第03章《实际工程应用案例》(修改版).ppt

第三章：变频器工程应用 运行：按下SF，KAF得电（XI接通），电动机按一档速正转运行，在运行中，碰触SQ1，接通反转运行的自锁电路，为反转降速作准备。在运行中，碰触SQ2，接通X2（此时XI、X2同时闭合），电动机以第三档转速运行；运行中碰触SQ3（此时XI、X2、X3都闭合），以第七档速运行（此时降速，7档和1档速度相同），碰触SQ4，KAF断电，停机。 按下SR，电动机反转，仍以7档速运行（因SQ2和SQ3还在闭合），碰SQ4使其复位，碰SQ3，X2断，以第3档速运行；碰SQ2，以第1档速运行，碰SQ1，停机。在运行中，利用了3个档速端子，控制2种转速。 第三章：变频器工程应用 3.10 变频器在提升机上的应用 矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属等矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。在井口有一绞车提升机，由电动机经减速器带动卷筒旋转，卷筒拉动钢丝绳，由钢丝绳将煤车拉到地面（见下图）。这种拖动系统要求电动机频繁的正、反转起动，减速制动，而且电动机的转速按一定规律变化。 第三章：变频器工程应用 绞车示意图 第三章：变频器工程应用 3.10.1 运行控制分析 目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电动机串联电阻调速，电阻的投切用继电器—交流接触器控制。这种控制系统由于调速过程中交流接触器动作频繁，交流接触器主触点频繁切换，使触点烧蚀而引发接触不良，造成设备故障。另外，提升机在减速和爬行阶段，速度控制性能较差，使停车位置不准确。提升机频繁的起动﹑调速和制动，在转子外电路所串联的电阻上产生相当大的功耗。这种交流绕线式电动机串联电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性能差;低速时机械特性较软，静差较大；电阻上消耗的功率大，浪费电能。起动过程和调速换挡过程中，电流冲击大，中高速运行震动大，安全性能差。 第三章：变频器工程应用 3.10.2 变频器选择 斜井提升负载是典型的摩檫性负载，即恒转矩特性负载。重车上行时，起动时还要克服一定的静摩檫力矩，此时电动机处于电动工作状态，且工作于第一象限。在重车减速时，虽然重车在斜井面上有一向下的分力，但重车的减速时间较短，电动机会处于再生状态，工作于第二象限。当下一列重车上行时（上一列空车下降），电动机处于反向电动状态，工作在第三象限和第四象限。另外，有10%的工作时间单独运送工具或器材到井下，电动机纯粹工作在第二或第四象限，此时电动机长时间处于再生发电状态，需要进行有效的制动。 考虑到制动成本，用价格低廉的能耗制动单元加制动电阻的制动方案。 提升机的负载特性为恒转矩位能负载，起动力矩较大，选用变频器时要适当地留有余量；由于提升机需要进行准确的位置控制，选用失量变频器。 第三章：变频器工程应用 3.10.3 变频器控制 变频器采用多段速控制，由多功能端子 D1、D2、D3控制，5个段速的频率为6Hz、18Hz、25Hz、35Hz、50Hz,以适应提升机不同运转速度的要求。FWD、REV为正反转运行控制，变频连接如图6-28所示。 第三章：变频器工程应用 为了在变频器跳闸时系统能正常工作，保留原工频调速系统，使两套系统互为备用，增加了系统运行的可靠性。 第三章：变频器工程应用 * 第三章：变频器工程应用 3.5 变频器在降速设备上的应用 有时变频器拖动的负载转速很低，如果电动机不通过减速直接驱动负载，则会使变频器和电动机的容量大大增加，不能发挥变频器的优越性。下面分析几种负载的特性。 3.5.1负载特性 第三章：变频器工程应用 1. 恒转矩负载 1） 特点：负载的转矩TL不随转速n的变化而变化，是一恒定值。但负载功率随转速成比例变化。 2） 典型系统：位能性负载，如电梯、卷扬机、起重机、抽油机等。摩擦类负载，如传送带、搅拌机、挤压成型机、造纸机等。例如起重机吊起重物时， 3）控制要求：具有低频转矩提升能力和短时过流能力，变频器可选通用变频器，将容量提高一档，以提高低速转矩；或根据需要，选用矢量变频器。 第三章：变频器工程应用 2. 恒功率负载 1） 特点：当负载的转速发生变化时， 其转矩也随着变化，而负载的功率始 终为一恒定值。 2） 典型系统：车床, 若工件的直径 大，则主轴的转速低；若工件的直径 小，则主轴的转速高，保持切削功率 为一恒定值。卷绕机，开始卷绕时卷 绕直径小，转矩小，则卷绕速度高； 当卷绕直径逐渐增大时，转矩增大， 则卷绕速度降低，保持卷绕功率为一恒 定值。 3）一般选用通用变频器。对于动态性能和精度要求较高的轧钢、造纸等机械，要选用矢量控制变