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矿井升降装置 共步电机的变频革速

矿井升降装置 共步电机的变频革速

点击数:7708 次   录入时间:03-04 11:57:28   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础

该提升机同步电动机的变频调速控制,采用按磁通定向的矢量控制技术。其主控制环节由西门子公司研制开发的SIMDYND数字式可编程控制器来完成。交―交变频原理及偏置技术交―交变频技术是由可逆整流技术发展而来的,常用的方案有两个:三相零式和三相桥式。由于二号井提升机为大功率电机,所以采用三相桥式变频器。从所示的线路变换可以看出,它实质上是一套三相桥式无环流反并联的可逆整流装置,其中工作闸管的关断通过电源交流电压的自然换相来实现。如果触发装置的控制信号是直流信号,那么,变频器的输出电压也是直流,提升机起动前的予置电流及开始转动前的一瞬间,变频器就工作在这种状态。若控制信号是交流信号,则相应变频器的输出电压亦变成交流,从而实现变频。

  当电动机的功率因数角5<90°时,交―交变频器的输出电压和电流波形如所示,一个周期的波形可以分成6段。

  (1)U0>0,i0<0,变流器工作于第二象限,反向组逆变;(2)电流过零,无环流死时;(3)U0>0,i0>0,变流器工作于第一象限,正向组整流;(4)U0<0,i0>0,变流器工作于第四象限,正向组逆变;(5)电流过零,无环流死时;2交―交变频器输出电压和电流波形(6)U0<0,i0<0,变流器工作于第三象限,反向组整流。

  此时,电动机工作于电动状态,电能从电网流向电机。而当5>90°时,能量从电机流向电网,提升电机工作于发电制动状态。

  二号井使用的两组交―交变频器,分别由上述三套输出电压彼此相差120度的单相输出交―交变频器组成,且变频器输出主回路采用Y联结方式,即三套单相输出交―交变频器的输出首端分别作为a,b,c相,而输出末端Y联结。电动机绕组通过切换开关接成中性点,且变频器的中性点不与电动机绕组的中性点接在一起。采用此种联接方式,既使三个相电压中含有同样的直流分量,也不会在线电压中反映出来,输出到电动机上。

  准梯形波当负载电动机低速运行时,变频器输出电压幅值很小,三套整流装置都工作于深控区域(移相角Α处于90°附近),变频器电网侧输入功率因数很低。此时,如果使三相相电压中都含有同样的直流分量,则移相角Α减少,既改善变频器输入功率因数,又不影响电动机运行。

  当提升电动机高速运行时,变频器输出电压高,此时可以使变频器输出相电压中含有适当的三次谐波,变成如所示的“准梯形波”。这样做的优点是:第一,至少要有2个桥、4个晶闸管同时有触发信号,才能形成回路通过电流,从而使系统的可靠性大大提高;第二,便于利用交、直流偏置技术,改善变频器电网侧输入功率因数,提高装置的效率;第三,“准梯形波”的幅值比基波幅值低15%,在电动机端仅收到基波,而屏蔽三次谐波,因而电机相电压幅值比变频器电压幅值提高15%,相应变频装置效率亦提高15%;第四,在整个输出周期中整流装置较长时间工作在高输出电压区域,移相角Α较小,变频器平均功率因素也相应地提高。

  在提升机某一个箕斗提升过程中,若将操作手柄搬向反方向,则速度给定n由正变负,速度调节器的输出信号也由正变负,定子磁通势矢量Fs从超前转子磁通热Fr变为滞后,转矩反向,提升电机制动,随速度降低,Ξs减少,三相电压、电流频率降低。在Ξs降至零后(即电机停转),在反转矩的作用下,提升机电机和空间矢量开始反转,定子电压和电流自动变为负序,反向起动,箕斗随之下降。

  结论从以上分析可以看出,济宁二号矿井提升机同步电动机交―交变频调速系统,不同于矿区以前所采用的直流调速系统,是一种较为复杂的新型调速技术。这种变频调速技术在煤矿主提升机中的应用前景极为广阔。


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