變頻器知識(shí)培訓(xùn)

ZJT1型變頻調(diào)速裝置

培訓(xùn)教程

-2-一、異步電動(dòng)機(jī)原理

1、異步電機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

三相異步電動(dòng)機(jī)要旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的。我們知道，三相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電動(dòng)機(jī)定子中的三個(gè)繞組在空間方位上也互差120度，這樣，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí)，定子繞組就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其產(chǎn)生的過程如圖1所示。圖中分四個(gè)時(shí)刻來描述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生過程。電流每變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速與電流的變化是同步的。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關(guān)。相序A、B、C順時(shí)針排列，磁場(chǎng)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)，例如將B相電流通入C相繞組中，C相電流通入B相繞組中，則相序變?yōu)椋篊、B、A，則磁場(chǎng)必然逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。利用這一特性我們可很方便地改變?nèi)嚯妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。-3-

定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向以n1的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來。一般情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n1低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n。因?yàn)榧僭O(shè)n=n1，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)切割磁力線，也就不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1必然小于n。為此我們稱三相電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速由電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)（極對(duì)數(shù)）和電源頻率所決定。

電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速：ns=60f/p

且轉(zhuǎn)差率：s=ns-n/ns

因此，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：n=ns×(1–s)=60f/p×(1–s)其中：

n———電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；

ns———同步轉(zhuǎn)速，r/min；

f———電源頻率，Hz；

p———電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)；

s———轉(zhuǎn)差率。2、上式表明，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的基本途徑有：1.改變磁極對(duì)數(shù)P改變磁極對(duì)數(shù)實(shí)際上就是改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。所以磁極對(duì)數(shù)的改變是通過改變定子繞組的接法來實(shí)現(xiàn)的，如圖a、圖b所示。這種調(diào)速方法的缺點(diǎn)是顯而易見的：

（1）一套繞組最多只能變換兩種磁極對(duì)數(shù)，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)只能放兩套繞組。所以最多也只有四檔轉(zhuǎn)速。

（2）不管在那種接法下運(yùn)行，都不可能得到最佳的運(yùn)行效果，就是說，其工作效率將下降。

（3）在機(jī)械特性方面，不同磁極對(duì)數(shù)下機(jī)械特性的“臨界轉(zhuǎn)矩”是不一樣的，故帶負(fù)載的能力也不一致，如圖c所示。

（4）調(diào)速時(shí)須改變繞組接法，故控制電路比較復(fù)雜。

顯然這不是一種好的調(diào)速方法。圖a圖b圖c-5-2.改變轉(zhuǎn)差率s

改變轉(zhuǎn)差率是通過在轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)電阻來實(shí)現(xiàn)的。所以，這種方法只適用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，如圖d。

這種調(diào)速方法雖然在一部分機(jī)械中得到了較為普遍的應(yīng)用，但其缺點(diǎn)也是十分明顯的:(1)因?yàn)檎{(diào)速電阻是在外部的，為了使轉(zhuǎn)子電路和調(diào)速電阻之間建立電的聯(lián)系，繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上加入了電刷和集電環(huán)等薄弱環(huán)節(jié)，提高了故障率。(2)調(diào)速電阻內(nèi)將白白的消耗掉許多電能。(3)轉(zhuǎn)速的檔次也不可能很多。(4)調(diào)速后的機(jī)械特性較“軟”，不夠理想。如圖e圖d圖e注：由于電阻箱發(fā)熱，容易變形，故此種方法尤其不適用于煤礦井下等防爆要求等級(jí)高的場(chǎng)所！-6-3.改變頻率f調(diào)節(jié)了電動(dòng)機(jī)的頻率，便調(diào)節(jié)了同步轉(zhuǎn)速，也就調(diào)節(jié)了異步電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速，并且只有變頻，異步電動(dòng)機(jī)才能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，才有可能和直流電機(jī)一比高低。變頻調(diào)速具有以下特點(diǎn)：（1）調(diào)速范圍廣，精度高。通用變頻器的最低工作頻率為0.5HZ，檔次較高的變頻器的最低工作頻率可達(dá)0.1HZ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可在0.1至50HZ之間調(diào)節(jié)。（2）調(diào)速平滑性好，效率高。（3）起動(dòng)電流低，對(duì)系統(tǒng)及電網(wǎng)無沖擊，節(jié)電效果明顯。（4）在工作特性方面，不管是靜態(tài)特性還是動(dòng)態(tài)特性，都能做到和直流調(diào)速系統(tǒng)不相上下的程度，如圖f。（5）經(jīng)濟(jì)性方面，變頻調(diào)速裝置的價(jià)格雖明顯地高于直流調(diào)速裝置，但在故障率方面，由于直流電機(jī)本身的弱點(diǎn)，變頻調(diào)速系統(tǒng)具有較大的優(yōu)勢(shì)。這也是為什么變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展得十分迅速的根本原因。圖f由于變頻器具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以它廣泛用于鋼鐵、化工、水泥等行業(yè)，近年來礦山對(duì)變頻器的需求也能與日俱增，它主要應(yīng)用于輸送帶、提升機(jī)、刮板機(jī)、采煤機(jī)及乳化液泵等系統(tǒng)，這也是我們今天要學(xué)習(xí)變頻器的主要原因。二、變頻器基礎(chǔ)知識(shí)交交變頻把頻率固定的交流電源直接變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電源。其主要優(yōu)點(diǎn)是沒有中間環(huán)節(jié)，故變換頻率高，但其連續(xù)可調(diào)的頻率范圍窄，一般為額定頻率的1/2以下（0-f/2），故它主要用于容量較大的低速拖動(dòng)系統(tǒng)中。1、變頻器的分類1.1按變換環(huán)節(jié)分交直交變頻先把頻率固定的交流電整流成直流電，再把直流電逆變成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電。由于把直流電逆變成交流電的環(huán)節(jié)較易控制，因此在頻率的調(diào)節(jié)范圍及改善變頻后電動(dòng)機(jī)的特性等方面，都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。目前迅速的普及應(yīng)用的主要是這一種。我們公司也主要生產(chǎn)這一種變頻器，本教程也只介紹這一種變頻器。PAM脈幅調(diào)制把變頻器輸出電壓的大小通過改變直流電壓的大小來進(jìn)行調(diào)制。在中小容量變頻器中，這種方式幾近絕跡。1.2按輸出電壓的調(diào)制方式分PWM脈寬調(diào)制變頻器輸出電壓的大小通過改變輸出脈沖的占空比來進(jìn)行調(diào)制。目前普遍應(yīng)用的是占空比按正弦規(guī)律安排的正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）方式，這也是本教程所要介紹的方式。電流源型1.3按直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能方式分直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件是電容器CF，如圖H。本教程將只介紹電壓型變頻器。電壓源型圖G圖H直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件是電感線圈LF，如圖G。1.3按控制方式分根據(jù)電壓、頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)變頻器的頻率和電壓進(jìn)行控制，稱為U/f控制，又稱VVVF控制方式。矢量控制直接采用空間電壓矢量，直接在定子坐標(biāo)系下計(jì)算并控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通；采用定子磁場(chǎng)定向，借助于離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)產(chǎn)生PWM（空間矢量SPWM）直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)差頻率控制利用速度傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)差頻率，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)牡拈]環(huán)控制方式稱為轉(zhuǎn)差頻率控制方式，是為了提高U/f控制的靜態(tài)調(diào)速精度的一種控制方法。為了提高變頻調(diào)速的動(dòng)態(tài)性能，根據(jù)交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、利用坐標(biāo)變換的手段，將交流電動(dòng)機(jī)的定子電流分解成磁場(chǎng)分量和轉(zhuǎn)矩分量電流，并分別加以控制的一種方式。U/f控制通用變頻器的基本電路如圖I所示，它由4個(gè)主要部分組成：1、整流部分，把交流電壓變?yōu)橹绷麟妷骸?、濾波部分，把脈動(dòng)較大的交流電進(jìn)行濾波變成比較平滑的直流電。3、逆變部分，把直流電又轉(zhuǎn)換成三相交流電，這種逆變電路一般是利用功率開關(guān)元件按照控制電路的驅(qū)動(dòng)、輸出脈沖寬度被調(diào)制的PWM波，或者正弦脈寬調(diào)制SPWM波，當(dāng)這種波形的電壓加到負(fù)載上時(shí)，由于負(fù)載電感作用，使電流連續(xù)化，變成接近正弦形波的電流波形。三、變頻器的原理圖I-12-1、整流部分整流管VD1～VD6組成三相整流橋，將電源的三相交流電全波整流成直流電。如電源的線電壓為UL，則三相全波整流后平均直流電壓UD，的大小是UD=1.35UL若使用的三相電源的線電壓為660V，則全波整流后的平均電壓是UD=1.35×660V=891V如圖J圖J原理圖-13-下圖是我公司使用的整流橋?qū)嵨飯D實(shí)物圖660V變頻器用1140V變頻器用-14-2、濾波部分濾波部分采用的是濾波電容器CF，即電解電容，其功能是：1.濾平全波整流后的電壓紋波；2.當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，使直流電壓保持平穩(wěn)。由于受到電解電容的電容量和耐壓能力的限制，濾波的電路通常由若干個(gè)電容器串聯(lián)成一組，變頻器的直流電壓越高串聯(lián)的數(shù)量就越多，串聯(lián)后又由于電容量下降，又由若干個(gè)電容器組并聯(lián)而成，變頻器的容量越大，并聯(lián)的電容器組的數(shù)量就越多。因?yàn)殡娊怆娙莸碾娙萘坑休^大的離散性，故電容器CF1～CF6的電容量常不能完全相等，這將使他們承受的電壓不相等，為了使每個(gè)電容器所承受的電壓相等，在CF1～CF6各并聯(lián)一個(gè)阻值相等的均壓電阻RC1～RC6。

我公司生產(chǎn)的660V變頻器采用三個(gè)電容組串聯(lián)；1140V的變頻器采用六個(gè)電容組串聯(lián)，如圖K。所有電解電容的最高耐壓值均為450VDC；電容量從3300MFD～10000MFD不等。圖K原理圖-15-實(shí)物圖濾波電容均壓電阻下圖是我公司使用的濾波電容和均壓電阻實(shí)物圖-16-3、限流部分當(dāng)給變頻器合上電源的瞬間，濾波電容器組CF的充電電流是很大的。過大的沖擊電流將可能使三相整流橋的二極管損壞；同時(shí)，也使電源電壓瞬間下降而受到“污染”。

為了減小沖擊電流，在變頻器剛接通電源后的一段時(shí)間里電路內(nèi)串入限流電阻RL，其作用是將電容器組CF的充電電流限制在允許范圍以內(nèi)。

開關(guān)SL的功能是：當(dāng)給CF充電到一定程度時(shí)（即直流母線電壓上升到接近正常直流母線額定電壓值時(shí)），令SL接通將RL短接掉。有些變頻器SL已由晶閘管代替，我公司生產(chǎn)的變頻器開關(guān)SL為接觸器的觸點(diǎn)。

根據(jù)變頻器的電壓和功率等級(jí)的不同，我公司生產(chǎn)的660V兩象限變頻器的限流電阻RL和接觸器SL在直流側(cè)，四象限和1140V變頻器的限流電阻RL和接觸器SL在交流側(cè)，如圖L。圖L-17-下圖是我公司使用的限流電阻實(shí)物圖限流電阻-18-4、逆變部分逆變管V1～V6組成逆變橋，把VD1～VD6整流所得的直流電再“逆變”成頻率可調(diào)的直流電。這是變頻器實(shí)現(xiàn)變頻的具體執(zhí)行環(huán)節(jié)，因而是變頻器的核心部分。

單相逆變橋的構(gòu)成及工作過程如圖M所示。1.前半周期：令V1、V4導(dǎo)通；V2、V3截止。則負(fù)載ZL上所得電壓為a“+”、b“-”，設(shè)這時(shí)的電壓為“+”。2.后半周期：令V1、V4截止；V2、V3導(dǎo)通。則負(fù)載ZL上所得電壓為a“-”、b“+”，設(shè)這時(shí)的電壓為“-”。

兩種狀態(tài)如能不斷地反復(fù)交替進(jìn)行，則負(fù)載ZL上所得到的便是交變電壓了。這就是由直流變?yōu)榻涣鞯哪孀冞^程。圖M-19-三相逆變橋與單相逆變橋相同，只要注意三相之間互隔T/3就可以了，如圖N所示。圖N由此可知，逆變橋是實(shí)現(xiàn)變頻的關(guān)鍵部分，他由六個(gè)開關(guān)器件構(gòu)成。這些器件必須滿足以下要求：1）能夠承受足夠大的電壓和電流；2）允許長時(shí)間頻繁的接通和關(guān)斷；3）接通和關(guān)斷的控制必須十分方便。

顯然，手動(dòng)的刀開關(guān)和機(jī)械式的接觸器都無法滿足上述條件。IGBT的結(jié)構(gòu)、簡化等效電路和電氣圖形符號(hào)a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖b)簡化等效電路c)電氣圖形符號(hào)-20-變頻器的核心器件IGBTIGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，絕緣柵雙極型晶管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。圖O是IGBT的結(jié)構(gòu)、等效電路和電氣符號(hào)。圖O-21-IGBT與GTR（大功率復(fù)合晶體管又稱達(dá)林頓管）相比具有以下的優(yōu)異性，

主要優(yōu)點(diǎn)有：1）IGBT管的開關(guān)頻率比GTR管提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)；2）IGBT管是電壓控制器件（和場(chǎng)效應(yīng)管類似），其驅(qū)動(dòng)電路的功耗極??；此外，在電源斷電時(shí)，驅(qū)動(dòng)電源的電壓衰減較慢，整個(gè)管子不易進(jìn)入放大區(qū)而損壞；

3）GTR管有二次擊穿現(xiàn)象，管子較易損壞。IGBT管則無此現(xiàn)象。

主要缺點(diǎn)有：1）迄今為止，其最大的管子容量比GTR管略小；2）由于其驅(qū)動(dòng)部分與場(chǎng)效應(yīng)晶體管相同，因此，在存放和焊接時(shí)，如不加注意，較易損壞。GTR管則無此現(xiàn)象。-22-下圖P為變頻器逆變部分的原理圖及輸出波形圖P下圖藍(lán)色為電壓波形，紅色為電流波形-23-下圖是我公司使用的IGBT實(shí)物圖左邊660V變頻器使用，右邊1140V變頻器使用1700V3300V1、變頻器控制系統(tǒng)接口介紹四、唐山開誠礦用防爆變頻器的應(yīng)用-25-主控板接口-與主板的接口，使用26P接插件連接接觸器控制口-用來控制充電接觸器的吸合并進(jìn)行反饋驅(qū)動(dòng)接口-與模塊的驅(qū)動(dòng)接口，為IGBT提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)電源接口-整個(gè)系統(tǒng)的電源交流電壓檢測(cè)-電源電壓的采樣，有相序的要求直流電壓檢測(cè)-系統(tǒng)直流母線采樣外部溫度接口-為外部溫度檢測(cè)提供的接口LED指示燈-綠色的電源指示燈和紅色的故障指示燈1.1PIB板上的各種接口及用途DI1DI3EBLDI65VSCNDI2DI4DI5DI7COMAO1+AO1-AO2+AO2-ANF+ANF-AIN+AIN-COM1ABCOM2CANHCANLRLY1RLY2RS485CAN變頻器控制板-26-1.2主板接口及功能ANI+，ANI-ANF+，ANF-SW143210-5VOFFONONOFF0-10VOFFOFFOFFOFF0-20mAONONONON4-20mAONONONONAO2AO1SW21234560-5VONOFFONONOFFON0-10VONONOFFONONOFF0-20mAOFFOFFOFFOFFOFFOFF4-20mAOFFOFFOFFOFFOFFOFF-27-端子功能及說明●+5V 控制端子電源，與D1-D7通過開點(diǎn)相連，實(shí)現(xiàn)控制和多段速度功能●D1 控制端子，設(shè)定為復(fù)位●AO1-模擬量輸出1-（速度反饋）●D2 控制端子，設(shè)定為正●AO2+模擬量輸出2+（電流反饋）

●D3 控制端子，設(shè)定為反轉(zhuǎn)●AO2-模擬量輸出2-（電流反饋）●D4 控制端子，設(shè)定為遠(yuǎn)控●ANF+PID調(diào)節(jié)反饋+●D5 控制端子，多段速度1●ANF-PID調(diào)節(jié)反饋-●D6 控制端子，多段速度2●ANI+模擬量輸入+●D7 控制端子，多段速度3●ANI-模擬量輸入-●EBL 控制端子，設(shè)定為使能

●RL1，RL2輸出繼電器，設(shè)定為運(yùn)行和故障●COM數(shù)字地，控制線接地點(diǎn)●COM1、A、B為RS485通訊接口●SCN 模擬地，模擬量接地點(diǎn)●COM2、CANL、CANH為功率平衡通訊端口●AO1+模擬量輸出1+（速度反饋）-28-1.3防爆變頻器應(yīng)用維護(hù)的注意事項(xiàng)1、變頻調(diào)速裝置為電力電子器件組成，在運(yùn)輸過程中應(yīng)盡量避免強(qiáng)烈震動(dòng)，且盡量垂直運(yùn)輸。2、變頻器上的散熱器為薄銅管制成，在運(yùn)輸過程中不能強(qiáng)烈碰撞，以免造成損壞。3、變頻器應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)的區(qū)域，變頻器上散熱片距離墻壁或遮擋物的距離應(yīng)大于1.0米，以保證變頻器散熱與通風(fēng)良好。4、變頻器上的散熱片應(yīng)定期清潔，以保證其良好的散熱效果。清潔時(shí)不要用水沖洗，以免水滲到箱體內(nèi)部，造成元器件損壞，可采用干布、毛刷或皮老虎之類的物品除塵。5、變頻器在帶電情況下，嚴(yán)禁松動(dòng)隔爆殼緊固件，在檢修或處理故障時(shí)，請(qǐng)注意“斷電源后開蓋”。（注：本安接線腔不受此限制）6、變頻器應(yīng)可靠接地。7、在防爆主腔內(nèi)進(jìn)行操作時(shí)，手上必須帶接地導(dǎo)線或靜電環(huán)。-29-8、禁止對(duì)變頻器主回路和控制回路進(jìn)行耐壓和絕緣試驗(yàn)，如對(duì)與變頻器相連的設(shè)備進(jìn)行耐壓和絕緣試驗(yàn)時(shí),應(yīng)先將與變頻器相連的電路切斷。如對(duì)變頻器電源側(cè)相關(guān)設(shè)備或電纜進(jìn)行耐壓和絕緣試驗(yàn)時(shí)，必須先把與輸入電抗器箱上的L1、L2、L3端子相連的電纜斷開。如對(duì)電機(jī)或電機(jī)側(cè)電纜進(jìn)行耐壓和絕緣試驗(yàn)時(shí)，必須先把與變頻器箱上的U、V、W端子相連的電纜斷開。9、變頻器輸出端不允許加裝電容器或阻容吸收裝置。10、變頻器輸入電抗器防爆接線腔內(nèi)的R.S.T端子必須要與變頻器防爆接線腔內(nèi)的R.S.T端子一一對(duì)應(yīng)。變頻器整流側(cè)PIB板上的三相電源相位應(yīng)與輸入電抗器箱進(jìn)線電源相位一致。變頻器主回路輸入輸出線嚴(yán)禁接反。-30-1.4運(yùn)行信息及含義運(yùn)行信息含義充電中…系統(tǒng)正在等待直流母線電容充電結(jié)束，以便起動(dòng)電機(jī)限流輸出系統(tǒng)正在輸出其所允許的最大電流限壓運(yùn)行輸入電壓過高或正運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)強(qiáng)制運(yùn)行系統(tǒng)正在強(qiáng)制運(yùn)行方式下運(yùn)行正轉(zhuǎn)運(yùn)行系統(tǒng)正在正向運(yùn)行反轉(zhuǎn)運(yùn)行系統(tǒng)正在反向運(yùn)行等待運(yùn)行系統(tǒng)已激活，等待用戶下一步的控制指令禁止運(yùn)行系統(tǒng)已通電，但使能端子EBL為低電平，不允許變頻器運(yùn)行變頻器顯示的運(yùn)行信息及其含義-31-1.5故障處理及含義故障顯示含義輸出短路這可能是由于逆變橋上下橋臂直通、輸出過流、輸出短路或電機(jī)接地故障所造成直流過壓直流母線電壓已超過系統(tǒng)允許的最大值輸出過流軟件檢測(cè)到輸出電流超過系統(tǒng)所允許的最大值硬件過流硬件檢測(cè)到的輸出電流過流直流欠壓直流母線電壓已低于系統(tǒng)正常工作所允許的最小值電源故障輸入電源的低壓太低、缺相或已斷電平衡故障主動(dòng)設(shè)備找不到從動(dòng)設(shè)備；或者從動(dòng)設(shè)備得不到主動(dòng)設(shè)備的指令信息，或者主動(dòng)設(shè)備出現(xiàn)故障停機(jī)設(shè)備過熱變頻器的散熱片溫度超過了其允許的最大值過載保護(hù)變頻器認(rèn)為電機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)過載并達(dá)到其設(shè)定的最大允許過載值輸出缺相電機(jī)出現(xiàn)缺相故障或者變頻器輸出斷線模塊過溫使用SKiiP模塊時(shí)，模塊內(nèi)部檢測(cè)到過溫故障并保護(hù)反饋上超PID控制器的反饋模擬量輸入超過其允許的上限值反饋下超PID控制器的反饋模擬量輸入超過其允許的下限值變頻器顯示的故障信息及其含義-32-2、變頻器應(yīng)用-帶式輸送機(jī)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)有：1、起動(dòng)平穩(wěn)，降低機(jī)械沖擊；2、自動(dòng)功率平衡；3、重載啟動(dòng)；4、低速驗(yàn)帶；5、根據(jù)煤量調(diào)速，節(jié)能降耗；6、多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)功能（頭部驅(qū)動(dòng)、中部驅(qū)動(dòng)）；7、下運(yùn)制動(dòng)。-33-2.1功率平衡多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的上運(yùn)(或平運(yùn))帶式輸送機(jī)由于驅(qū)動(dòng)裝置的布置形式、膠帶的彈性伸長、驅(qū)動(dòng)滾筒包角或磨損不一造成的差別、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率的差異等使各個(gè)驅(qū)動(dòng)滾筒的牽引力不等，因而各驅(qū)動(dòng)電機(jī)不可避免的存在功率不平衡現(xiàn)象。功率不平衡使電機(jī)負(fù)荷分配不均，驅(qū)動(dòng)裝置過度磨損，甚至燒毀電動(dòng)機(jī)，因此采用多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)要調(diào)節(jié)各驅(qū)動(dòng)部的功率平衡。

在井下皮帶變頻拖動(dòng)中，變頻主從皮帶機(jī)是兩臺(tái)或多臺(tái)變頻拖動(dòng)同軸或獨(dú)立的兩臺(tái)及以上電機(jī)同步拖動(dòng)同一條皮帶對(duì)物體進(jìn)行上下運(yùn)輸?shù)?，進(jìn)行最大功率的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。要求做到整個(gè)系統(tǒng)中電機(jī)之間的功率平衡，在下運(yùn)皮帶中還要求變頻器能四象限運(yùn)行。我公司變頻器控制主從皮帶機(jī)時(shí)將多臺(tái)變頻器分別設(shè)為一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)，通過主從變頻器間的相互通訊從而控制電機(jī)間軸上的輸出功率和轉(zhuǎn)速同步的。(如圖1)-34-圖1通訊原理實(shí)際接線CAN-BUS通訊線-35-功率平衡系統(tǒng)安裝調(diào)試時(shí)需注意的事項(xiàng)：1、系統(tǒng)連接

功率平衡系統(tǒng)在進(jìn)行系統(tǒng)接線時(shí)，需要將多臺(tái)變頻器中的功率平衡通訊線使用屏蔽雙絞線連接在一起,如圖2圖2-36-功率平衡系統(tǒng)安裝調(diào)試時(shí)需注意的事項(xiàng)：1、系統(tǒng)連接

功率平衡系統(tǒng)在進(jìn)行系統(tǒng)接線時(shí)，需要將多臺(tái)變頻器中的功率平衡通訊線使用屏蔽雙絞線連接在一起。2、終端電阻主板中有且只有兩個(gè)短路塊，均為通訊設(shè)定的終端電阻配置選擇用。在功率平衡系統(tǒng)中的通訊線中，需要在整個(gè)系統(tǒng)的兩個(gè)端配置終端電阻。方法是將主板上的短接點(diǎn)用短路塊連接在一起，非端變頻器需要將主板上的短接點(diǎn)斷開（系統(tǒng)的默認(rèn)配置為都有短路塊，此短路塊需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配置，在車間進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候需要去除，調(diào)試完畢應(yīng)恢復(fù)。在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際接線情況配置）。在上圖中，一號(hào)和三號(hào)變頻器需要短接主板上的終端，而二號(hào)則要斷開主板上的短接點(diǎn)。3、參數(shù)設(shè)置要進(jìn)行功率平衡主從通訊，需要在變頻器中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。設(shè)置順序?yàn)橄仍O(shè)定主機(jī)（一般為皮帶中最先出力的那個(gè)電機(jī)，或同軸電機(jī)中的一個(gè)）后設(shè)定從機(jī)，如表1（注：停車方式均為自由停車）。-37-表14、啟動(dòng)指令

功率平衡系統(tǒng)中，變頻器的啟動(dòng)指令要求由外部繼電器給定到變頻器的多功能端子上，多臺(tái)變頻器的啟動(dòng)指令由同一個(gè)繼電器同時(shí)給定和取消。正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)選擇在參數(shù)中端子功能設(shè)定中選擇。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，需要將幾臺(tái)變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)方向設(shè)定為一致?？梢酝ㄟ^將變頻器內(nèi)的驅(qū)動(dòng)排線和對(duì)應(yīng)的霍爾檢測(cè)線變更相序來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的更改。-38-2.2超長距離運(yùn)輸多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)1、機(jī)頭各變頻之間進(jìn)行CANBUS通訊，實(shí)現(xiàn)主從功率平衡控制2、中部各變頻之間進(jìn)行CANBUS通訊，實(shí)現(xiàn)主從功率平衡控制3、機(jī)頭、中部各設(shè)置PLC防爆箱對(duì)局部變頻器進(jìn)行速度給定與起?？刂?、機(jī)頭與中部之間的功率分配由兩臺(tái)PLC防爆箱通過光纖以太網(wǎng)通訊實(shí)現(xiàn)5、機(jī)頭與中部之間的起停聯(lián)鎖及延時(shí)由兩臺(tái)PLC防爆箱通過光纖以太網(wǎng)通訊實(shí)現(xiàn)-39-根據(jù)煤量調(diào)速，節(jié)能降耗，同時(shí)降低高速運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械損耗煤量參考信號(hào)：1、電流采樣

2、皮帶稱重2.3自動(dòng)調(diào)速-40-3、變頻器應(yīng)用-刮板機(jī)應(yīng)用八組合開關(guān)2套控制室乳化液泵站2套移動(dòng)變電站2套2輸出電抗器1輸出電抗器高壓電纜車2變頻器液壓支架前刮板設(shè)備巷道前刮板軟啟動(dòng)1變頻器后刮板主要用于拉頂煤特點(diǎn)1、重載起動(dòng)，刮板機(jī)壓死時(shí)可長時(shí)間大扭矩啟動(dòng)2、平穩(wěn)起動(dòng)，減少鏈子沖擊，增加鏈條使用壽命。3、功率平衡。-41-4、變頻器應(yīng)用-乳化液泵站應(yīng)用變頻器內(nèi)置PID功能，系統(tǒng)配置壓力變送器即可實(shí)現(xiàn)恒壓供液，根據(jù)乳化液的需要情況自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)泵站壓力的恒定，從而節(jié)約電能，減少泄壓閥的頻繁工作，降低閥體的沖擊，提高乳化液泵站的可靠性，延長壽命。電機(jī)過程量變頻調(diào)速PID控制器前饋壓力給定壓力檢測(cè)-42-5、變頻器應(yīng)用-瓦斯抽放泵站應(yīng)用瓦斯監(jiān)測(cè)分站或直接接瓦斯傳感器工頻及保護(hù)變頻系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)真空泵移動(dòng)瓦斯抽放泵主體為水環(huán)真空泵，屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，功率與轉(zhuǎn)速（即頻率）的立方成正比，變頻改造后節(jié)能效益極為明顯，一般節(jié)能均可達(dá)到30%—45%。經(jīng)過變頻改造的瓦斯抽放泵站不僅降低了電能的消耗，同時(shí)也能有效的避免了由于過度抽放造成煤層的過度氧化，降低了煤層自燃的可能性。-43-5、變頻器應(yīng)用-局扇專用防爆變頻器T1T2T3風(fēng)機(jī)專用電源風(fēng)電閉鎖瓦斯電閉鎖自動(dòng)瓦斯排放自動(dòng)通風(fēng)手動(dòng)調(diào)速雙電源雙變頻，主備自動(dòng)切換安全與節(jié)能一體化風(fēng)機(jī)備用電源-44-調(diào)速裝置的運(yùn)行模式：“自控通風(fēng)模式”、“自控排瓦斯模式”、“手控頻率給定模式”等3種運(yùn)行模式。（1）自控通風(fēng)在T1、T2、T3處瓦斯?jié)舛榷疾怀^設(shè)定值時(shí)，調(diào)速裝置工作在自控通風(fēng)狀態(tài)，根據(jù)T1瓦斯?jié)舛茸詣?dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而改變輸出風(fēng)量，T1濃度由小變大，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速也由小變大；反之，T1濃度由大變小，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速也由大變小，；調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量，避免瓦斯超限，實(shí)現(xiàn)按需通風(fēng)?！猅1設(shè)定范圍：0.5-3.5%CH4

T2設(shè)定范圍:0.5-3.5%CH4

T3設(shè)定范圍:0.3-1.0%CH4——上限頻率設(shè)定值設(shè)定范圍30～50HZ下限頻率設(shè)定值設(shè)定范圍20～45HZ——自控通風(fēng)模式下調(diào)速裝置調(diào)速范圍：在下限頻率的設(shè)定值和上限頻率的設(shè)定值之間。（2）自控排瓦斯調(diào)速裝置正常工作在自控通風(fēng)模式，當(dāng)Ｔ３實(shí)際濃度≥Ｔ３設(shè)定值或Ｔ2實(shí)際濃度≥Ｔ2設(shè)定值或Ｔ1實(shí)際濃度≥Ｔ1設(shè)定值時(shí)，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入自控排瓦斯模式，根據(jù)T3瓦斯?jié)舛茸詣?dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，T3濃度由小變大，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速也由大變小；反之，T3濃度由大變小，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速也由小變大，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量，避免瓦斯超限。當(dāng)Ｔ３實(shí)際濃度≥1.5%，調(diào)速裝置會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行，且Ｔ３實(shí)際濃度下降到再起動(dòng)設(shè)定值時(shí)，調(diào)速裝置會(huì)自動(dòng)起動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)Ｔ３實(shí)際濃度＜Ｔ３設(shè)定值和Ｔ2實(shí)際濃度＜Ｔ2設(shè)定值和Ｔ1實(shí)際濃度＜Ｔ1設(shè)定值時(shí)，在10分鐘后會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入自動(dòng)通風(fēng)狀態(tài)（3）手動(dòng)調(diào)節(jié)頻率在手動(dòng)調(diào)節(jié)頻率模式下，輸出頻率應(yīng)和設(shè)定頻率一致，誤差不超過±0.5Hz。在手動(dòng)調(diào)節(jié)頻率模式下,輸出頻率不受瓦斯?jié)舛葌鞲衅鱐1、T2、T3濃度的控制。-45-五、變頻器故障處理1、案例1.1東龐礦皮帶功率平衡系統(tǒng)問題處理2010年6月4日接市場(chǎng)部協(xié)調(diào)單，反映東龐礦變頻皮帶系統(tǒng)功率平衡調(diào)試出現(xiàn)問題，經(jīng)與礦方及售后人員聯(lián)系，了解情況后，于6月7日到達(dá)東龐