采煤機(jī)變頻器ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 13:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ? 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(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。 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(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了 180176。 ，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(shí)間的電荷堆積，形成“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(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)。 1 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。 ? 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制動(dòng)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(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兩個(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(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)過程 能耗制動(dòng)的過程如下：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)電阻無電流通過。⑤采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù) ON/OFF過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。 1 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。 1 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) ACS 800 變頻器驅(qū)動(dòng)，同時(shí)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(dòng)單元之間。 外部控制信號(hào)只與主機(jī)連接。主機(jī)通過一個(gè)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(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。 1 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(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過電壓。過壓極限整定值為 ， 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=540V，當(dāng)牽引變壓器的輸出高于 540V時(shí)，變頻器通過直流母線判斷為過壓，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。 ? 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。欠壓極限整定值為 ， 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
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