变频器在运输机系统的应用.ppt

目前，煤矿胶带输送机发展方向： 高速度(5.6m/s) 大运量(年产量2000万吨） 长距离（主井4.7km、大巷9km、顺槽6km) 大倾角(35度)、 大功率(单机2240KW，总装机功率3*1800+3*1800kW） 大型带式输送机的性能、可靠性、经济性和使用寿命在很大程度取决于驱动装置的性能。 一、运输机对驱动装置的基本技术要求 起动加速度不大于0．3m / s2 的慢速起动； 多台电机的功率不平衡误差不大于± 3%的自动平衡的功能； 下运电控系统应具有控制减 （ 加）速度不大于0．8m / s2时实施制动的功能； 实现低速验带功能； 满足运输机恒转矩负载特性； 实现重载启动。 二 、几种运输机驱动方式的比较 目前国内井下带式输送机的驱动方式常用的有：电气软启动、CST、调速型液力偶合器、变频器等。 电气软启动实质是降压启动，故机械特性偏软，难于满足大功率的带式输送机重载启动的要求。 通过以下比较，从实现验带功能、功率平衡精度、节能、初期投资、后期维护等方面看，变频驱动有着明显的优势。 2、恒转矩负载特性 恒转矩负载在不同的转速下，负载的阻转矩基本恒定，由PL=TLnL/9550知，恒转矩负载的功率是和转速成正比的。恒转矩负载的典型例子如带式输送机。带式输送机变频驱动有节能效果也基于此，运量小时可低速运行。 对于恒转矩负载来说，应首先考虑选用具有无反馈矢量控制功能的变频器，使电动机在变频后的大部分频段，具有真正的恒转矩特性，较好地满足负载的要求。 3、重载启动 运输机要求启动力矩达到额定力矩的1.5倍。一般来说，凡是在工作过程中可能使电动机短时过载的场合，变频器的容量都应加大一档。 4、变频调速的制动 下运运输机在超速时有制动要求，变频器可满足其制动要求。通常有两种方式： 1）外接制动电阻和制动单元 2）有源逆变 5、功率平衡 运输机多电机驱动有功率平衡要求，起到均衡电机寿命的目的。功率平衡多采用主从方式，例如2：1布置的机头集中驱动的运输机，3台变频器一对一驱动3台电机，其中一台设为主机，另外两台设为从机。变频器之间的数据交换可通过以下途径实现： 1）变频器之间主从控制板光纤连接； 2）变频器与控制系统的控制器通讯连接，数据交换通控制器转发； 3）变频器之间的数据交换通过变频器模拟量输入/输出口连接 。 四、变频器与运输机控制系统的接口 1、通讯方式 变频器可以通过标准的通讯协议（如Profibus-DP、Modbus、Devicenet等）与控制器之间交换数据。 2、变频器和控制系统的I/O接口 变频器与控制系统的交换数据可通过变频器配置的I/O 口来实现。变频器配置的模拟量、数字量输入/输出口用户可根据需要设定对应参数。通常情况下交换的信号有： 从控制系统到变频器的信号： 速度给定4...20 mA 变频器开 变频器停 紧急停机 辅助设备准备好 从变频器到控制系统的信号： 变频器预备 变频器运行 变频器报警 变频器故障 电机过速 变频器过载 电机转速：4...20 mA 电机电流：4...20 mA 到进线柜信号：开关合 五、隔爆型变频器应用中应注意的问题 1、冷却方式散热是防爆变频器遇到最大的难题。 在变频器内部：逆变模块约占整个变频器所有散热量的一半；整流模块所发的热量约占整个变频器的45%；而剩下的5%则是电解电容、充电电阻、均压电阻以及印制板上的发热元件等所发生的热量。变频器的热功耗大约为其额定功率的2～3%，也就是说若电机的额定功率为400KW，其发热量大约为8～12KW。那么在一个密闭的防爆腔里怎样能把这些热量及时、迅速的传递出去并散发掉，这是防爆变频器能否长期正常运作的关键。 目前常用的冷却方式有： 1）、强制风冷（非隔爆型或小功率）； 2）、热管交换； 3）、热管交换+强制风冷（隔爆型冷却风扇）； 4）、水冷。 采用热管交换方式的变频器散热能力会受到热管散热能力的限制。水冷方式散热效果最好，要求有水源，另外为防止水管结垢，对水质也有一定要求。水冷变频器一般采用内循环、外循环两个水路并用的模式，内循环所采用的水为去离子水，在变频器正常使用年限内，此水是无需更换的。 六、中、高压变频器在主斜井运输机上的应用 主斜井运输机的单机功率已达到2240KW，多采用中、高压变频器，非防爆通用变频器。 电流源方案 电流源型逆变部分采用晶闸管、