx.xx . . 光標(biāo)一直閃爍不停光標(biāo)一直閃爍不停 ，可采取互換控制盤確認(rèn)控制盤是否損壞，如，可采取互換控制盤確認(rèn)控制盤是否損壞，如果還是這樣顯示，可判斷變頻器主板損壞，更換變頻器。如果互換果還是這樣顯示，可判斷變頻器主板損壞，更換變頻器。如果互換完控制盤和連接線，該變頻器所連接控制盤還是不亮，則需要檢查完控制盤和連接線，該變頻器所連接控制盤還是不亮，則需要檢查進(jìn)線側(cè)三個快速熔斷器是否完好，如果完好，則變頻器進(jìn)線側(cè)三個快

34、速熔斷器是否完好，如果完好，則變頻器RMIORMIO控制板控制板有問題，需要更換。有問題，需要更換。 4 4、觀察控制盤顯示內(nèi)容，警告和故障顯示分別如下：、觀察控制盤顯示內(nèi)容，警告和故障顯示分別如下： ACS800-01-0100-3 ACS800-01-0100-3ACS800-01-0100-3 ACS800-01-0100-3 * * * *WARNINGWARNING* * * * * * * *FAULTFAULT* * * * DC BUS LIM(3211) MOTOR STALL(7121) DC BUS LIM(3211) MOTOR STALL(7121) 5 5、變頻器斷

35、電后，必須等待、變頻器斷電后，必須等待5 5分鐘以上，以防止中間直流回路放電造分鐘以上，以防止中間直流回路放電造成電擊，并用萬用表測量每個輸入端子和地之間的電壓，以保證變成電擊，并用萬用表測量每個輸入端子和地之間的電壓，以保證變頻器裝置放電完畢。頻器裝置放電完畢。 6 6、變頻器在運(yùn)行過程中，不允許在、變頻器在運(yùn)行過程中，不允許在1 1分鐘內(nèi)連續(xù)三次切斷電源，以避分鐘內(nèi)連續(xù)三次切斷電源，以避免變頻器內(nèi)的充電電阻因過流而燒毀，造成變頻器不能工作。免變頻器內(nèi)的充電電阻因過流而燒毀，造成變頻器不能工作。 7 7、測量牽引電機(jī)的絕緣時，必須把牽引電機(jī)和變頻器的連接電纜從、測量牽引電機(jī)的絕緣時，必須把牽

36、引電機(jī)和變頻器的連接電纜從電機(jī)端子拆下，否則，有可能造成變頻器內(nèi)的電機(jī)端子拆下，否則，有可能造成變頻器內(nèi)的IGBTIGBT模塊永久性損壞。模塊永久性損壞。 附錄：變頻器操作面板CDP312故障顯示信息 變頻器有完善的故障自診斷和顯示功能，系統(tǒng)運(yùn)行時連續(xù)監(jiān)視電機(jī)和變頻器自身的狀態(tài)，保證變頻器不受損壞。 1、變頻器過溫警告 顯示信息：TEMP 故障原因：變頻器裝置內(nèi)部過溫，過溫溫度整定在115C 解決方法：檢查變頻器箱內(nèi)環(huán)境溫度條件。 檢查冷卻水壓力和流量是否正常。 檢查變頻器底板水套是否被堵。 檢查變頻器冷卻底板與變頻器箱底板是否緊密結(jié)合。 2、變頻器輸出過流 顯示信息：OVER CURRENT

37、 故障原因：變頻器輸出電流過流或電機(jī)、電纜發(fā)生短路，觸發(fā)極限是 3.5Ie。 解決方法：檢查電機(jī)負(fù)載，電機(jī)、電機(jī)電纜是否短路。 檢查電機(jī)和機(jī)械部件的連接處。 3、變頻器輸出短路 顯示信息：SHORT CURRENT 故障原因：變頻器輸出過流。 解決方法：檢查電機(jī)和電機(jī)電纜。 檢查采煤機(jī)的機(jī)械行走部件和滑靴。 4、變頻器直流母線過壓 顯示信息：DC OVERVOLT 故障原因：變頻器內(nèi)部直流母線電壓太大。 解決方法：檢查過壓控制器設(shè)置是否正確。 檢查牽引變壓器輸出有無波動或靜態(tài)過壓。 檢查減速時間。 5、變頻器輸入電源缺相 顯示信息：SUPPLY PHASE 故障原因：變頻器內(nèi)部中間直流電壓振動

38、，可能是主電路缺相，快速熔 斷器燒斷，或是整流橋內(nèi)部故障引起。 解決方法：檢查供電電源是否缺相。 檢查變頻器輸入回路上的快速熔斷器是否燒壞。6、變頻器中間直流回路欠壓 顯示信息：DC UNDER VOLT 故障原因：變頻器供電電源缺相，快速熔斷器燒壞，或整流橋內(nèi)部故障 損壞。欠壓觸發(fā)極限為0.65Umin。 解決方法：檢查牽引變壓器是否正常工作。檢查變頻器輸入端快速熔斷 器是否燒壞。7、變頻器輸出接地故障 顯示信息：EARTH FAULT 故障原因：電網(wǎng)不平衡。相應(yīng)牽引電機(jī)、電機(jī)電纜或變頻器內(nèi)部故障造成 解決方法：檢查電機(jī)和電機(jī)電纜。 檢查在變頻器輸出側(cè)有無功率因數(shù)矯正電容或浪涌吸收裝置。8、

39、控制板故障 顯示信息：I/O COMM 故障原因：變頻器內(nèi)部中的NAMC板通道CH1發(fā)生通訊故障。電磁干擾 變頻器中的I/O控制板NIOC內(nèi)部故障。 解決方法：檢查NIOC和NAMC板之間的光纖連接是否松動。 檢查NIOC和NAMC板之間的光纖是否完好。更換NIOC板。 9、變頻器環(huán)境溫度 顯示信息：AMBIENT TEMP 故障原因：變頻器內(nèi)部的I/O控制板溫度低于-50C或高于 +7382C。 解決方法：檢查冷卻風(fēng)機(jī)和冷卻水流量。 檢查變頻器冷卻通道是否暢通。10、牽引電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù) 顯示信息：MOTOR STALL 故障原因：牽引電機(jī)堵轉(zhuǎn)。 可能是機(jī)械故障、過載等引起。 解決方法：檢查牽引