采煤機(jī)變頻器課件第1頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月交流調(diào)速系統(tǒng)概況

交流傳動(dòng)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(jì)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(dòng)領(lǐng)域中進(jìn)行著一場(chǎng)重要的技術(shù)革命—將原來(lái)只用于恒速傳動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)速度控制，以取代制造復(fù)雜、價(jià)格昂貴、維護(hù)麻煩的直流電動(dòng)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(jì)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(shí)候，才為交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的飛躍創(chuàng)造了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第2頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、變頻原理1、變頻的作用★對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為:

n=（1-S）n1=(1-S)60f1/P

其中:f1:定子供電電源頻率

P:定子繞組極對(duì)數(shù)

S:轉(zhuǎn)差率

n1: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,電機(jī)的轉(zhuǎn)速與供電電源的頻率成正比,因此通過(guò)改變電機(jī)供電電源的頻率可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2、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。第3頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、變頻調(diào)速的原理變頻調(diào)速是通過(guò)變頻器向電機(jī)的定子輸出一個(gè)電壓，其頻率可以連續(xù)地改變，從而達(dá)到調(diào)速的目的。采用變頻調(diào)速的異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如下圖所示：

第4頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、變頻器的分類

?按變換環(huán)節(jié)分為：交-直-交變頻器、交-交變頻器?按直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能方式分為：

1）電流型變頻器：儲(chǔ)能元件是電感線圈

2）電壓型變頻器：儲(chǔ)能元件是電容器?按控制模式分為：

1）v/f控制變頻器用電壓/頻率恒定控制,其控制原理基于解決變頻器變頻的同時(shí)又變壓,保持磁通不變的控制理論,即Ｖ/ｆ=常數(shù),稱為ＶＶＶＦ。這是一種通過(guò)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/頻率恒定控制,其技術(shù)成熟,價(jià)格便宜。第5頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2）矢量控制變頻器矢量控制(victorcontrol)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(gè)分量,一個(gè)分量與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶恐睾?稱為勵(lì)磁電流分量;另一個(gè)與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶看怪?稱為轉(zhuǎn)矩電流分量,通過(guò)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(lì)磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的大小,仿照直流電動(dòng)機(jī)那樣對(duì)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。

3）直接轉(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(jì)算工作量,而直接在定子坐標(biāo)系上計(jì)算電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與磁通,通過(guò)轉(zhuǎn)矩控制,使轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間控制在一拍以內(nèi),無(wú)超調(diào),控制性能比矢量控制還好。第6頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、變頻技術(shù)概念、定義、名稱

?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(guò)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(duì)直流電壓的大小進(jìn)行變換，稱為斬波。第7頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

6、交-直-交變頻器的結(jié)構(gòu)

整流電路逆變電路中間環(huán)節(jié)電動(dòng)機(jī)控制電路～～～交-直-交變頻器結(jié)構(gòu)框圖第8頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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)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。整流電路分為可控整流電路和不可控整流電路兩種。對(duì)于三相變頻器一般采用三相橋式結(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(jiǎn)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?？煽卣麟娐酚删чl管或IGBT組成，可以由外部的觸發(fā)信號(hào)控制其導(dǎo)通時(shí)間，從而改變輸出電壓。

第9頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

?中間直流環(huán)節(jié)：濾波、儲(chǔ)能。

濾波元件決定電源形式無(wú)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一定的波動(dòng)，必須對(duì)其進(jìn)行濾波才能提供給逆變器使用。對(duì)整流輸出的濾波是中間環(huán)節(jié)的一個(gè)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(gè)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(gè)電解電容串并聯(lián)組成，所以在設(shè)備剛接通電源時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的瞬間充電電流，為限制這個(gè)電流，可采用多種措施，如圖所示：

第10頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

?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(dòng)機(jī)供電的主電路提供控制信號(hào)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(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。第11頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7、國(guó)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(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，目前采用ＩＧＢＴ逆變的變頻器可將鼠籠型電機(jī)的啟動(dòng)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(cè)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(dòng)有“一拖一”和“一拖二”兩種方式。第12頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(hào)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(shí),變頻器產(chǎn)生的熱量由水冷壁帶走。使變頻器的散熱問(wèn)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），能夠精確的控制功率器件的每一次開關(guān)，相對(duì)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。第13頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ACS800壁掛式風(fēng)冷結(jié)構(gòu)第14頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)采煤機(jī)廠家改裝后的臥式水冷結(jié)構(gòu)第15頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8、ACS800變頻器主電路第17頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第18頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第19頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第20頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

壓敏電阻板

RVAR:在工業(yè)環(huán)境中，輸入保護(hù)板可以用于替換

RRFC板。

壓敏電阻接地點(diǎn)壓敏板第21頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓敏電阻電流互感器MOS管續(xù)流二極管IGBT觸發(fā)充電接觸器充電電阻電解電容均壓電阻第22頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月充電接觸器壓敏電阻電解電容均壓電阻電流互感器IGBT第23頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各部件作用1）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(shí)的諧波，要注意安裝時(shí)電容要接在牽引變壓器與電抗器之間。2）進(jìn)線壓敏電阻進(jìn)線壓敏電阻，可以抑制瞬態(tài)過(guò)電壓，起到保護(hù)變頻器的作用。3）電流互感器大部份變頻器都是用的霍爾電流互感器，用來(lái)檢測(cè)電流，從而計(jì)算過(guò)流，缺相，接地等故障。4）IGBTIGBT是絕緣柵雙極型晶體管的縮寫，IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP晶體管，它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既具有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點(diǎn)。5）吸收電容主要吸收高次諧波。第24頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各部件作用6）充電電阻它的作用是在上電的時(shí)候限制整流回路的充電電流及對(duì)濾波電容的沖擊，當(dāng)電容充電完成后接觸器動(dòng)作，電阻被旁路。7）電解電容為濾波電容，變頻器功率越大，電容的容量就越大，濾波電容的耐壓一般是450V，因?yàn)?80V級(jí)的變頻器整流濾波后的電壓是600V，所以兩并兩串后耐壓就可以達(dá)到900V。8）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(gè)是均壓，保持濾波電容上的電壓相等。第25頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

9、ABB控制電路

?主板：電機(jī)控制和I/O板（RMIO）+24VDC電源2路用于現(xiàn)場(chǎng)總線的并聯(lián)端口現(xiàn)場(chǎng)總線I/O擴(kuò)展脈沖編碼器新的可選件系列PPCC-link=串口通訊與RINT通訊控制盤連接器模擬I/O2路電流輸入1雙極性電壓輸入2路電流輸出AI電氣隔離數(shù)字輸入6路可編程1固定為停車(啟動(dòng)互鎖)兩組隔離+24VDC3可編程繼電器輸出DDCS適配器連接器DDCS適配器帶4路通道PC連接主從通訊第26頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?驅(qū)動(dòng)板：集成的功率接口板*集成開關(guān)電源*集成整流及逆變門極驅(qū)動(dòng)*電流電壓AD轉(zhuǎn)換*風(fēng)機(jī)控制*接地檢測(cè)第27頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?操作鍵盤第28頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CDP312R顯示屏第一行顯示狀態(tài)第29頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第30頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第31頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第32頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10、電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行

眾所周知，異步電動(dòng)機(jī)有電動(dòng)和制動(dòng)兩種工作狀態(tài)，我們把電動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩方向相同時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩方向相反時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)，起到制動(dòng)作用；電磁功率也為負(fù)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。如下圖所示，第Ⅰ象限為電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)方向的電動(dòng)狀態(tài)，第Ⅱ象限為電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)方向的發(fā)電狀態(tài)，第Ⅲ象限為電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)方向的電動(dòng)狀態(tài)，第Ⅳ象限為電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)方向的發(fā)電狀態(tài)。這就是所謂電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行。第33頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第34頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)行過(guò)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(tái)設(shè)備前后一定的轉(zhuǎn)速差或者拉伸距，這就會(huì)產(chǎn)生發(fā)電制動(dòng)的問(wèn)題，使電動(dòng)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(dòng)和四象限運(yùn)動(dòng)就比較困難。第35頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)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(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180°，電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)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(dòng)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(wú)法通過(guò)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(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使電流電壓Ud升高。過(guò)高的直流電壓將使各部分器件受到損害。

因此，對(duì)于負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)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(dòng)和回饋制動(dòng)。第36頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月11、變頻器的能耗制動(dòng)

能耗制動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。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(guò)專門的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上。轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱“電阻制動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻兩部分。第37頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?

制動(dòng)單元

制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過(guò)規(guī)定的限制時(shí)（如660V或710V），接通耗能電路，使電流回路通過(guò)制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)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(duì)制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講，兩者并沒(méi)區(qū)別，都是作為接通制動(dòng)電阻的“開關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。?制動(dòng)電阻

制動(dòng)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?jī)蓚€(gè)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感量，并選用高阻燃無(wú)機(jī)涂層，可有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長(zhǎng)使用壽命；后者耐氣候性、耐震動(dòng)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。?制動(dòng)過(guò)程

能耗制動(dòng)的過(guò)程如下：①當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)（包括被拖動(dòng)），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。②當(dāng)電流電壓達(dá)到制動(dòng)單元開的狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管導(dǎo)通，電流流過(guò)制動(dòng)電阻。③制動(dòng)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。④母線電壓降至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值，制動(dòng)單元的功率管截止，制動(dòng)電阻無(wú)電流通過(guò)。⑤采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù)ON/OFF過(guò)程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。第38頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月11、變頻器的回饋制動(dòng)采煤機(jī)變頻器常用的回饋制動(dòng)是指回饋電網(wǎng)制動(dòng)，是將直流母線上的再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(dòng)。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(shí)，整流器起到整流的作用；當(dāng)需要回饋制動(dòng)時(shí)，整流器由觸發(fā)信號(hào)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。第39頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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(dòng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，其中系統(tǒng)由若干個(gè)ACS800變頻器驅(qū)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)軸通過(guò)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(dòng)單元之間。外部控制信號(hào)只與主機(jī)連接。主機(jī)通過(guò)一個(gè)光纖串行通訊鏈路來(lái)控制從機(jī)。主機(jī)是典型的速度控制，其它傳動(dòng)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(guò)齒輪、鏈條等進(jìn)行剛性連接時(shí)，從機(jī)應(yīng)該采用轉(zhuǎn)矩控制模式，以使傳動(dòng)單元之間不存在速度差異。第40頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第41頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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(guò)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(cè)是基于在變頻器的輸入端裝有零序電流互感器，對(duì)接地保護(hù)泄漏電流的的測(cè)量，通過(guò)DSP數(shù)字信號(hào)處理器計(jì)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(guò)壓保護(hù)功能變頻器檢測(cè)自身的直流母線，來(lái)判斷供電電壓是否過(guò)電壓。過(guò)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(guò)壓極限值整定為1.3X415=540V，當(dāng)牽引變壓器的輸出高于540V時(shí)，變頻器通過(guò)直流母線判斷為過(guò)壓，給出故障信號(hào)。系統(tǒng)的中文顯示窗給出故障原因和解決方法。

第42頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?變頻器的欠壓保護(hù)功能變頻器檢測(cè)自身的直流母線，來(lái)判斷供電電壓是否欠電壓。欠壓極限整定值為0.65Umix，Umix是牽引變壓器輸出的最小值。牽引變壓器的輸出最小電壓為380V，則Umix=380V,這樣欠壓極限值整定為0.65X380=247V，當(dāng)牽引變壓器的輸出低于247V時(shí)，變頻器通過(guò)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)功能變頻器通過(guò)內(nèi)部的輸入缺相保護(hù)電路，通過(guò)檢測(cè)中間電路的脈動(dòng)增加來(lái)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(shí)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3秒鐘后，進(jìn)行故障復(fù)位，才能進(jìn)行正常牽引。?變頻器輸出短路保護(hù)功能變頻器在運(yùn)行和啟動(dòng)前，始終監(jiān)視IGBT模塊和電機(jī)電纜，一旦有短路發(fā)生，變頻器以微秒級(jí)的速度封鎖脈沖信號(hào)，使IGBT逆變橋禁止輸出。此時(shí)系統(tǒng)的中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。第43頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?變頻器對(duì)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(cè)到某一相沒(méi)有連接，變頻器將停止輸出，同時(shí)中文顯示窗顯示故障信息和解決方法。?變頻器對(duì)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(shí)保護(hù)電機(jī)，當(dāng)牽引電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，在超過(guò)電機(jī)堵轉(zhuǎn)的時(shí)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。?變頻器對(duì)牽引電機(jī)的過(guò)流保護(hù)變頻器在牽引電機(jī)發(fā)生過(guò)流時(shí)，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。第44頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二、變頻器的常見故障處理方法及注意事項(xiàng)1、在判斷變頻器故障前，確保給變頻器提供電源2、斷電檢查快速熔斷器，如果有一個(gè)快熔損壞，變頻器應(yīng)正常顯示，只是在帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)報(bào)出電源缺相故障，可更換快熔；如果兩個(gè)快熔損壞，則需要用萬(wàn)用表檢查接線端子是否有接地故障，檢查作為電能儲(chǔ)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。3、觀察控制盤是否亮，如果有一個(gè)控制盤不亮，可采取互換控制盤和連接線確認(rèn)控制盤是否損壞。如果控制盤如下顯示：

CDP312(R)PANELVx.xx……...

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，則需要檢查進(jìn)線側(cè)三個(gè)快速熔斷器是否完好，如果完好，則變頻器RMIO控制板有問(wèn)題，需要更換。

第45頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4、觀察控制盤顯示內(nèi)容，警告和故障顯示分別如下：

ACS800-01-0100-3ACS800-01-0100-3***WARNING******FAULT***DCBUSLIM(3211)MOTORSTALL(7121)5、變頻器斷電后，必須等待5分鐘以上，以防止中間直流回路放電造成電擊，并用萬(wàn)用表測(cè)量每個(gè)輸入端子和地之間的電壓，以保證變頻器裝置放電完畢。

6、變頻器在運(yùn)行過(guò)程中，不允許在1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(guò)流而燒毀，造成變頻器不能工作。

7、測(cè)量牽引電機(jī)的絕緣時(shí)，必須把牽引電機(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IGBT模塊永久性損壞。第46頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(shí)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(guò)溫警告顯示信息：TEMP

故障原因：變頻器裝置內(nèi)部過(guò)溫，過(guò)溫溫度整定在115°C

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(guò)流顯示信息：OVERCURRENT

故障原因：變頻器輸出電流過(guò)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。第47頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、變頻器輸出短路顯示信息：SHORTCURRENT

故障原因：變頻器輸出過(guò)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(guò)壓顯示信息：DCOVERVOLT

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(guò)壓控制器設(shè)置是否正確。檢查牽引變壓器輸出有無(wú)波動(dòng)或靜態(tài)過(guò)壓。檢查減速時(shí)間。

5、變頻器輸入電源缺相顯示信息：SUPPLYPHASE

故障原因：變頻器內(nèi)部中間直流電壓振動(dòng)，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。第48頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、變頻器中間直流回路欠壓顯示信息：DCUNDERVOLT

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：EARTHFAULT

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(wú)功率因數(shù)矯正電容或浪涌吸收裝置。8、控制板故障顯示信息：I/OCOMM

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(dòng)。

檢查NIOC和NAMC板之間的光纖是否完好。更換NIOC板。

第49頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9、變頻器環(huán)境溫度顯示信息：AMBIENTTEMP

故障原因：變頻器內(nèi)部的I/O控制板溫度低于-5…0°C或高于+73…82°C。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：MOTORSTALL

故障原因：牽引電機(jī)堵轉(zhuǎn)?？赡苁菣C(jī)械故障、過(guò)載等引起。解決方法：檢查牽引電機(jī)負(fù)載檢查采煤機(jī)牽引部和滑靴。11、牽引電機(jī)缺相顯示信息：MOTORPHASE

故障原因：牽引電機(jī)缺相。牽引電機(jī)、電機(jī)電纜的損壞造成，也可能是變頻器內(nèi)部損壞造成。解決方法：檢查牽引電機(jī)和電機(jī)電纜。檢查變頻器輸出是否缺相。第50頁(yè)，課件共53頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12、控制盤故障顯示信息：PANELLOSS

故障原因：與變頻器連接的CDP312控制盤通訊故障，解決方法：檢查控制盤連接器。重新連接控制盤。檢查PANELLOSSS相關(guān)參數(shù)。13、電機(jī)過(guò)溫保護(hù)顯示信息：MOTORTEMP

故障原因：牽引電機(jī)過(guò)溫或有過(guò)溫趨勢(shì)。可能由于電機(jī)過(guò)載，電機(jī)冷卻條件不符合或錯(cuò)誤的啟動(dòng)數(shù)據(jù)引起。解決方法：檢查牽引電機(jī)的額定參數(shù)、負(fù)載情況和冷卻條件。檢查啟動(dòng)參