一種防爆交流變頻驅動系統,采用最先進的IG-BT模塊以及先進的直接力矩控制方式,使得防爆型交流變頻驅動的各個性能指標如啟動力矩、控制精度和快速響應能夠俊比同類產品有很大的提高,同時,防爆型交流變頻驅動在煤礦井下這一特殊環境中可廣泛使用,具有很大的優越性和巨大的經濟利益。
仟億達提升機變頻器矢量控制和直接力矩控制是異步電動機變頻調速的主要控制方式。矢量控制技術要做到大范圍調速必須接速度反饋,而速度傳感器的安裝較麻煩且易于損壞。直接力矩控制在無速度傳感器的條件下仍能做到大范圍,而且具有較快的動態響應和大起動力矩(最大能夠達到200%),非常適應礦山大功率電動機的工作需求。
由于直接力矩控制技術發展很快,其力矩脈動較大的缺點得到了改善,現在國內外許多變頻器廠家已把此技術應用到了通用變頻器中。因此,仟億達提升機變頻器從先進性和實用性兩方面考慮,防爆型交流變頻驅動器采用直接力矩控制技術。
2)仟億達提升機變頻器在提升機主電動機冷卻風機應用
煤礦通過把變頻器外部頻率給定端子與電控系統可編程自動化控制器的模擬量輸出端子連接,實現了離心式冷卻風機的風量隨著礦井提升機主電動機定子溫度變化而自動調節,大幅度提高了風機效率。
該礦副井2部提升機主電動機采用離心式風機冷卻方式,利用調節風門開度大小來調節冷卻風量多少。在多年實際運行中發現其存在啟動電流大、風機效率非常低及風量不能自動調節等缺點。經過論證,仟億達提升機變頻器決定去掉調節風門,改由變頻器來驅動離心式風機的電動機,通過調節電動機轉動速度來調節冷卻風量;并將離心式風機變頻器的控制信號引入到提升機控制系統中,實現了離心式風機狀態實時監控及風量自動調節。結合礦井提升系統實際情況,其控制方式為矢量控制,性能穩定可靠。
改造后,由于在仟億達提升機變頻器中設定了電動機啟動曲線,離心式風機的電動機不再是全壓啟動,啟動電流由600A以上降到200A以下,大幅度減少啟動電流對電動機的沖擊。如可編程自動化控制器發出“變頻器啟動”命令6s后未得到變頻器“啟動完畢”反饋信號,則會發出離心式冷卻風機故障的信號,并閉鎖提升機;當變頻器發生故障不能正常工作時,離心式冷卻風機控制方式恢復為原先方式。在主電動機定子和轉子中預埋了Ni100測溫電阻,利用S7-400PLC模擬量輸入模塊可很容易檢測到電動機實際溫度,利用變頻器外部頻率跟定功能可實現頻率隨檢測到的電動機實際溫度自動調節,增強系統安全性,有效控制提升機主電動機溫度變化;降低離心式冷卻風機運行時產生的噪音,基本是免維護運行,降低了勞動強度。
仟億達提升機變頻器其主要功能器件包括:
驅動控制系統。由速度控制環和轉矩控制環組成,采用目前最常用的微處理控制芯片和輔助電路。
人機接口。其主要的電氣保護有短路、過電流、過載、斷相及不平衡、漏電、過壓欠壓、仟億達提升機變頻器過溫和電動機過熱、接地故障等。
功率器件。根據礦井交流異步電動機的運行特點,同時考慮國內整流裝置的生產使用情況,選用帶浪涌吸收電路且具有軟恢復特性的三相整流橋模塊。
限流電路。在驅動器剛接通電源后的一段時間里,電路串入限流電阻,將電容器的充電電流限制在允許的范圍之內。
制動電路。使用制動電阻將再生到直流電路的能量消耗掉,使電壓保持在允許范圍內。仟億達提升機變頻器制動單元的作用是控制流經制動電阻的放電電流。
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