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1、利德华福高压变频器在双机拖动提升机上的应用此次变频改造选用2台型号为HARSVERT-FVA06/120的高压变频器。HARSVERT-FVA系列高压变频器是北京利德华福电气技术有限公司消费的新一代能量回馈型矢量控制高压变频调速系统，该系统采用无网侧电抗器的四象限单元串联多电平构造，通过矢量控制算法对电机进展准确的控制。由于受IGBT耐压限制，6kV高压变频调速系统的构造采用功率单元串联形式，6kV系列有15个功率单元，每5个功率单元串联构成一相，如图4所示。我公司高压变频系统采用矢量控制，高压变频系统是速度和电流双闭环控制系统，调压精度高，动态响应快。HARSVERT-FVA系列能量回馈型矢
2、量控制高压变频器由激磁涌流抑制柜、变压器柜、功率柜和控制柜组成，各柜体构造如图5所示下面根据柜子从左至右的摆放顺序，逐一介绍变频器各组成局部的构造及作用。变频器上电时冲击电流可到达电机额定电流的6-10倍，系统配置的激磁涌流抑制柜内设有真空接触器和限流电阻，可以有效限制变频器高压上电时的充电电流和激磁涌流，保证变频器高压上电电流限制在1倍额定电流之内，真正实现对电网的零冲击。详细功用：1消除上电时对IGBT的冲击，加强可靠性，大大增加设备使用寿命；2消除上电时对电网的冲击，防止电网电压瞬间跌落，干扰其他设备的正常运行。变压器柜内装有整流变压器，该变压器采用免维护型干式变，绝缘等级为H级，最高耐
3、受温度180。变压器将网侧高压变换为副边的多组低压，为功率柜中的功率单元供电，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，其工作电压由各个低压绕组的输出电压来决定，工作在相对的低压状态，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。各功率单元间的相对电压，由变压器副边绕组的绝缘承当，防止了串联均压问题。变压器设有温控设备，可以实时监控其内部温度，在温度较高时发出报警信号，在温度过高时发出跳闸信号。此变压器与通用型高压变频器的变压器比拟，有两点不同，1、由于每个模块都要向电网回馈能量，所以变压器每个绕组的阻抗要求比拟均匀，造价比拟高；2、此变压器二次绕组无需移相。功率柜中装有功率单
4、元，每个功率单元构造上完全一致，可以互换，其主电路构造为图6。功率单元利用IGBT进展同步整流，同步整流控制器实时检测单元电网输入电压，利用锁相控制技术得到电网输入电压相位，控制整流逆变开管关所构成的相位与电网电压的相位差，便可控制电功率在电网与功率单元之间的流向。逆变相位超前，功率单元将电能回馈给电网，反之电功率由电网注入功率单元。通过前部IGBT进展三相全桥方式整流，整流后的给滤波电容充电，确定母线电压，通过对后部的IGBT逆变桥进展正弦PWM控制实现单相逆变。当电机进入发电状态后，后部IGBT中的二极管完成续流外，又起全波整流，使能量可以转移到滤波电容中，结果母线电压升高，到达一定程度后
5、，启动前部IGBT，进展SPWM逆变，通过输入电感，返回到移相变压器的次极，通过变压器将能量回馈到电网，产品具备100%定额功率的能量回馈才能。变频器的输出侧由每个单元的U、V输出端子互相串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进展重组，可得到如图7所示的阶梯PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度较长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动。控制系统位于控制柜中，由主控制器DSP、人机界面嵌入式工控机、PLC三大局部构成，三大局部各有分工，又相互通讯、
6、协同工作。人机界面和主控制器及PLC之间均采用RS485进展数据通讯，通讯协议为Modbus协议。主控制器和PLC之间采用I/O点及模拟信号线建立简单通讯。高性能沟通传动系统均需要转速闭环控制，因此利德华福研发了高性能矢量控制技术，可保证很高的精度和很准确的动态转速。整个系统采用高性能DSP微处理器，可以自动检测到电机的参数，建立电机的数学模型，通过检测电机的电压和电流，对电机的磁通和转矩进展实时的解耦控制，可以对电机转矩进展主动的限制，防止负荷波动导致的过电流故障。矢量控制产品的性能指标为：调速范围100:1，稳态转速精度0.5%，动态转矩响应时间小于200ms，启动转矩200%额定转矩，根
7、本到达国际先进程度。采用DSP高性能矢量控制的高压变频调速系统可实现电机参数自动整定、系统状态变量的实时显示和监控等功能。六、改造经过及方案调整变频器安装完成后，首先进展了主回道路路改造，然后将变频器控制系统及单机高压调试正常，同步进展操纵台的固定安装，连接操纵台与变频器之间的连线，调试操纵台与变频器的信号传递，正常后把变频器和操纵台接入到原系统中统调，带重载调试是改造中的重点局部。空载调试时，两台设备使用带编码器的矢量控制、主从同步，发现同步效果不理想，运行中减速机存在撞击声，不如VVVF控制方式稳定。随即果断尝试采用VVVF控制方式、自然同步，发现只在启动时两电机速度稍有不同，加速经过中输
8、出电流有局部差距，到高速段两电机输出电流相当，整个经过机械运转效果良好。考虑到两台电机厂家不同，电流及转速参数也有差距，观察单台运行时的发现两电机的电流变化规律也不同，以为空载知足转矩、功率分配平均原那么。带载运行后，对于从6.5-10吨不等的负载进展测试，发现负载越重两电机平衡性越好，与用户讨论后，决定不采用矢量控制、主从同步方式，运行VVVF控制、自然同步方式，该控制方式使两电机转矩、功率分配均匀，完全知足工况要求。七、改造后的效果改造后，变频器成功应用于提升机消费，解决了原串电阻调速系统的各种弊端，上风如下：1省去了转子串电阻造成的能耗，具有特别明显的节能效果；2克制了接触器、电阻器绕线
9、电机电刷等轻易损坏的缺点，降低了故障和事故的发生率，进步了系统的可靠性；3启动柔和，转矩大，实现了无级平滑调速，加减速快速平稳。启动和加减速阶段根本不存在机械冲击，极大的延长了设备的使用寿命；4自动化程度高，操纵简单，主令手柄和制动手柄在提升机运行中根本不动，降低司机劳动强度和操纵难度，运行平稳无震动，噪音低；6根本无维护工作量，减低了维护人员的工作强度；7系统具有更完善的软硬件保护环节。八、总结该高压变频器调速系统已经稳定运行1年。北京利德华福变频器首次在双机拖动的提升机上运行，获得圆满成功，证实了利德华福在高压传动领域上的雄厚技术实力。HARSVERT-FVA系列能量回馈型高压变频器在龙田煤业的成功应用，大大进步了主井提升系统的平安性和可靠性，确保了主井提升机的高质量运行，为用户创造了宏大的经济效益和社会效益。理论证实，利用技术先进、成熟平安的高压变频调速系统可以全面改善现场工况，进步系统自动化程度，节约电能。使用高压变频器可以大大降低现场维护量，带来可观的效益，实在响应国家节能降耗的号召，值得大力推广。