風(fēng)光變頻器在單溝提升機(jī)中的應(yīng)用風(fēng)光變頻器在單溝提升機(jī)中的應(yīng)用TheApplicationofFengguangInverterinSingleDitchLifter摘要：本文介紹了單溝提升機(jī)變頻器的工作原理，闡述了該類變頻器制作上的難點(diǎn)，指出了回饋制動(dòng)在變頻器制作上的重要意義。通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，展示了提升機(jī)變頻器廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：能量回饋?zhàn)冾l器回饋制動(dòng)Abstract:Thispaperintroducestheoperationprincipleofthesingleditchlifterinverter,explainstheinvertermadedifficultpointon,andpointsoutenergyreturnsbrakethatmakesimportantmeaningintheinverter.Passingontheapplication,ithasshownthewideapplicationprospectofinverteroftheliftingmachine.Keyword:EnergyreturnsInverterEnergyreturnsbrake1.引言在礦山企業(yè)的生產(chǎn)中，礦井提升機(jī)擔(dān)負(fù)著提煤、運(yùn)料的繁重任務(wù)，在整個(gè)生產(chǎn)中占據(jù)著比較重要的位置。我們山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司應(yīng)煤礦的要求，在研制提升機(jī)變頻器方面作了相當(dāng)大的努力。通過不斷的進(jìn)行技術(shù)革新，成功地開發(fā)了礦山提升機(jī)專用變頻器。礦山提升機(jī)專用變頻器，是我公司根據(jù)煤礦機(jī)電設(shè)備的改造要求，結(jié)合提升機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，在普通變頻器基礎(chǔ)上研制生產(chǎn)的一種新型專用產(chǎn)品。該類變頻器最顯著的特點(diǎn)是要求四象限運(yùn)行，能夠正確合理地處理重物下放及急停情況下地能量回饋問題，這也是該類變頻器地重點(diǎn)及難點(diǎn)。公司的技術(shù)人員根據(jù)這一特點(diǎn)，采用回饋制動(dòng)、能耗制動(dòng)或超級(jí)電容吸收技術(shù)，成功地解決了這一難題，是國產(chǎn)變頻器中目前能將再生發(fā)電能量回送電網(wǎng)的唯一廠家。該產(chǎn)品自投放市場(chǎng)以后，在無級(jí)平滑調(diào)速、運(yùn)行平穩(wěn)可靠及節(jié)能方面都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，深受廣大用戶的青瞇與好評(píng)。單溝提升機(jī)變頻器是在雙溝提升機(jī)變頻器的基礎(chǔ)上，開發(fā)的另一提升機(jī)系列產(chǎn)品之一。單溝提升機(jī)的一個(gè)最顯著的特點(diǎn)就是回饋能量大，在下放過程中只要離開井口，礦車即拖著電動(dòng)機(jī)靠重力下放，從而超過同步轉(zhuǎn)速而發(fā)電，因而整個(gè)下放過程都是處于發(fā)電狀態(tài)，其能量的回饋是相當(dāng)大的，這也是做好單溝提升機(jī)變頻器的難點(diǎn)所在，如何處理好這部分能量，以保證變頻器可靠的工作，是該類變頻器的關(guān)鍵。我公司利用自己在雙溝變頻器中積累的經(jīng)驗(yàn)，采用獨(dú)立的回饋單元，用同步信號(hào)PWM控制的方式，較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)電的能量回送電網(wǎng)的目的，使變頻器運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠，并已有數(shù)十臺(tái)在現(xiàn)場(chǎng)獲得了應(yīng)用。從應(yīng)用效果看，變頻器運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能顯著，從而為做好提升機(jī)變頻器提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2.單溝提升機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)單溝提升機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，較原控制系統(tǒng)優(yōu)越性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)、軟停車，減少了機(jī)械沖擊，使運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠。（2）調(diào)速連續(xù)方便，可分段予置，連續(xù)調(diào)節(jié)。（3）起動(dòng)及加速換擋時(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。（4）運(yùn)行速度曲線成S形，使加減速平滑、無撞擊感。（5）安全保護(hù)功能齊全，除一般的過壓、欠壓、過載、短路、溫升等保護(hù)外，還設(shè)有連鎖保護(hù)、自動(dòng)限速保護(hù)功能等。（6）甩掉了原系統(tǒng)加速用的轉(zhuǎn)子串電阻、交流接觸器及時(shí)間繼電器等，提高了系統(tǒng)的可靠性，操作人員的工作環(huán)境也大為改善。（7）設(shè)有直流制動(dòng)、能耗制動(dòng)、及回饋制動(dòng)等多種制動(dòng)方式，使安全性更加可靠。（8）該系統(tǒng)四象限運(yùn)行，回饋能量直接回送電網(wǎng)，且不受回饋能量大小的限制，適應(yīng)范圍廣，節(jié)能效果更加明顯。3.單溝提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理我們針對(duì)單溝提升機(jī)的運(yùn)行工作特點(diǎn)，按照嚴(yán)格的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，制造單溝提升機(jī)變頻器，把制動(dòng)電路、回饋電路、濾波器、線路電抗器和PLC等集成到變頻器中，增強(qiáng)了整機(jī)的可靠性。單溝提升機(jī)變頻器為交－直－交電壓型變頻調(diào)速系統(tǒng)，原理圖如下圖1所示。圖1單溝提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)原理圖該系統(tǒng)的運(yùn)行過程主要分為兩個(gè)過程：（1）絞車電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的過程，即正常的逆變過程。該過程主要由整流、濾波和正常逆變?nèi)蟛糠纸M成，如上圖1所示。其中正常逆變過程是其核心部分，它改變電機(jī)定子的供電頻率，從而改變輸出電壓，起到調(diào)速作用。（2）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，如上圖1所示。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D1和D2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E2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?；仞伳孀儾糠质钦麄€(gè)回饋過程的核心部分，該部分實(shí)現(xiàn)回饋逆變輸出電壓相位與電網(wǎng)電壓相位的一致。因?yàn)榛仞伳孀冚敵龅氖钦{(diào)制波，為保證逆變的正常工作以及減少對(duì)電網(wǎng)的污染，我們加了一個(gè)輸出濾波部分，使該系統(tǒng)的可靠性更加穩(wěn)定。4．單溝提升機(jī)變頻器的特點(diǎn)與雙溝提升機(jī)相比，單溝提升機(jī)具有回饋能量大的特點(diǎn)，我們采用獨(dú)立的回饋單元，按重車滿負(fù)荷下放的最大限度來選取制動(dòng)模塊和回饋模塊。當(dāng)電機(jī)發(fā)電母線電壓升高時(shí)，啟動(dòng)回饋單元向電網(wǎng)回饋或啟動(dòng)剎車單元，將能量泄放掉。由于單溝回饋能量大，為保證器件的安全，可同時(shí)啟動(dòng)回饋單元或剎車單元。這里要注意幾點(diǎn)：（1）剎車界限要調(diào)整適當(dāng)，該電路應(yīng)主要以回饋為主，若剎車過早，剎車電阻會(huì)長(zhǎng)期工作，造成不必要的能耗浪費(fèi)，剎車電阻也會(huì)因長(zhǎng)期過熱而損壞，一旦損壞，則后果嚴(yán)重，將造成整個(gè)變頻器工作的不安全。（2）由于回饋輸出的是經(jīng)過調(diào)制的PWM波形，為了與電網(wǎng)盡量一致，其相位控制相當(dāng)重要，要保證輸出的波形與電網(wǎng)嚴(yán)格同步。另外，必要的LC濾波也是十分重要的，不然，將對(duì)電網(wǎng)造成污染，回饋量越大，其濾波系數(shù)也越大。（3）在回饋控制板上有一個(gè)顯示接口，從此端接入一個(gè)顯示板，可監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)電壓和母線電壓，對(duì)安裝調(diào)試比較方便。5．單溝提升機(jī)變頻器的基本控制要求（1）運(yùn)行速度的控制為了減少運(yùn)行過程中的機(jī)械沖擊，在提升機(jī)啟動(dòng)和停止過程中，做到加速度連續(xù)，因不同的頻率，對(duì)應(yīng)不同的加減速速率，在本裝置的控制中，將不同頻率時(shí)的加減速速率規(guī)劃成一個(gè)表格，運(yùn)行中用查表的方法確定對(duì)應(yīng)頻率時(shí)的加減速速率，使提升機(jī)平滑運(yùn)行，減少機(jī)械沖擊。（2）自動(dòng)限速保護(hù)在運(yùn)行到終點(diǎn)時(shí)，由限速開關(guān)給出減速信號(hào)，PLC檢測(cè)到減速信號(hào)后發(fā)送給控制器，由控制器啟動(dòng)自動(dòng)減速程序，使工作頻率按設(shè)定要求逐步變?yōu)榈退龠\(yùn)行。提升機(jī)帶有測(cè)速發(fā)電機(jī)，當(dāng)測(cè)速發(fā)電機(jī)給出超速信號(hào)，PLC檢測(cè)該信號(hào)發(fā)送給控制器，進(jìn)入自動(dòng)減速運(yùn)行。（3〕直流制動(dòng)主令控制器給出“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”命令后，如果沒有給出“松閘”信號(hào)，變頻器會(huì)在電機(jī)上施加直流制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，確保松開制動(dòng)閘過程中重車不下滑。在給出“松閘”信號(hào)后，變頻器開始運(yùn)行。制動(dòng)油泵啟動(dòng)后，若不小心松開制動(dòng)閘觸動(dòng)“松閘”行程開關(guān)，變頻器接收到“松閘”信號(hào)，同時(shí)在電機(jī)上施加直流制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，確保重車不下滑。當(dāng)重車在井筒中間停車時(shí)，變頻器由高速至停機(jī)后，隨之施加直流制動(dòng)轉(zhuǎn)矩使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)機(jī)械制動(dòng)起作用后，方去掉直流制動(dòng)，使重車靠機(jī)械抱閘的作用停止。6.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用我們?cè)谛陆敿{斯永安煤業(yè)有限公司及內(nèi)蒙古鄂可托旗烏仁都西煤焦有限公司分別安裝了一臺(tái)75KW和160KW的單溝提升機(jī)變頻器。75KW的是新井安裝，160KW的是老井改造，從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用看：（1）75KW變頻器回饋時(shí)可達(dá)到40A左右的電流，160KW變頻器回饋時(shí)可達(dá)到80A左右。變頻器采用回饋方式，即母線電壓比基準(zhǔn)電壓高出多少即回饋多少。當(dāng)高于700V左右時(shí)啟動(dòng)剎車單元，讓多余的能量在通過能耗電阻消耗掉，從而保證了主器件的安全。經(jīng)過檢測(cè)母線電壓，看不到有較大的電壓波動(dòng)。（2）回饋波形較好。采用適當(dāng)?shù)腖C濾波后，用示波器檢測(cè)輸入端的波形，比較接近于正弦波，對(duì)電網(wǎng)基本造成不了污染，濾波效果較好。（3）節(jié)能效果顯著。與工頻比較，就160KW提升機(jī)而言，原無功電流與有功電流之和大約在180A左右。而變頻運(yùn)行時(shí)，基本上測(cè)不出無功電流，只有有功電流80A左右，單單從電流看即減少了100A左右，綜合節(jié)電率可達(dá)30%左右。（4）減少了投資費(fèi)用。75KW提升機(jī)由于是新井，直接選用普通的鼠籠式電機(jī)，采用變頻即可以平滑的進(jìn)行調(diào)速，而不用繞線式電機(jī)即可。鼠籠式電機(jī)比繞線式電機(jī)價(jià)格便宜1/3左右。因此降低了用戶的投資費(fèi)用，維護(hù)起來也比較方便。（5）采用變頻調(diào)速后，甩掉了原工頻用的速度段切換交流接觸器及調(diào)速電阻，使工人的操作環(huán)境大為改善，調(diào)速平滑，減輕了對(duì)電網(wǎng)及換擋的沖擊，電流變化平穩(wěn)，這是原工頻狀態(tài)所無法比擬的。7.結(jié)束語礦用提升機(jī)采用變頻改造，尤其是單溝提升機(jī)的成功實(shí)踐，為變頻器在起重設(shè)備上的應(yīng)用提供了典范。據(jù)國內(nèi)資料顯示，在國產(chǎn)變頻器中，真正使用回饋制動(dòng)的寥寥無幾。就是變頻器在提升機(jī)上的應(yīng)用也相當(dāng)少，因此大面積的推廣提升機(jī)變頻器，對(duì)變頻器的生產(chǎn)來說無疑將會(huì)是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。[1]李瑞來何洪臣韓文昭礦山提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器世界。2000.9[2]周加勝礦山提升機(jī)變頻調(diào)速的改造變頻器世界。2003.5[3]劉學(xué)成變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)礦山提升機(jī)的改造變頻器世界。2004.5作者簡(jiǎn)介周加勝男工程師1990年畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)電機(jī)系工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司從事變頻器的開發(fā)、研制工作。風(fēng)光變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)礦山提升機(jī)的改造山東風(fēng)光電子有限責(zé)任公司劉學(xué)成摘要：本文介紹了變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)礦用提升機(jī)的改造，實(shí)現(xiàn)了絞車的平穩(wěn)運(yùn)行，達(dá)到了節(jié)能降耗和提高產(chǎn)量的目的。關(guān)鍵詞：礦山提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)能量回饋Abstract:Thispaperintroducesthereconstructionthatvariablefrequencycontrolvelocitysystemformininghoist.Itrealizessmoothrunningofwellwinch,achievesthepurposeofretrenchingenergy,reducingenergyconsumptionandimprovingoutput.Keywords:mininghoistvariablefrequencycontrolvelocitysystemenergyfeedback1、引言：交—直—交變頻調(diào)速系統(tǒng)已在泵類、風(fēng)機(jī)類負(fù)載上得到廣泛應(yīng)用，并且正在大面積推廣。但大多數(shù)礦用提升機(jī)還在沿用傳統(tǒng)的線繞式異步電動(dòng)機(jī)，用轉(zhuǎn)子串電阻的方法調(diào)速。這種系統(tǒng)屬于有級(jí)調(diào)速，低速轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)差功率大，啟動(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)，容易掉道，故障率高。礦用生產(chǎn)是24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。礦用提升機(jī)的技術(shù)改造要求迫在眉睫。但是，不可能把風(fēng)機(jī)、水泵用的變頻器直接應(yīng)用到提升機(jī)上，因?yàn)樘嵘愗?fù)載對(duì)變頻器有著不少特殊的要求。鑒于提升絞車的特殊性，我公司自2000年開始研制開發(fā)的礦山提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，已于2000年12月研制成功并通過了山東省科學(xué)技術(shù)廳科技成果鑒定，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。同時(shí)研制的兩臺(tái)分別在山東省寧陽華寧煤礦和山東省寧陽正大煤業(yè)有限公司運(yùn)行，對(duì)礦用提升機(jī)的安全運(yùn)行及節(jié)能改造確實(shí)起到了決定的作用，應(yīng)用效果較好。對(duì)上述兩臺(tái)機(jī)器經(jīng)過近兩年的觀察和總結(jié)，我公司于2002年10月對(duì)已開發(fā)成功的提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了完善，本文主要介紹完善后的該系統(tǒng)。2、使用該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)⑴實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)、軟停車，減少了機(jī)械沖擊，使運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠。⑵起動(dòng)及加速換擋時(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。⑶運(yùn)行速度曲線成S形，使加減速平滑、無撞擊感。⑷安全保護(hù)功能齊全，除一般的過壓、欠壓、過載、短路、溫升等保護(hù)外，還設(shè)有連鎖保護(hù)、自動(dòng)限速保護(hù)功能等。⑸設(shè)有直流制動(dòng)、能耗制動(dòng)、及回饋制動(dòng)等多種制動(dòng)方式，使安全性更加可靠。⑹該系統(tǒng)四象限運(yùn)行，回饋能量直接回電網(wǎng)，且不受回饋能量大小的限制，適應(yīng)范圍廣，節(jié)能效果更加明顯。3、礦用提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理變頻器是通過改變電機(jī)定子供電頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)絞車的調(diào)速。交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為：n=60f1(1-s)/p其中：n――電極轉(zhuǎn)速;f1――定子供電頻率;p――極對(duì)數(shù);s――轉(zhuǎn)差率;該設(shè)備為交－直－交電壓型變頻調(diào)速系統(tǒng)，原理圖如下圖1所示。圖1礦用提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)原理圖該系統(tǒng)的運(yùn)行過程主要分為兩個(gè)過程：（1）絞車電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的過程，即正常的逆變過程。該過程主要由整流、濾波和正常逆變?nèi)蟛糠纸M成，如上圖1所示。其中正常逆變過程是其核心部分，它改變電機(jī)定子的供電頻率，從而改變輸出電壓，起到調(diào)速作用。（2）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，如上圖1所示。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D1和D2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E2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?；仞伳孀儾糠质钦麄€(gè)回饋過程的核心部分，該部分實(shí)現(xiàn)回饋逆變輸出電壓相位與電網(wǎng)電壓相位的一致。因?yàn)榛仞伳孀冚敵龅氖钦{(diào)制波，為保證逆變的正常工作以及減少對(duì)電網(wǎng)的污染，我們加了一個(gè)輸出濾波部分，使該系統(tǒng)的可靠性更加穩(wěn)定。見于礦區(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)固定電壓差值，假若某時(shí)刻網(wǎng)電電壓比較高，再加上回饋時(shí)的固定電壓差值，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，則母線電壓會(huì)更高，此時(shí)的高電壓就有可能威脅到變頻器的大功率器件的安全，為此，該系統(tǒng)又加了一個(gè)剎車部分（如上圖1所示），以保證變頻器的安全。4、變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)原調(diào)速系統(tǒng)的改造為了確保安全可靠，讓變頻調(diào)速系統(tǒng)與原調(diào)速系統(tǒng)并存，互為備用，隨時(shí)可以切換。同時(shí)為了讓操作者不改變操作習(xí)慣，工、變頻系統(tǒng)都用原操作機(jī)構(gòu)操作，如圖2所示：圖2工、變頻系統(tǒng)切換控制5、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及運(yùn)行效果從2003年3月到2003年12月底，我公司陸續(xù)發(fā)往山西沁園煤礦、河北承德豐寧銀礦、新疆馬納斯永安煤業(yè)有限公司、內(nèi)蒙鄂托克旗烏仁都西煤交公司、成都達(dá)縣斌郎鄉(xiāng)煤礦等地十多臺(tái)改進(jìn)后的變頻器樣機(jī)。該系統(tǒng)改造后節(jié)能效果明顯，尤其是斜井單溝和直井礦井，節(jié)電率都在30％以上。同時(shí)變頻改造后絞車運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性都大大增加，因此大大減少了運(yùn)行故障和維修時(shí)間，礦區(qū)的產(chǎn)量也提高不少。用戶反應(yīng)普遍較好。風(fēng)光變頻器在調(diào)度絞車中的應(yīng)用發(fā)布時(shí)間:2007-09-24點(diǎn)擊數(shù):400添加:楊國奎孔亮趙新軍郭培彬來源:《變頻器世界》1引言位于江蘇省沛縣境內(nèi)的大屯煤電公司建立30年來,依靠倒推成本、科技創(chuàng)新等方式,始終保持旺盛的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,成為我國煤炭行業(yè)唯一一家自投產(chǎn)以來從未虧損過的企業(yè)。大屯選煤廠是大屯煤電公司的下屬單位之一,于1979年4月興建,1982年9月投產(chǎn),是一座年處理能力210萬噸的礦區(qū)選煤廠。選煤廠在生產(chǎn)中采用了大量的先進(jìn)工藝和技術(shù)，變頻調(diào)速技術(shù)在該廠得到了廣泛應(yīng)用。該廠有兩臺(tái)調(diào)度絞車,該設(shè)備是鐵路煤倉調(diào)運(yùn)鐵路車輛的專用設(shè)備,可調(diào)運(yùn)整列列車。2原設(shè)備存在問題大屯選煤廠有兩臺(tái)調(diào)度絞車,該調(diào)度絞車采用雙速三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),電機(jī)參數(shù)為:電機(jī)型號(hào)YDJ-45/55-4/8額定電流84.4/114.8A額定轉(zhuǎn)速1473/733rpm額定功率因數(shù)0.8絕緣等級(jí)B該調(diào)度絞車在未采用變頻器前,用戶首先采用工頻45KW電機(jī)高速將鐵牛從牛棚里拉出,經(jīng)過40min拉到位,與列車車廂連接,然后裝車。采用55KW電機(jī)低速拖動(dòng)車廂,由于用戶出料口出料時(shí)多時(shí)少,絞車為配合列車裝煤,需要頻繁起動(dòng)、停止,啟動(dòng)電流比較大,接觸器的觸點(diǎn)及線圈經(jīng)常損壞,影響了列車的正常裝車。為了提高裝車效率,大屯選煤廠決定選用我山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP32-90T變頻器對(duì)其調(diào)度絞車進(jìn)行變頻調(diào)速改造。改造達(dá)到了預(yù)期目的,現(xiàn)對(duì)改造方案作一介紹。3調(diào)度絞車變頻控制系統(tǒng)調(diào)度絞車變頻控制系統(tǒng)設(shè)備包括變頻控制柜、PLC、主操作臺(tái)。供電電源為AC380V,50Hz,三相四線制,由外部用戶開關(guān)引至變頻控制柜,內(nèi)設(shè)總開關(guān),其額定容量根據(jù)裝機(jī)總?cè)萘窟x配,具有短路、過載、失壓等多種保護(hù)功能?？刂萍靶盘?hào)電源為AC220V，由單相隔離變壓器供電，變頻控制柜設(shè)有風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)散熱。主電路主要有變頻器電機(jī)回路，控制回路主要有西門子PLC、檢測(cè)元件、電磁閥、中間繼電器及指示燈等組成。（1）變頻控制柜內(nèi)設(shè)保護(hù)變頻器的斷路器、風(fēng)光變頻器、及三相雙擲開關(guān)等。系統(tǒng)采用我山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的提升機(jī)專用變頻器，該產(chǎn)品具有較大的啟動(dòng)力矩、加速力矩和制動(dòng)力矩，電機(jī)可在四象限運(yùn)行，并且具有能量回饋單元，將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的再生能量回饋給電網(wǎng)。本產(chǎn)品除一般變頻器所具有的過壓、欠壓、過載、短路、溫升等多種保護(hù)功能外，還具有開機(jī)連鎖保護(hù)，自動(dòng)限速保護(hù)，完全適用調(diào)度絞車要求的力矩大，頻繁啟停、頻繁加減速及四象限運(yùn)行等運(yùn)行特點(diǎn)，是礦用調(diào)度絞車變頻改造的理想選擇。變頻器上的數(shù)字輸入、數(shù)字輸出接口與PLC相連，交接信息，隨時(shí)控制調(diào)度絞車的運(yùn)行速度。在變頻器中可設(shè)置加減速時(shí)間，S形速度曲線加速,可最大限度地減小啟動(dòng)過程中的機(jī)械沖擊，對(duì)調(diào)度絞車具有較高的安全性。（2）PLC控制柜PLC控制系統(tǒng)采用德國西門子PLC系列，模塊化結(jié)構(gòu)，配置包含有數(shù)字輸入、輸出模塊、模擬量模塊、電源模塊、CPU模塊等。在本系統(tǒng)中采用采用西門子CPU224和模擬量模塊EM232。CPU224有14個(gè)（I/O）輸入接口和10個(gè)輸出接口。模塊EM232控制變頻器的運(yùn)行頻率，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。PLC輸入數(shù)字信號(hào)有：控制調(diào)度絞車運(yùn)行的正轉(zhuǎn)指令信號(hào)，反轉(zhuǎn)指令信號(hào)，停機(jī)指令信號(hào)，低速指令，中速指令，急停指令，變頻器故障復(fù)位，控制調(diào)度絞車的東限位開關(guān)信號(hào)，西限位開關(guān)信號(hào)，斷繩保護(hù)信號(hào)，變頻器故障信號(hào).。PLC輸出信號(hào)有開停機(jī)信號(hào)，正反轉(zhuǎn)信號(hào)，復(fù)位，急停及各種狀態(tài)指示信號(hào)。PLC的模擬量輸出信號(hào)用來控制變頻器的運(yùn)行頻率。PLC通過程序?qū)斎胫噶钚盘?hào)進(jìn)行各種邏輯處理，轉(zhuǎn)換成一套高效執(zhí)行的控制指令，控制執(zhí)行元件，完成自動(dòng)化控制功能。（3）主操作臺(tái)主操作臺(tái)裝有調(diào)度絞車運(yùn)行距離的監(jiān)控顯示，以方便司機(jī)進(jìn)行操作控制。其操作采用手柄的方式。為不改變司機(jī)的操作習(xí)慣，仍采用原操作臺(tái)控制。4風(fēng)光變頻器JD-BP32-90T主要技術(shù)指標(biāo)變頻器額定功率90KW額定輸出電流170A輸入頻率45Hz~55Hz允許電壓波動(dòng)±20%頻率分辨率0.01Hz過載能力160%連續(xù)1min220%1.5S轉(zhuǎn)矩特性：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩大于兩倍額定轉(zhuǎn)矩；低頻轉(zhuǎn)矩，6Hz時(shí)大于1.6倍額定轉(zhuǎn)矩直流制動(dòng)、回饋制動(dòng)等多種制動(dòng)方式。除一般變頻器所具有的各種保護(hù)功能之外，還具有開機(jī)連鎖保護(hù)，自動(dòng)限速保護(hù)功能等，確保調(diào)度絞車安全，避免各種事故發(fā)生。590KW大屯絞車接線圖(1)主回路接線圖圖1主回路接線圖Q1、Q2、Q3工變頻轉(zhuǎn)換開關(guān)K1三相雙擲開關(guān)K2三相雙擲開關(guān)BPQJD-BP32-90T風(fēng)光變頻器M用戶三相異步電動(dòng)機(jī)（2）PLC接線圖在該系統(tǒng)中,西門子PLC接線如下圖2:圖2西門子PLC接線圖KC0為變頻器內(nèi)部故障繼電器常開觸點(diǎn)。用戶通過操作臺(tái)發(fā)出各種指令，經(jīng)過PLC處理后，給出開停機(jī)等各種動(dòng)作信號(hào)。由模擬量模塊EM232接受CPU224發(fā)出的指令，給出模擬電壓信號(hào)控制變頻器的頻率高低，進(jìn)而控制調(diào)度絞車電機(jī)的速度大小。6PLC控制流程圖及程序（1）系統(tǒng)PLC控制流程如下圖3示:圖3PLC控制流程圖（2）系統(tǒng)PLC控制程序如下：7對(duì)再生能量的處理為了再生能量能夠回饋電網(wǎng)，變頻器的主回路采用雙向逆變方案。主回路原理示意圖如圖4示。圖4主回路原理示意圖8調(diào)度絞車變頻控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）變頻系統(tǒng)甩掉了原電控系統(tǒng)用的交流接觸器，設(shè)備不再頻繁啟動(dòng)，提高了系統(tǒng)的可靠性。（2）變頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低頻低壓的軟啟動(dòng)和軟停止，S形速度曲線加速，使運(yùn)行更加平穩(wěn)，機(jī)械沖擊小，延長(zhǎng)了機(jī)械設(shè)備的使用壽命。（3）采用德國西門子PLC，抗干擾性強(qiáng)，能在比較惡劣的情況下使用，方便地適應(yīng)工藝現(xiàn)場(chǎng)要求，使整個(gè)系統(tǒng)性價(jià)比高。（4）采用能耗制動(dòng)、回饋制動(dòng)技術(shù)，成功解決了調(diào)度絞車在快速減速或急停時(shí)的再生發(fā)電能量處理問題，保證了變頻器的安全運(yùn)行。（5）節(jié)能效果顯著。變頻改造后，據(jù)實(shí)測(cè)，節(jié)電效果可達(dá)40%左右。（6）采用變頻控制后，原雙速電機(jī)不用更換，將原電機(jī)當(dāng)作45KW高速電機(jī)使用即可，節(jié)約了用戶投資。（7）提高了生產(chǎn)效率。采用變頻控制后，當(dāng)出料口的出料多時(shí)，變頻器采用中速拖動(dòng)列車車廂前行；當(dāng)出料少時(shí)，變頻器采用低速緩慢拖動(dòng)列車裝車，不再需要電機(jī)頻繁啟動(dòng)。用戶50節(jié)列車車廂裝料，若用原電控系統(tǒng)需要30min；變頻改造后，僅需要21min，大大提高了裝車效率。9結(jié)束語總之，風(fēng)光牌JD-BP32-90T變頻器在大屯選煤廠調(diào)度絞車上的改造是成功的。它不僅大大提高了生產(chǎn)效率，而且節(jié)電效果顯著，可以在類似場(chǎng)合大力推廣基于油田修井機(jī)的風(fēng)光高性能變頻器2009-10-2111:47:00杜秀虹王鐸瀏覽：131網(wǎng)友評(píng)論條點(diǎn)擊查看摘要：修井機(jī)變頻器是由新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司研發(fā)的高性能提升類變頻器。介紹了該變頻器的主要特點(diǎn)、性能和功能等。關(guān)鍵詞：修井機(jī)變頻器Abstract:ThehighperformanceinverterinOilfieldisresearchedbyShandongWindSunElectronicsScience&TechnologyCo.,LTD..Thisarticleintroducesthecharacteristicandfunctionofthishighperformanceinverter.Keywords:OilfieldInverter1引言原油田修井機(jī)井的缺點(diǎn)：柴油機(jī)械耗能高，排放大量的廢氣，污染環(huán)境。機(jī)械傳動(dòng)零件磨損嚴(yán)重，事故率高，操作過程復(fù)雜，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高。噪聲高。2油田修井機(jī)采用變頻器的優(yōu)點(diǎn)（1）用變頻調(diào)速電機(jī)（普通三相異步電動(dòng)機(jī)也可）代替柴油機(jī)，可以省去一大部分的機(jī)械傳動(dòng)裝置，少出故障，減少維修，提高效率。（2）以“電驅(qū)代替油驅(qū)”，可以節(jié)省昂貴的柴油。（3）沒有廢氣的排放，做到清潔環(huán)保。社會(huì)效益可觀。（4）電驅(qū)自動(dòng)化程度更強(qiáng)，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。3修井機(jī)變頻器的功能特點(diǎn)3.1應(yīng)用環(huán)境和工作方式（1）為油田油井作業(yè)機(jī)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)提供電源。（2）工作方式：主要提升、下放油管、類似吊車、提升機(jī)的工作方式。（3）野外作業(yè)，工作環(huán)境比較惡劣。適合-40℃——50℃環(huán)境下長(zhǎng)期工作。（4）由于現(xiàn)場(chǎng)供電條件的限制，控制臺(tái)和變頻器之間相距50m——100m。也可進(jìn)行遠(yuǎn)程操作與監(jiān)控。3.2變頻器參數(shù)輸入電壓：AC380V、3相輸入電壓波動(dòng)：±20%輸入頻率：50Hz輸入頻率波動(dòng)：±5%額定輸出電壓：340VAC3相(在恒功率調(diào)速范圍內(nèi)從25Hz上調(diào)到85Hz時(shí)，輸出電壓同步從340V上調(diào)到380V)額定輸出頻率（基準(zhǔn)頻率）25Hz最高輸出頻率：85Hz輸出頻率調(diào)節(jié)范圍：2——85Hz工作方式：連續(xù)3.3變頻器予留的外部接口啟動(dòng)/停止正/反轉(zhuǎn)控制變頻器復(fù)位正轉(zhuǎn)快（按下這個(gè)鍵后變頻器加速，彈出這個(gè)鍵后停止加速，變頻器運(yùn)行在瞬間停止的頻率上）正轉(zhuǎn)慢（按下這個(gè)鍵后變頻器減速，彈出這個(gè)鍵后停止減速，變頻器運(yùn)行在瞬間停止的頻率上）正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)（按下這個(gè)鍵后變頻器加速，彈出這個(gè)鍵后變頻器停止）反轉(zhuǎn)快反轉(zhuǎn)慢反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)外接保護(hù)加減速時(shí)間設(shè)定頻率設(shè)定過載保護(hù)電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)輸入，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)距傳感器信號(hào)輸入，大鉤吊重傳感器信號(hào)輸入。通信接口RS4853.4變頻器的主要控制功能變頻器設(shè)有啟動(dòng)/停止功能正/反轉(zhuǎn)控制功能正轉(zhuǎn)快，正轉(zhuǎn)慢，正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)功能反轉(zhuǎn)快，反轉(zhuǎn)慢，反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)功能變頻器復(fù)位功能頻率調(diào)節(jié)（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)）功能電壓、電流顯示功能變頻器故障顯示功能3.5其它特性(1)四象限運(yùn)行，S形加減速曲線。(2)變頻器在啟動(dòng)之前自動(dòng)進(jìn)行直流強(qiáng)勵(lì)磁使電動(dòng)機(jī)有足夠大的轉(zhuǎn)矩（可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的200%），可以維持重物在空中處于近似停止?fàn)顟B(tài)。(3)變頻器低速運(yùn)行時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩提升可達(dá)到200%，保證制動(dòng)器松動(dòng)或失靈時(shí)不會(huì)出現(xiàn)重物的下滑，確保系統(tǒng)安全可靠。(4)變頻器具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，不會(huì)出現(xiàn)“溜鉤”。(5)當(dāng)?shù)踔匚锏拇筱^卡住時(shí)可以自動(dòng)斷開電源，保護(hù)設(shè)備不受損害。(6)變頻器配有回饋單元，將再生能量回饋電網(wǎng)。(7)變頻器配有制動(dòng)單元，內(nèi)含剎車電阻和剎車控制系統(tǒng)。（當(dāng)快速停機(jī)時(shí)，耗掉系統(tǒng)的慣性能量）。(8)變頻器具有封鎖輸出功能，下放時(shí)也可使吊鉤快速自由落體。(9)變頻器配以相應(yīng)軟件，保證大鉤提升速度，隨負(fù)荷大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)輕載快速，重載慢速的作業(yè)要求，對(duì)某一負(fù)載，自動(dòng)限制提升的最大速度。(10)變頻器設(shè)有轉(zhuǎn)矩記憶功能：為了確保提升機(jī)構(gòu)安全運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)，必須保證變頻器在電動(dòng)機(jī)軸上輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩或大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，才能打開制動(dòng)抱閘，這樣才能有效避免提升機(jī)構(gòu)失控。(11)變頻器在正常工作時(shí)（非啟動(dòng)、低轉(zhuǎn)速運(yùn)行），具有轉(zhuǎn)矩限制功能：如果當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩達(dá)到或超過預(yù)設(shè)值時(shí)，此功能自動(dòng)調(diào)整輸出頻率，防止變頻器由于過流而跳閘。3.6變頻器具有各種保護(hù)功能過載保護(hù)、過電壓保護(hù)、浪涌抑制、欠電壓保護(hù)、輸入斷相保護(hù)、變頻器過熱及電機(jī)過熱保護(hù)、短路保護(hù)、失速保護(hù)。3.7變頻器的控制面板及顯示屏系統(tǒng)采用液晶觸摸屏操作，可對(duì)各種運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，具備完善的保護(hù)功能和定位監(jiān)控系統(tǒng)。設(shè)有全中文觸摸屏，通過人機(jī)界面進(jìn)行系統(tǒng)故障自檢和處理(對(duì)變頻器各保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)到故障后，變頻器不能開機(jī))；方便技術(shù)人員和操作人員的維修與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。變頻器設(shè)有面板操作和外部操作兩種功能，即在變頻器操作面板上可以操作變頻器運(yùn)行和監(jiān)控，顯示各種參數(shù)。同樣也可以在遠(yuǎn)離變頻器約50m——100m的地方進(jìn)行同樣的操作和監(jiān)控。4變頻器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1主結(jié)構(gòu)圖1主回路圖4.2整機(jī)控制圖2主回路框圖5操作方式變頻器操作方式靈活，可分為按鈕操作、面板操作（觸摸屏操作）兩種方式。5.1按鈕操作（1）手動(dòng)方式開機(jī)：在操作臺(tái)上按下正轉(zhuǎn)按鈕，變頻器正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，松閘后運(yùn)行，按住該按鈕不釋放，變頻器頻率持續(xù)上升，電機(jī)持續(xù)加速運(yùn)行，松開按鈕，變頻頻率停止上升，電機(jī)在該頻率上勻速運(yùn)行。這時(shí)按下反轉(zhuǎn)按鈕，變頻器頻率逐漸下降至零，并在電機(jī)停止正轉(zhuǎn)運(yùn)行的瞬間，自動(dòng)輸出足夠大的直流制動(dòng)力矩來抱住電機(jī)，使負(fù)載不下滑，然后電機(jī)接著開始反轉(zhuǎn)運(yùn)行。反轉(zhuǎn)切換至正轉(zhuǎn)也一樣。減速：變頻器在某一頻率上運(yùn)行時(shí)，按住此按鈕不釋放，頻率一直下降，松開按鈕，頻率停止下降。電機(jī)在該頻率對(duì)應(yīng)的速度運(yùn)行。停機(jī)：變頻器不管運(yùn)行在任何頻率，按下此按鈕時(shí)，變頻器頻率下降，降為零時(shí)輸出直流制動(dòng)力矩來抱住電機(jī)。拉回手閘直流制動(dòng)解除。點(diǎn)動(dòng)：通過正反按鈕來定方向，按住此按鈕，變頻器頻率開始上升，松開按鈕，頻率下降至最低頻率2Hz.。記憶開機(jī)：開機(jī)前按下頻率記憶開，下次運(yùn)行頻率自動(dòng)上升到記憶頻率。開機(jī)前按下頻率記憶關(guān)，下次運(yùn)行將由手動(dòng)從2Hz開始加速調(diào)節(jié)。（2）自動(dòng)方式：將觸摸屏上手動(dòng)/自動(dòng)打至自動(dòng)。按下方向按鈕，松閘后，運(yùn)行將根據(jù)重量自動(dòng)選擇速度，實(shí)現(xiàn)輕載快速，重載慢速，自動(dòng)加速，自動(dòng)減速到達(dá)靠近停車位以最低速度運(yùn)行，拉閘停車，方向自動(dòng)解除。即可進(jìn)入下個(gè)工作循環(huán)。5.2面板操作（觸摸屏面板操作）（1）觸摸屏共四個(gè)畫面：第一面是正轉(zhuǎn)指示、反轉(zhuǎn)指示、松閘指示、制動(dòng)報(bào)警指示、故障指示、超重指示。電壓顯示，輸入電流顯示，輸出電流顯示，頻率顯示，重量顯示。按鈕/面板是用按鈕操作還是觸摸屏操作的選擇鍵。報(bào)警/靜音用來故障聲音報(bào)警，開環(huán)/閉環(huán)用來超重限制開機(jī)，按操作鍵進(jìn)入第二畫面。根據(jù)文字提示可進(jìn)行相應(yīng)操作。第三畫面是時(shí)間和日期，按下頁鍵進(jìn)入第四畫面。第四畫面是顯示校正。（2）觸摸屏上同樣可以進(jìn)行開停機(jī)操作.具備手動(dòng)方式自動(dòng)方式。手動(dòng)方式:將按鈕/面板打至面板，將手動(dòng)/自動(dòng)打至手動(dòng)。按方向正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，松閘后運(yùn)行，近距調(diào)整，可進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作。按方向或減速進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，到位停車，拉閘即可。方向自動(dòng)解除。自動(dòng)方式：:將按鈕/面板打至面板，將手動(dòng)/自動(dòng)打至自動(dòng)。按方向正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。松閘后，運(yùn)行將根據(jù)重量自動(dòng)選擇速度，實(shí)現(xiàn)輕載快速，重載慢速，自動(dòng)加速，自動(dòng)減速到達(dá)靠近停車位以最低速度運(yùn)行，拉閘停車，方向自動(dòng)解除。即可進(jìn)入下個(gè)工作循環(huán)。6結(jié)論風(fēng)光修井機(jī)變頻器，對(duì)負(fù)載的適應(yīng)能力更強(qiáng)，又根據(jù)負(fù)載大小，自動(dòng)調(diào)整力矩補(bǔ)償，調(diào)整最佳運(yùn)行速度，增加了設(shè)備的柔性。靈活簡(jiǎn)單的操作，自動(dòng)化智能控制。充分證明了風(fēng)光修井機(jī)變頻器是高性能變頻器。針對(duì)耗能高，作業(yè)速度慢、故障多，難以修復(fù)的老式修井機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造為電驅(qū)動(dòng)，配以變頻器，讓它們復(fù)活，重新為油田的生產(chǎn)作貢獻(xiàn)。也可以做定型產(chǎn)品的配套，為專門生產(chǎn)“電驅(qū)”和“雙驅(qū)”油田作業(yè)修井機(jī)配套。所以采用變頻調(diào)速修井機(jī)就成為今后油田修井作業(yè)的發(fā)展方向。風(fēng)光礦用提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)收藏此信息打印該信息添加：用戶發(fā)布來源：未知VariablefrequencyspeedregulationsystemofMininghoist山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司杜秀虹DuXiuhong摘要：采用變頻調(diào)速系統(tǒng)可以克服傳統(tǒng)提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)存在的諸多缺點(diǎn)，本文以風(fēng)光提升機(jī)專用變頻器為例對(duì)該系統(tǒng)作了全面介紹。Abstract:Usingvariablefrequencyspeedregulationsystemcanovercomemanydisadvantagesexistinginthetraditionalspeedregulationsystem,thispapermakestheoverallintroductiontothissystemtakingFengguangmininghoistspecialInverterasanexample.關(guān)鍵詞：礦用提升機(jī)、提升機(jī)專用變頻器、能量回饋、調(diào)速系統(tǒng)Keywords:mininghoistmininghoistspecialinverterenergyfeedbackspeedregulationsystem一、引言目前礦用提升機(jī)控制系統(tǒng)普遍采用繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的方式進(jìn)行調(diào)速，該系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn)：(1)大量的電能消耗在轉(zhuǎn)差電阻上，造成了嚴(yán)重的能源浪費(fèi)，同時(shí)電阻器的安裝需要占用很大的空間。(2)控制系統(tǒng)復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)的故障率高，接觸器、電阻器、繞線電機(jī)碳刷容易損壞，維護(hù)工作量很大，直接影響了生產(chǎn)效率。(3)低速和爬行階段需要依靠制動(dòng)閘皮摩擦滾筒實(shí)現(xiàn)速度控制，特別是在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)恒減速控制，導(dǎo)致調(diào)速不連續(xù)、速度控制性能較差。(4)啟動(dòng)和換檔沖擊電流大，造成了很大的機(jī)械沖擊，導(dǎo)致電機(jī)的使用壽命大大降低，而且極容易出現(xiàn)“掉道”現(xiàn)象。(5)自動(dòng)化程度不高，增加了開采成本，影響了產(chǎn)量。(6)低電壓和低速段的啟動(dòng)力矩小，帶負(fù)載能力差，無法實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩提升。采用變頻調(diào)速系統(tǒng)可以很好地克服上述缺點(diǎn)，本文以風(fēng)光牌提升機(jī)變頻器為例，詳細(xì)介紹變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦用提升機(jī)上應(yīng)用的系統(tǒng)方案。二、采用變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)在電網(wǎng)波動(dòng)±20%范圍內(nèi)，恒轉(zhuǎn)矩提升，不會(huì)因?yàn)殡娋W(wǎng)波動(dòng)影響負(fù)載提升情況。(2)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)力矩大，帶負(fù)載能力強(qiáng)。(3)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，加、減速過程很平滑，電流沖擊小，大大減輕了機(jī)械沖擊的強(qiáng)度。(4)采用芯片統(tǒng)一控制和PLC外端電路接口相結(jié)合，使調(diào)速系統(tǒng)具有很高的可靠性，同時(shí)利用PLC強(qiáng)大的控制能力實(shí)現(xiàn)靈活的控制方式。(5)機(jī)內(nèi)帶有回饋單元，回饋能量直接輸給電網(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，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。(6)安全保護(hù)功能齊全，除了過壓、欠壓、過載、過熱、短路等自身保護(hù)外，還設(shè)有外圍控制的連鎖保護(hù)，包括制動(dòng)閘信號(hào)與正、反轉(zhuǎn)信號(hào)的連鎖，變頻器故障信號(hào)與系統(tǒng)安全回路的連鎖，機(jī)內(nèi)備有自動(dòng)減速程序等。三、接口電路變頻器提供完善的接口電路，內(nèi)設(shè)PLC，既可以與新裝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配套使用，也可以對(duì)老系統(tǒng)進(jìn)行改造，可以接受DC0-5V、DC0-10V和4-20mA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。用于系統(tǒng)改造時(shí)，增加遠(yuǎn)控裝置就可以實(shí)現(xiàn)工頻與變頻的相互轉(zhuǎn)換，監(jiān)視系統(tǒng)的操作和運(yùn)行狀況等功能。圖1提升機(jī)專用變頻器接口電路接口電路實(shí)現(xiàn)了變頻器與控制系統(tǒng)的連接，包括正、反轉(zhuǎn)控制，速度調(diào)節(jié)(可以采用檔位調(diào)節(jié)方式，也可以采用模擬量輸入方式)，與外部電路的連鎖功能(“松閘”、“急?！毙盘?hào)用于與制動(dòng)閘及制動(dòng)油泵連鎖，“安全回路”及故障輸出信號(hào)用于與系統(tǒng)安全回路實(shí)現(xiàn)連鎖)，各種狀態(tài)指示等各種功能。四、主回路結(jié)構(gòu)(a)(b)圖2低壓系列主回路結(jié)構(gòu)圖3高壓6-10KV多重化單元結(jié)構(gòu)五、提升機(jī)變頻器主要功能簡(jiǎn)述(1)回饋制動(dòng)變頻器采用能量回饋單元將再生能量回饋給電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)變頻器的四象限運(yùn)行。(2)能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)單元可單獨(dú)使用，也可以與能量回饋單元配合使用。(3)直流制動(dòng)主令控制器給出“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”命令后，如果沒有給出“松閘”信號(hào)，變頻器會(huì)在電機(jī)上施加直流制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，確保松開制動(dòng)閘過程中重車不下滑。在給出“松閘”信號(hào)后，變頻器開始運(yùn)行。制動(dòng)油泵開啟后，若不小心松開制動(dòng)閘觸動(dòng)“松閘”行程開關(guān)，變頻器接收到“松閘”信號(hào)，同時(shí)在電機(jī)上施加直流制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，確保重車不下滑。當(dāng)重車在井筒中間停車時(shí)，變頻器由高速至停機(jī)后，隨之施加直流制動(dòng)轉(zhuǎn)矩使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)機(jī)械制動(dòng)起作用后，方去掉直流制動(dòng)，使重車靠機(jī)械抱閘的作用停止。(4)多段速變頻器內(nèi)部預(yù)置了五個(gè)速度段，分別對(duì)應(yīng)于變頻器運(yùn)行頻率6Hz、15Hz、25Hz、35Hz、50Hz,以適應(yīng)控制系統(tǒng)對(duì)提升機(jī)不同運(yùn)轉(zhuǎn)速度的要求。各速度段對(duì)應(yīng)頻率可以分別設(shè)置，以滿足各種工況運(yùn)行需要。(5)自動(dòng)減速變頻器接收到系統(tǒng)給出的減速信號(hào)后，啟動(dòng)機(jī)內(nèi)的減速程序，按照設(shè)定要求將提升機(jī)的運(yùn)行速度逐漸降低。(6)緊急停車變頻器提供了緊急停車信號(hào)輸入端子，急停信號(hào)動(dòng)作后，變頻器立即停止輸出，電機(jī)處于自由運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，然后依靠機(jī)械制動(dòng)裝置停車。六、系統(tǒng)方案(1)配套用變頻器系統(tǒng)方案a主回路三相交流電源經(jīng)自動(dòng)空氣開關(guān)接至變頻器三相輸入端子，變頻器三相輸出端子接至電機(jī)。如圖4所示。圖4配套用變頻器主回路接線示意圖b控制回路電控系統(tǒng)與變頻器配套使用，系統(tǒng)已經(jīng)提供了與變頻器的接口，可按照各自的接線說明正確連接。(2)改造用變頻器系統(tǒng)方案改造用變頻器是在原提升機(jī)電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用變頻調(diào)速系統(tǒng)替代原工頻調(diào)速系統(tǒng)，同時(shí)保留工頻調(diào)速系統(tǒng)，使兩套系統(tǒng)互為備用，增加系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。改造時(shí)需要增加工、變頻轉(zhuǎn)換功能。系統(tǒng)運(yùn)行前，將主回路和控制回路各轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至相應(yīng)的變頻或工頻位置。具體接法如下。a主回路增加三個(gè)三刀雙擲開關(guān)（QS1、QS2、QS3）作為主回路切換裝置，三相電源、定子線圈、轉(zhuǎn)子線圈分別接至相應(yīng)開關(guān)的刀位置。如圖5(a)、(b)所示。(a)(b)圖5主回路工、變頻切換原理圖所有開關(guān)切換至變頻位置時(shí)，三相電源經(jīng)雙擲開關(guān)QS1、自動(dòng)空氣開關(guān)QA接至變頻器輸入端子（R、S、T）（同時(shí)將零線接至變頻器零線端子N），變頻器輸出端子（U、V、W）經(jīng)雙擲開關(guān)QS2接至電機(jī)定子線圈，繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈經(jīng)雙擲開關(guān)QS3后處于短接狀態(tài)。所有開關(guān)切換至工頻位置時(shí)，三相電源經(jīng)雙擲開關(guān)QS1、QS2接至定子線圈，繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈經(jīng)QS3接至原調(diào)速電阻裝置。b控制回路變頻器遠(yuǎn)控裝置用做工、變頻控制回路的切換裝置。遠(yuǎn)控裝置內(nèi)用七個(gè)雙刀雙擲開關(guān)作為正、反轉(zhuǎn)和五段速的切換部件，其原理如圖6所示。圖6控制回路工、變頻轉(zhuǎn)換原理圖圖6中，虛線方框內(nèi)表示的是一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)，LK3、LK4分別表示主令控制器的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)觸頭，LK5、LK6、LK7、LK9、LK11分別表示主令控制器的五個(gè)檔位觸頭。七、操作與控制由于變頻器提供了適應(yīng)提升機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的完善的接口，依據(jù)提升機(jī)控制系統(tǒng)的不同，采用適當(dāng)?shù)慕泳€方式，就可以實(shí)現(xiàn)靈活的操作方式。對(duì)于舊系統(tǒng)改造用變頻器，為了不改變?cè)瓉淼牟僮髁?xí)慣，可以用原來的操縱系統(tǒng)操作變頻器，用遠(yuǎn)控裝置切換工頻與變頻運(yùn)行方式，兩個(gè)系統(tǒng)之間可以實(shí)現(xiàn)無縫連接。變頻調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩種方式：(1)自動(dòng)運(yùn)行方式利用機(jī)內(nèi)PLC強(qiáng)大的控制能力，通過設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)，變頻器就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，極大地提高了提升機(jī)的運(yùn)行效率。(a)正轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)行速度曲線(b)反轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)行速度曲線圖7自動(dòng)運(yùn)行方式圖7中，以正轉(zhuǎn)為例，開機(jī)時(shí)低速爬行時(shí)間t1、減速信號(hào)動(dòng)作后延時(shí)t2、中速運(yùn)行時(shí)間t3、停機(jī)前爬行時(shí)間t4根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可以自由設(shè)置。提升機(jī)運(yùn)行過程中，除開、停機(jī)外，可以不需要人工干預(yù)。(2)手動(dòng)運(yùn)行方式該方式下，操作者通過主今控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的爬行、加速、減速、恒速運(yùn)行，但在系統(tǒng)給出減速信號(hào)后，為保證整個(gè)系統(tǒng)安全，變頻器仍然會(huì)啟動(dòng)機(jī)內(nèi)自動(dòng)減速程序。八、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況我公司從2000年開始研制提升機(jī)專用變頻器，從2002年至今，我公司的產(chǎn)品發(fā)往山西、內(nèi)蒙、新疆、河南、河北、四川、黑龍江等地?cái)?shù)十臺(tái)。其中，既有新裝系統(tǒng)配套用，又有老系統(tǒng)改造用，包括單筒、雙筒，直井、斜井等各種工況。從使用情況來看，節(jié)電率均在30%以上。提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)具有很高的可靠性，而且操作簡(jiǎn)單，利用機(jī)內(nèi)PLC接口可以輕易地實(shí)現(xiàn)各種控制功能，大大提高提升機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)化程度。九、結(jié)束語提升機(jī)專用變頻器由于其控制軟件專門為提升機(jī)類負(fù)載設(shè)計(jì)，充分考慮了提升機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的各種特殊要求，采用各種措施保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，又因?yàn)樗哂袀鹘y(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)所無可比擬的調(diào)速和控制性能，其取代傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)將成為必然趨勢(shì)。參考文獻(xiàn)：[1]李瑞來何洪臣韓文昭礦山提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器世界。2000.9作者簡(jiǎn)介：杜秀虹，女，工程師，1968年10月生，1990年畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)電氣自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司技術(shù)部(提升機(jī)部)部門主管。風(fēng)光高壓提升機(jī)變頻器研制收藏此信息打印該信息添加：用戶發(fā)布來源：未知李瑞來山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司摘要：本文討論了高壓提升機(jī)變頻器研制中的幾個(gè)重要技術(shù)問題，包括能量回饋、力矩特性優(yōu)化、可靠性的保證措施等。此外還給出了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況。關(guān)鍵字：提升機(jī)、變頻器、能量回饋風(fēng)光牌JD—BP37/38系列高壓（6000/10000V）提升機(jī)變頻器于2005年12月18日在濟(jì)南通過了省級(jí)技術(shù)/產(chǎn)品鑒定。以陳伯時(shí)教授、李永東教授為主任的鑒定委員會(huì)給出的產(chǎn)品鑒定結(jié)論是：鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，JD-BP系列礦井提升機(jī)高壓變頻調(diào)速器具有技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在級(jí)聯(lián)高壓逆變器控制方面填補(bǔ)了國內(nèi)空白，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，具有較大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值，可以批量生產(chǎn)。本文將把該變頻器研制過程中的幾個(gè)主要技術(shù)問題呈現(xiàn)給大家，希望得到專家和同行的指教。在“節(jié)約中國”的大形勢(shì)下，變頻器行業(yè)正呈方興未艾之勢(shì)，銷售勢(shì)頭十分喜人。但高壓機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域有很大局限性。雖然各品牌使用手冊(cè)上會(huì)列出一大串適用領(lǐng)域，可實(shí)際應(yīng)用多局限于風(fēng)機(jī)類或水泵類負(fù)載。其實(shí)，還有一種負(fù)載急切地等待著實(shí)現(xiàn)變頻化，那就是礦山提升機(jī)。在市場(chǎng)的強(qiáng)烈呼喚下[1]，我公司于2000年召開了低壓礦山提升機(jī)變頻器的鑒定會(huì)[2]，當(dāng)時(shí)鑒定結(jié)論也是填補(bǔ)了國內(nèi)空白，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。五年后的今天，6000/10000V的高壓提升機(jī)變頻器終于正式上市了。把變頻器推廣到高壓提升機(jī)上去存在著很大風(fēng)險(xiǎn)，世界上最早生產(chǎn)這類高壓變頻器的羅賓康公司也未見其將這類產(chǎn)品用于礦山提升機(jī)的報(bào)道。要打入提升機(jī)領(lǐng)域，必須解決幾個(gè)棘手的難題，概括說來有以下幾點(diǎn)：四象限運(yùn)行、苛刻的力矩特性、高可靠性、頻繁開停機(jī)。下面的討論將針對(duì)這幾個(gè)難點(diǎn)展開。一、四象限運(yùn)行-——-能量回饋礦井提升機(jī)處于四象限運(yùn)行的工況，當(dāng)提升機(jī)負(fù)重下放或快速減速時(shí)，電機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，變頻器必須妥善處理這部分能量。單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)決定了耗能電阻的辦法不再適用，只有將再生能量回饋電網(wǎng)這一條路可走，四象限運(yùn)行的關(guān)鍵就是能量回饋。本文的方案是每個(gè)功率單元主電路均采用雙逆變器，電源側(cè)是一個(gè)三相逆變器，輸出側(cè)是一個(gè)單相逆變器，主電路如圖1所示。當(dāng)電機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能量從電源流向負(fù)載；當(dāng)電機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，輸出側(cè)的逆變器處于整流工作狀態(tài)，電源側(cè)的逆變器將能量饋送至電網(wǎng)。圖1功率單元主電路圖回饋過程的控制策略有二：1、間接電流控制，原理簡(jiǎn)述如下：?jiǎn)蜗嗪?jiǎn)化電路如圖2所示：圖2間接電流控制簡(jiǎn)化電路圖為電源電壓，為逆變器輸出的低頻電壓穩(wěn)態(tài)回路電流：三相回饋電網(wǎng)的總功率為：由此可見，改變與角，即可改變回饋功率的大小。、與電感壓降向量圖3所示：圖3向量圖若要求回饋電流與電壓反相（此時(shí)效率最高），這時(shí)應(yīng)有。由于電抗要求安裝在單元之內(nèi)，體積必須盡量小，因此限流電感的電感量較小，比小得多，即<<，此時(shí)角較小，可近似認(rèn)為tg≈sin≈，。當(dāng)回饋能量與電機(jī)發(fā)電提供能量相一致時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)母線電壓保持穩(wěn)定。如果要使回饋電流始終與電源電壓反相，則應(yīng)同時(shí)調(diào)整角度與幅度滿足，調(diào)整由改變調(diào)制度實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，當(dāng)很小時(shí)，，影響回饋功率的主要因素是角，因此，在母線幅度變化不大的條件下，可以僅調(diào)整角來改變回饋功率。這種控制方法較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)易穩(wěn)定。由于沒有電流閉環(huán)，回饋波形較差。要改善回饋電流波形，則應(yīng)增加電流閉環(huán)，即直接電流控制。2、直接電流控制直接電流控制可有多種方法實(shí)現(xiàn)，最常見的是滯環(huán)電流控制。這種方法是將實(shí)測(cè)回饋電流與參考電流相比較，根據(jù)比較的差值直接給出PWM信號(hào)，以調(diào)整回饋電流，在不斷的調(diào)整過程中，使實(shí)測(cè)回饋電流跟蹤參考電流，與參考電流之間的誤差控制在一個(gè)允許的范圍之內(nèi)。實(shí)現(xiàn)電流跟蹤的控制方法有多種：SPWM、SVPWM、d-q變換控制等。正常回饋時(shí)，回饋的能量應(yīng)與電機(jī)發(fā)電能量相等，這時(shí)母線電壓保持一個(gè)定值。參考電流取自電源電壓乘以一個(gè)系數(shù)，這個(gè)系數(shù)的獲得是實(shí)測(cè)母線電壓與給定的母線參考電壓的差，經(jīng)運(yùn)算獲得。系統(tǒng)方框圖見圖4圖4回饋系統(tǒng)方框圖其中U0＊為母線電壓給定，U0為實(shí)測(cè)母線電壓，Um，im分別為實(shí)測(cè)電源電壓、電流（m=a,b,c）整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)雙閉環(huán)系統(tǒng)，外環(huán)為電壓環(huán)，其作用是保證母線電壓為恒定。內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，其作用是保證回饋電流始終跟蹤參考電流。直接電流控制可同時(shí)保持母線電壓恒定且回饋電流波形較好。正因?yàn)樗且粋€(gè)雙閉環(huán)系統(tǒng)，系多極點(diǎn)反饋系統(tǒng)，若參數(shù)選擇不當(dāng)，可能不穩(wěn)定，尤其在回饋大幅突變時(shí)，若采用這一控制方式應(yīng)有保證系統(tǒng)穩(wěn)定的措施。二、力矩特性的優(yōu)化1、提升機(jī)變頻器的力矩特性：與普通風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載相比較，提升機(jī)變頻器對(duì)力矩有著非?？量痰囊蟆＃?）起動(dòng)力矩很大：起動(dòng)力矩一般在額定力矩的1.8倍以上；（2）加速力矩大：加速力矩大方能保證動(dòng)態(tài)性能好；（3）制動(dòng)力矩大：高速運(yùn)行時(shí)快速減速、帶重物下放，停止?fàn)顟B(tài)機(jī)械抱閘尚未起作用的時(shí)間段，要求制動(dòng)力矩以防重物下滑溜車；（4）低頻力矩大。為得到所需力矩特性，采取如下的措施：異步電動(dòng)機(jī)等效電路如圖7所示：圖7異步電動(dòng)機(jī)單相等效電路為電機(jī)端電壓為電機(jī)端感應(yīng)電勢(shì)，它與定子磁通相對(duì)應(yīng)：在等效電路上表現(xiàn)為互感壓降，它與氣隙磁通相對(duì)應(yīng)：對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子磁通：在與頻率成正比的控制中，高頻區(qū)最大轉(zhuǎn)矩不變，為恒力矩調(diào)速。低頻時(shí)由于定子電阻上壓降的影響，將使定子磁通降低，影響了最大轉(zhuǎn)矩的輸出。因此，低頻時(shí)必須施加電壓補(bǔ)償。提升機(jī)起動(dòng)力矩比穩(wěn)速力矩大得多、加速力矩也比穩(wěn)速力矩大得多，所以低頻段補(bǔ)償一定要補(bǔ)償恰當(dāng)。提升機(jī)每次的負(fù)載多變，有時(shí)空載、有時(shí)滿載。怎樣才能保證電機(jī)轉(zhuǎn)矩足夠又不嚴(yán)重過勵(lì)磁呢？思路有二：（1）依實(shí)測(cè)力矩確定補(bǔ)償提升機(jī)在每次提升過程中，負(fù)載是不變的，起動(dòng)后先測(cè)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，然后確定補(bǔ)償量。電機(jī)轉(zhuǎn)矩由下式計(jì)算：其中k為常數(shù)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)矩為正，發(fā)電運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩為負(fù)，不同的轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)不同的低頻補(bǔ)償值，這可用查表法實(shí)現(xiàn)。此法簡(jiǎn)單，易于控制，但準(zhǔn)確度不高，屬磁通開環(huán)控制。?實(shí)測(cè)電機(jī)磁通，且令電機(jī)磁通等于預(yù)定值，若在運(yùn)行中補(bǔ)償?shù)舳ㄗ与娮枭系膲航担３峙c頻率的比為定值，則保證了定子磁通為定值。若進(jìn)一步補(bǔ)償上的壓降，則保證了氣隙磁通為定值。若再進(jìn)一步補(bǔ)償?shù)羯系膲航担瑒t保證了轉(zhuǎn)子磁通為定值。保持定子磁通為定值，低頻時(shí)最大轉(zhuǎn)矩大于V/F恒定時(shí)的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值，但最大轉(zhuǎn)矩仍將隨頻率降低而減小，若保證了氣隙磁通恒定，則能使最大轉(zhuǎn)矩與頻率無關(guān)，若保證了轉(zhuǎn)子磁通恒定，則能使轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差成正比。三種磁通是相互聯(lián)系的，它們之間可以互相換算，知道其一便可算出另外兩個(gè)。本文所討論的變頻器具有磁通開環(huán)、磁通閉環(huán)兩種工作模式。2、磁通閉環(huán)控制矢量控制系統(tǒng)的做法通常是將旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系定位于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，此時(shí)，異步電機(jī)的電壓方程為：為轉(zhuǎn)差角頻率磁鏈方程為：為極對(duì)數(shù)對(duì)于電流型的變頻器，這一變換將定子電流分離成為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，做到了完全解耦。定子電流的勵(lì)磁分量與轉(zhuǎn)子磁通的關(guān)系是一個(gè)簡(jiǎn)單的一階微分方程?？刂妻D(zhuǎn)子磁通為定值則可以比較容易地實(shí)現(xiàn)。對(duì)于電壓型變頻器，情況則大不相同，電壓型變頻器的輸出電壓與電流本身即是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的關(guān)系。要控制轉(zhuǎn)子磁通為定值，首先要求出轉(zhuǎn)子磁通與定子電壓之間的關(guān)系。由以上電壓和磁鏈方程，可以得到：轉(zhuǎn)子磁通與定子電壓的關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，這是一個(gè)二階微分方程，而且沒有完全解耦，式中包含一個(gè)旋轉(zhuǎn)耦合項(xiàng)；式中還包含轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)而轉(zhuǎn)子電阻又是一個(gè)時(shí)變量，在有些情況下需要在線辨識(shí)。這樣一個(gè)系統(tǒng)是相當(dāng)復(fù)雜的。文獻(xiàn)[3]提出了一種稱為“定子電壓定向矢量控制系統(tǒng)”的控制方法。這種方法得到定子電壓與定子磁通之間的關(guān)系是一個(gè)代數(shù)方程，且方程中不含轉(zhuǎn)子電阻。這種方法可以將磁通閉環(huán)控制大大地簡(jiǎn)化。將旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的d軸定位于定子電壓矢量。異步電機(jī)電壓方程為：…………….………（1）……………....………（2）………（3）………（4）令定子磁通為定值…………………（5）同理令轉(zhuǎn)子磁通為定值得到……………….（6）由磁鏈方程：…………..………（7）…………………...（8）……（9）……（10）將上述、、、代入式（6）并有（5）式共同得到：……（11）再由磁鏈方程：…………..（12）…………………...（13）由（12）、（13）式可以得到：..（14）……（15）將（14）、（15）及（5）式，代入到（11）式，得到：…………..（16）式中為轉(zhuǎn)子磁通的模平方，若控制轉(zhuǎn)子磁通為定值，則為定值，可以得到：………………...（17）此式給出由當(dāng)前電機(jī)的實(shí)測(cè)電流及定子磁通計(jì)算保持轉(zhuǎn)子磁通為定值所需定子電壓的關(guān)系式。此式為一代數(shù)方程，且不含，因此用做控制方程甚是方便。用（17）式做控制方程實(shí)現(xiàn)磁通閉環(huán)，比轉(zhuǎn)子磁通定向矢量控制中的磁通閉環(huán)大為簡(jiǎn)化。三、可靠性的保證措施為提高可靠性采取了以下措施：?冗余技術(shù)這包括器件冗余（電壓冗余、電流冗余等）、電路冗余、單元冗余等等。2、改進(jìn)吸收電路設(shè)計(jì)，減小IGBT的電壓、電流應(yīng)力。3、低溫升設(shè)計(jì)功率器件、電解電容使用壽命和工作溫度密切相關(guān)，一般給出800C時(shí)的工作壽命，溫度每升高100C壽命約降低一半，每下降100C壽命增加一倍。盡可能地降低整機(jī)溫升，將會(huì)大幅度提高整機(jī)可靠性。4、抗干擾性能要保證整機(jī)高可靠性運(yùn)行，應(yīng)最大限度的提高整機(jī)抗干擾性能，主要從以下幾方面著手：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（屏蔽、接地隔離等措施）、工藝設(shè)計(jì)（排板、布線等盡可能合理）、電源設(shè)計(jì)（控制電源應(yīng)良好凈化，避免從電源引入干擾）、電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、制造工藝等等。四、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況現(xiàn)有兩臺(tái)樣機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)正常運(yùn)行。第一臺(tái)安裝在邯鄲市峰峰礦務(wù)局新三礦付井提升機(jī)上，副井為立井，其任務(wù)是人員和物料的下放與提升。電機(jī)為6000V、380KW，額定負(fù)載為5噸，額定提升速度為5.8m/s，變頻器在安裝調(diào)試完成后，做了各項(xiàng)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括：輕載起動(dòng)：輕載爬行：爬行運(yùn)行頻率2.2Hz；重載起動(dòng)：額定負(fù)載（5噸）；超載（最大負(fù)載約7噸）；重載爬行：額定負(fù)載（5噸）；超載（最大負(fù)載約7噸）；升速運(yùn)行：從起動(dòng)到額定頻率（50Hz）升速時(shí)間為10s帶額定負(fù)載；負(fù)重下放：帶額定負(fù)載下放，升速時(shí)間8s；停機(jī)過程、減速時(shí)間8s；超載負(fù)重下放：下放約7噸重物，加速時(shí)間為8s，加速到15Hz后，穩(wěn)速下放，停機(jī)過程減速時(shí)間為8s。在以上各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目中，工作平穩(wěn)、正常，各項(xiàng)性能均能滿足現(xiàn)場(chǎng)工況要求。此變頻器已運(yùn)行半年多，可靠性尚好。第二臺(tái)變頻器安裝在峰峰礦務(wù)局九龍礦，井下提升機(jī)，此提升機(jī)電機(jī)為6000V、240KW，向上提煤、下放物料，同時(shí)也運(yùn)送人員，這臺(tái)變頻器于2005年9月正式運(yùn)行。第三臺(tái)安裝在山西晉普山煤礦。副井提升機(jī)，額定功率為6000V、320KW，功能是向上提矸石。此機(jī)正在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。五、結(jié)束語雖然說高壓提升機(jī)專用變頻器研制成功了，得到了用戶和專家的好評(píng)，我們清醒地認(rèn)識(shí)到這是鼓勵(lì)，實(shí)際上產(chǎn)品性能的完善、長(zhǎng)期可靠性的考驗(yàn)還有很長(zhǎng)的路要走，我們會(huì)進(jìn)一步優(yōu)化控制方式、完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為礦業(yè)提供更優(yōu)良的變頻設(shè)備，讓國產(chǎn)品牌越來越風(fēng)光。作者簡(jiǎn)介：李瑞來畢業(yè)于清華大學(xué)工程物理系，現(xiàn)任山東新風(fēng)光科技發(fā)展有限公司總工。研究方向?yàn)殡娏﹄娮?。電容器在礦山提升機(jī)變頻器中的應(yīng)用2008-10-20來源：機(jī)電商情網(wǎng)收藏此信息推薦給好友摘要：本文給出了超級(jí)電容器應(yīng)用在變頻器中的一個(gè)實(shí)例。用超級(jí)電容器存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)再生能量，該法在礦山提升機(jī)變頻器上使用效果良好。已有多臺(tái)這樣的設(shè)備在礦山正常運(yùn)行。關(guān)鍵詞：超級(jí)電容器再生能量變頻器礦山提升機(jī)一．引言國產(chǎn)超級(jí)電容器已有多個(gè)品牌推向市場(chǎng)，不失時(shí)機(jī)地把這種新型優(yōu)異無源儲(chǔ)能元件應(yīng)用到電子、電器設(shè)備中去是整機(jī)廠商責(zé)無旁貸的任務(wù)。超級(jí)電容器（Supercapacitor或Ultra-capacitor）商業(yè)應(yīng)用在國外已有20多年的歷史。它功率密度極高、充電時(shí)間極短、使用壽命極長(zhǎng)等優(yōu)異特性是常規(guī)電容器所無法比擬的，其應(yīng)用前景十分廣闊，尤其在電源業(yè)將會(huì)有上佳的表現(xiàn)。我公司是變頻器專業(yè)生產(chǎn)廠商，對(duì)處理電動(dòng)機(jī)再生能量進(jìn)行過深入研究，研究的目的是把變頻器推廣到礦山提升機(jī)上去。變頻調(diào)速系統(tǒng)已在泵類、風(fēng)機(jī)類負(fù)載上廣泛應(yīng)用，并且普及勢(shì)頭強(qiáng)勁，這是因?yàn)榇蠹覍?duì)變頻器調(diào)速性能之優(yōu)良、節(jié)能效果之明顯有了深刻認(rèn)識(shí)。變頻調(diào)速系統(tǒng)在提升類負(fù)載上的推廣不象以上兩類負(fù)載那么順利，那么廣泛。其原因卻很簡(jiǎn)單，那就是提升機(jī)，特別是大容量提升機(jī)對(duì)變頻器要求太高，使得在這個(gè)領(lǐng)域推廣變頻器風(fēng)險(xiǎn)很大，例如礦山提升機(jī)，它是24小時(shí)連續(xù)作業(yè)，哪怕是十分鐘的故障停機(jī)，也會(huì)打亂操作秩序，給生產(chǎn)帶來麻煩和損失。從技術(shù)上講，它要求變頻器有兩倍于額定轉(zhuǎn)矩以上的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、1.6倍額定轉(zhuǎn)矩以上的低頻轉(zhuǎn)矩、大于額定轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，有時(shí)還對(duì)加速轉(zhuǎn)矩有很高的要求。更有甚之，還要求四象限運(yùn)行。因?yàn)橹匚锵路艜r(shí)，在重力的作用下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可能大于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)變成了發(fā)電機(jī)，再生能量使母線電壓升高，此時(shí)必須把這部分能量迅速轉(zhuǎn)移，或回饋電網(wǎng)或用耗能電阻消耗掉。還有，礦山電網(wǎng)波動(dòng)大、空氣中粉塵含量高，這給