通風機的變頻調速驅動及保護-在線瀏覽
2025-07-03 08:21本頁面
【正文】 性得到了不斷提高和完善,使其在水泵!風機!電梯!空調等設備上得到了廣泛的應用目前國內耗電量最大的電機,幾乎一半為風機!泵類負載,因此變頻器在它們上的應用和推廣,有利于能源的節(jié)約利用。(l) 可以實現(xiàn)風機的無級平滑調速,及時滿足礦井生產的風量需求,提高風機的運行效率,節(jié)省大量的電能損耗。(3) PLC控制技術和變頻器結合使用,可以使通風系統(tǒng)具有完善的監(jiān)控功能和高可靠性,減少通風機的檢修和維護的工作量,節(jié)約設備的費用?；谝陨系膬?yōu)點,國內有許多研究所和高校都在致力于變頻調速技術在礦井通風機上的應用和研究如變頻調速技術結合模糊控制在礦井局部通風機上應用,以及重慶煤研所設計的KXJT型礦用通風機自動調速裝置,在煤礦的安全生產中都具有比較好的節(jié)能!近年來,有些老煤礦在引進礦井通風機的成套通風設備時,還對舊的通風機繼電器控制系統(tǒng)進行變頻調速控制系統(tǒng)地改造如神火煤炭公司楊村礦南風井的主通風機,實施變頻調速技術改造后,],大同市馬口煤礦和常圈溝煤礦對井下軸流通風機進行變頻調速改造后,風機啟動平穩(wěn),無沖擊電流,并可及時調節(jié)風壓,風量。 風機變頻調速原理及系統(tǒng)設計 變頻調速技術的原理及應用 變頻調速的基本原理在工業(yè)生產的過程中,生產機械需要電機拖動來滿足生產工藝的要求交流異步電機以其體積小!重量輕!價格低廉!運行性能穩(wěn)定等優(yōu)點,在機械的電力傳動中應用最為普遍但是交流電機不象直流電機那樣,可以很方便地進行調速,它的調速問題一直比較困難經過幾十年的研究和發(fā)展,出現(xiàn)了許多交流電機的調速方式,如異步電機的變極調速!定子電壓調速!轉子串電阻調速!串級調速!變頻調速等目前,使用最廣泛,效果最好的還是變頻調速,變頻調速技術的迅速發(fā)展,使交流電機調速困難的問題得以解決。 1——相應的角頻率。 f——電動機的轉差率ns ——異步電機的同步轉速。變頻調速的驅動 變頻調速的驅動一般用IGBT來驅動，IGBT 是一個三端器件，具有柵極 G、集電極 C 和發(fā)射極 E。通過比較可以看出，IGBT 比 VDMOSFET 多了一層 P+注入?yún)^(qū)，因而形成了一個大面積的 P+ N+結 J1。圖中 RN為晶體管基區(qū)內的調制電阻。其開通和關斷是由柵極和發(fā)射極間的電壓 UGE決定的，當 UGE為正且大于開啟電壓 UGE(th)時，MOSFET 內形成溝道，并為晶體管提供基極電流使其導通。在電力電子電路中，IGBT 工作在開關狀態(tài)，因而在正向阻斷區(qū)和飽和區(qū)來回轉換。因此，驅動電路的內阻應盡可能小，以提供足夠大的充放電電流，縮短開關時間和降低開關損耗。 2） 用內阻小的驅動源對柵極電容放電，以保證柵極控制電壓 UGE足夠陡的前后沿，降低 IGBT 的開關損耗；IGBT 開通后，柵極驅動源應能提供足夠電壓，使 IGBT 工作在飽和狀態(tài)，減少損耗。在 IGBT 反向關斷時，為盡快抽取 PNP 管的存儲電荷，須施加一負偏壓 UGE，但它受 IGBT 的柵射極間最大反向耐壓限制，一般?。?～－10V。IGBT 的柵極驅動電路應盡可能使用簡單，并有很強的抗干擾能力。柵極電壓進入穩(wěn)定階段，柵極幾乎不從驅動電路取電流，因此場控器件所要求的驅動功率不大，人們把門極驅動電路集成在一片芯片內，同時也增加了各種保護功能和與微處理器接口的邏輯電路。日本富士電機公司的 EXB 驅動電路和西安的 HL402 等驅動電路也有廣泛的應用。本文采用富士電機公司的 EXB841 作為 IGBT 的驅動電路，EXB841 與 IGBT 的實際接線圖如圖 3－5所示，EXB841 的原理圖如圖 3－6 所示，驅動電路由信號隔離器、驅動放大器、低速過流切斷電路、柵極關斷電源等五部分組成，下面簡單介紹一下其原理。圖 3－6 EXB841 原理圖2） 正常關斷過程控制電路使 EXB841 輸入端腳 14 和腳 15 無電流流過，光藕合器 ISOl 不通，A點電位上升使 V1 和 V2 導通；2 導通使 V4 截止，V5 導通，IGBT 柵極電荷通過V5 迅速放電，使 EXB41 的腳 3 電位迅速下降至 0V(相對于 EXB841 腳 1 低 5V)，使 IGBT 可靠關斷，UCE 迅速上升，使 EXB841 的腳 6“懸空”。3） IGBT 的過流保護 IGBT 模塊的耐壓值高、電流通斷能力強，但它的過流能力卻比較差，過流保護顯得極其重要。 s的短路電流，因此，必須要有快速保護電路才能有效地保護 IGBT， EXB841 驅動模塊內含保護電路， 在以上原理圖中，過流保護部分由 VVVD VZI、 CRRRCRRC4 等組成，它們實現(xiàn)過流檢測和延時保護功能，EXB 841 的腳 6 通過快速二極管 VD7 接至 IGBT 的集電極，顯然它是通過檢測電壓 UCE 的高低來判斷是否發(fā)生短路。當發(fā)生短路時，IGBT 承受大電流而退飽和，UCE 上升很多，二極管 VD7 截止，則 EXB841 的腳 6“懸空”，B 點和 C 點電位開始由 8V 上升，當上升至 13V 時，VZ1 被擊穿，V3 導通，C4 通過 R7 和 V3 放電，E 點電位逐漸下降，二極管 VD6 導通時，D 點電位也逐漸下降，從而使 EXB 841
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