采煤机变频器

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1、采 煤 机 变 频 器 技 术 交 流 交 流 调 速 系 统 概 况 交 流 传 动 与 控 制 技 术 是 目 前 发 展 最 为 迅 速 的 技 术 之一 ， 这 是 和 电 力 电 子 器 件 制 造 技 术 、 变 流 技 术 控 制 技 术 以及 微 型 计 算 机 和 大 规 模 集 成 电 路 的 飞 速 发 展 密 切 相 关 。 二 十 世 纪 50年 代 末 开 始 ， 电 气 传 动 领 域 中 进 行 着 一 场重 要 的 技 术 革 命 将 原 来 只 用 于 恒 速 传 动 的 交 流 电 动 机 实现 速 度 控 制 ， 以 取 代 制 造 复 杂 、 价 格

2、昂 贵 、 维 护 麻 烦 的 直流 电 动 机 。 进 入 二 十 世 纪 七 十 年 代 后 ， 当 现 代 控 制 理 论 、 新 型 大功 率 电 力 电 子 器 件 、 新 型 变 频 技 术 以 及 微 型 计 算 机 数 字 控制 技 术 等 在 实 际 应 用 中 相 继 取 得 了 重 要 进 展 的 时 候 ， 才 为交 流 电 动 机 调 速 技 术 的 飞 跃 创 造 了 一 个 坚 实 的 基 础 。 一 、 变 频 原 理1、 变 频 的 作 用 对 交 流 异 步 电 动 机 进 行 调 速交 流 异 步 电 机 的 转 速 公 式 为 : n=（ 1-S） n1

3、=(1-S)60f1/P 其 中 : f1: 定 子 供 电 电 源 频 率 P: 定 子 绕 组 极 对 数 S: 转 差 率 n1: 电 机 同 步 转 速从 以 上 公 式 可 以 看 出 ， 在 其 它 参 数 不 变 的 情 况 下 ,电 机 的转 速 与 供 电 电 源 的 频 率 成 正 比 ,因 此 通 过 改 变 电 机 供 电 电源 的 频 率 可 以 改 变 电 机 的 转 速 。2、 变 频 器 的 定 义 变 频 器 也 称 之 为 变 频 调 速 器 ， 是 利 用 电 力 半 导 体 器 件 的 通断 作 用 将 工 频 电 源 转 换 为 另 一 频 率 的 电

4、 能 控 制 装 置 。 3、 变 频 调 速 的 原 理 变 频 调 速 是 通 过 变 频 器 向 电 机 的 定 子 输 出 一 个 电 压 ，其 频 率 可 以 连 续 地 改 变 ， 从 而 达 到 调 速 的 目 的 。 采 用 变 频调 速 的 异 步 电 动 机 的 机 械 特 性 如 下 图 所 示 ： 4、 变 频 器 的 分 类 按 变 换 环 节 分 为 ： 交 -直 -交 变 频 器 、 交 -交 变 频 器 按 直 流 环 节 的 储 能 方 式 分 为 ： 1） 电 流 型 变 频 器 ： 储 能 元 件 是 电 感 线 圈 2） 电 压 型 变 频 器 ： 储

5、能 元 件 是 电 容 器 按 控 制 模 式 分 为 ： 1） v/f控 制 变 频 器 用 电 压 /频 率 恒 定 控 制 , 其 控 制 原 理 基 于 解 决 变 频 器变 频 的 同 时 又 变 压 ,保 持 磁 通 不 变 的 控 制 理 论 ,即 / =常数 ,称 为 。 这 是 一 种 通 过 转 差 补 偿 达 到 转 矩 提 升的 控 制 方 法 。 目 前 通 用 的 变 频 器 多 采 用 电 压 /频 率 恒 定 控制 ,其 技 术 成 熟 ,价 格 便 宜 。 2） 矢 量 控 制 变 频 器 矢 量 控 制 (victor control)的 变 频 器 ,它

6、以 交 流 电 机的 双 轴 理 论 为 依 据 ,在 同 步 旋 转 坐 标 中 把 定 子 电 流 矢 量分 解 为 2个 分 量 , 一 个 分 量 与 转 子 磁 链 矢 量 重 合 ,称 为 励磁 电 流 分 量 ;另 一 个 与 转 子 磁 链 矢 量 垂 直 , 称 为 转 矩 电流 分 量 ,通 过 控 制 定 子 电 流 矢 量 在 旋 转 坐 标 系 的 位 置 及大 小 ,即 可 控 制 励 磁 电 流 分 量 和 转 矩 电 流 分 量 的 大 小 ,仿照 直 流 电 动 机 那 样 对 磁 场 和 转 矩 进 行 控 制 。 3） 直 接 转 矩 控 制 变 频 器

7、它 避 开 了 矢 量 控 制 中 的 2次 坐 标 变 换 及 求 矢 量 的 模与 相 角 的 复 杂 计 算 工 作 量 ,而 直 接 在 定 子 坐 标 系 上 计 算电 动 机 的 转 矩 与 磁 通 , 通 过 转 矩 控 制 ,使 转 矩 响 应 时 间控 制 在 一 拍 以 内 ,无 超 调 ,控 制 性 能 比 矢 量 控 制 还 好 。 5、 变 频 技 术 概 念 、 定 义 、 名 称 AC-DC， 把 交 流 电 变 为 直 流 电 ， 称 为 整 流 。 DC-AC， 把 直 流 电 变 为 交 流 电 ， 这 是 整 流 的 逆 过 程 ，称 为 逆 变 。 AC

8、1-AC2， 把 一 种 形 式 的 交 流 电 变 为 另 一 种 形 式 的 交流 电 。 若 变 换 前 后 频 率 不 变 ， 称 为 交 流 调 压 ， 若 变 换 前后 频 率 变 化 ， 称 为 变 频 。 DC1-DC2,对 直 流 电 压 的 大 小 进 行 变 换 ， 称 为 斩 波 。 6、 交 -直 -交 变 频 器 的 结 构 整 流电 路 逆 变电 路中 间环 节 电 动 机控 制 电 路 交 -直 -交 变 频 器 结 构 框 图 各 组 成 部 分 功 能 变 频 器 的 基 本 结 构 由 整 流 电 路 、 中 间 直 流 环 节 、 逆变 电 路 和 控

9、制 电 路 组 成 。 整 流 电 路 ： 利 用 电 子 器 件 的 单 向 导 电 开 关 特 性 ， 构成 输 出 单 一 方 向 电 流 的 电 力 变 换 电 路 ， 从 而 将 输 入 的 交流 电 能 转 换 为 输 出 的 直 流 电 能 。 整 流 电 路 分 为 可 控 整 流 电 路 和 不 可 控 整 流 电 路 两 种 。对 于 三 相 变 频 器 一 般 采 用 三 相 桥 式 结 构 。 不 可 控 整 流 电 路 由 功 率 二 极 管 组 成 ， 整 流 输 出 的 直流 电 压 与 电 源 电 压 成 正 比 ， 不 能 随 意 调 节 。 不 可 控 整

10、流电 路 简 单 ， 另 一 优 点 是 输 入 电 流 和 电 源 电 压 基 本 可 保 持同 相 位 。 可 控 整 流 电 路 由 晶 闸 管 或 IGBT组 成 ， 可 以 由 外 部 的触 发 信 号 控 制 其 导 通 时 间 ， 从 而 改 变 输 出 电 压 。 中 间 直 流 环 节 ： 滤 波 、 储 能 。 滤 波 元 件 决 定 电 源 形 式 无 论 是 哪 种 形 式 的 整 流 电 路 ， 其 输 出 电 压 和 电 流 如 果 不 加 处 理都 有 一 定 的 波 动 ， 必 须 对 其 进 行 滤 波 才 能 提 供 给 逆 变 器 使 用 。 对整 流 输

11、 出 的 滤 波 是 中 间 环 节 的 一 个 重 要 任 务 。 滤 波 元 件 可 以 是 电容 ， 也 可 以 是 电 感 ， 在 整 流 电 路 的 输 出 端 并 联 电 容 进 行 滤 波 使 逆变 器 的 输 入 相 当 于 接 一 个 电 压 源 ， 这 种 变 频 器 因 此 叫 做 电 压 源 型变 频 器 。 如 果 在 整 流 电 路 的 输 出 端 串 联 电 感 滤 波 ， 逆 变 器 输 入 端相 当 于 接 电 流 源 ， 变 频 器 也 因 之 叫 做 电 流 源 型 。 电 压 源 型 滤 波 器 电 容 的 容 量 都 很 大 ， 一 般 为 多 个 电

12、 解 电 容 串 并联 组 成 ， 所 以 在 设 备 刚 接 通 电 源 时 会 产 生 很 大 的 瞬 间 充 电 电 流 ，为 限 制 这 个 电 流 ， 可 采 用 多 种 措 施 ， 如 图 所 示 ： 逆 变 器 ： 有 规 律 的 控 制 逆 变 器 中 主 开 关 器 件 的 通 和 断 ，把 直 流 电 能 调 整 成 任 意 频 率 的 三 相 交 流 电 输 出 。 控 制 电 路 ： 控 制 电 路 是 给 异 步 电 动 机 供 电 的 主 电 路 提 供 控 制 信 号 的 回 路 ， 它 有 频 率 、 电 压 的 “ 运 算 电 路 ” ，主 电 路 的 “ 电

13、 压 、 电 流 检 测 电 路 ” ， 电 动 机 的 “ 速 度 检测 电 路 ” ， 将 运 算 电 路 的 控 制 信 号 进 行 放 大 的 “ 驱 动 电路 ” ， 以 及 逆 变 器 和 电 动 机 的 “ 保 护 电 路 ” 组 成 。 7、 国 内 外 交 流 变 频 电 牵 引 采 煤 机 的 发 展 情 况 采 煤 机 由 最 初 的 液 压 牵 引 发 展 到 交 流 电 牵 引 ， 而 后随 着 电 力 电 子 器 件 制 造 技 术 、 变 流 技 术 控 制 技 术 以 及 微型 计 算 机 和 大 规 模 集 成 电 路 的 飞 速 发 展 ， 目 前 采 用

14、逆 变 的 变 频 器 可 将 鼠 笼 型 电 机 的 启 动 转 矩 提 升 到 额定 转 矩 的 2倍 。 这 种 全 数 字 式 的 通 用 变 频 器 具 有 很 强 的控 制 能 力 ,即 使 不 用 测 速 反 馈 , 也 能 使 鼠 笼 型 电 机 具 有较 硬 的 机 械 特 性 和 快 速 正 反 转 能 力 。 80年 代 末 ,煤 矿 井下 也 开 始 在 采 、 掘 、 运 等 主 要 设 备 调 速 上 采 用 变 频 器 。如 采 煤 机 的 牵 引 电 机 、 提 升 机 、 绞 车 、 井 下 用 通 风 机 、水 泵 及 带 式 输 送 机 电 机 的 调 速

15、 等 。 牵 引 拖 动 有 “ 一 拖 一 ”和 “ 一 拖 二 ” 两 种 方 式 。 我 集 团 公 司 目 前 使 用 的 电 牵 引 采 煤 机 主 要 是 由 鸡西 煤 机 厂 和 西 安 煤 机 厂 生 产 ， 这 两 家 采 煤 机 牵 引 电 机 的变 频 控 制 均 采 用 ABB变 频 器 ACS800系 列 ， 并 在 该 型 号 变频 器 原 有 的 基 础 上 进 行 了 二 次 改 造 ， 由 风 冷 改 为 水 冷形 式 。 变 频 器 为 水 冷 结 构 ,其 整 流 模 块 与 逆 变 模 块 均 安装 在 专 用 的 散 热 铝 板 上 , 铝 板 与 腔

16、 体 底 面 水 冷 壁 紧 密 接触 (中 间 由 导 热 脂 传 递 热 量 )。 正 常 使 用 时 ,变 频 器 产 生的 热 量 由 水 冷 壁 带 走 。 使 变 频 器 的 散 热 问 题 得 到 了 良 好的 解 决 。 ACS800变 频 器 使 用 了 最 先 进 的 控 制 算 法 直 接 转 矩控 制 （ DTC） ， 能 够 精 确 的 控 制 功 率 器 件 的 每 一 次 开 关 ，相 对 于 矢 量 和 标 量 控 制 ， 可 以 减 少 冗 余 的 开 关 次 数 ， 能效 更 高 ， 满 足 高 精 度 的 控 制 要 求 。 直 接 转 矩 控 制 算 法

17、 是ABB变 频 器 的 核 心 。 ACS800壁 挂 式 风 冷 结 构 经 采 煤 机 厂 家 改 装 后 的 卧 式 水 冷 结 构 8、 ACS800变 频 器 主 电 路 压 敏 电 阻 板 RVAR:在 工 业 环 境 中 ， 输 入 保 护 板 可 以 用 于 替 换 RRFC 板 。 压 敏 电 阻 接 地 点 压 敏 板 压 敏 电 阻电 流 互 感 器 MOS管 续 流 二极 管 IGBT触 发 充电接触器充 电 电 阻 电解电容 均 压 电 阻 充电接触器 压敏电阻 电 解 电 容 均 压 电 阻电流互感器 IGBT 各 部 件 作 用1） 进 线 电 容 电 抗 器

18、组 。主 要 作 用 是 提 高 输 入 侧 的 功 率 因 数 ， 滤 掉 电 网 及 回 馈 时 的 谐 波 ， 要 注意 安 装 时 电 容 要 接 在 牵 引 变 压 器 与 电 抗 器 之 间 。2） 进 线 压 敏 电 阻进 线 压 敏 电 阻 ， 可 以 抑 制 瞬 态 过 电 压 ， 起 到 保 护 变 频 器 的 作 用 。3） 电 流 互 感 器大 部 份 变 频 器 都 是 用 的 霍 尔 电 流 互 感 器 ， 用 来 检 测 电 流 ， 从 而 计 算 过流 ， 缺 相 ， 接 地 等 故 障 。4） IGBTIGBT是 绝 缘 栅 双 极 型 晶 体 管 的 缩 写

19、 ， IGBT是 由 MOSFET和 双 极 型 晶 体 管复 合 而 成 的 一 种 器 件 ， 其 输 入 极 为 MOSFET， 输 出 极 为 PNP晶 体 管 ，它 融 和 了 这 两 种 器 件 的 优 点 ， 既 具 有 MOSFET器 件 驱 动 功 率 小 和 开关 速 度 快 的 优 点 ， 又 具 有 双 极 型 器 件 饱 和 压 降 低 而 容 量 大 的 优 点 。 5） 吸 收 电 容主 要 吸 收 高 次 谐 波 。 各 部 件 作 用6） 充 电 电 阻它 的 作 用 是 在 上 电 的 时 候 限 制 整 流 回 路 的 充 电 电 流 及 对 滤 波 电

20、容 的 冲击 ， 当 电 容 充 电 完 成 后 接 触 器 动 作 ， 电 阻 被 旁 路 。7） 电 解 电 容为 滤 波 电 容 ， 变 频 器 功 率 越 大 ， 电 容 的 容 量 就 越 大 ， 滤 波 电 容 的 耐 压一 般 是 450V， 因 为 380V级 的 变 频 器 整 流 滤 波 后 的 电 压 是 600V， 所以 两 并 两 串 后 耐 压 就 可 以 达 到 900V。8） 均 压 电 阻一 是 作 放 电 电 阻 ， 关 机 后 将 电 容 上 的 电 尽 放 放 掉 ， 另 一 个 是 均 压 ， 保持 滤 波 电 容 上 的 电 压 相 等 。 9、 A

21、BB控 制 电 路 主 板 ： 电 机 控 制 和 I/O板 （ RMIO） +24VDC 电 源2 路 用 于 现 场 总 线 的 并 联端 口现 场 总 线I/O 扩 展脉 冲 编 码 器新 的 可 选 件 系 列PPCC-link = 串 口 通 讯 与RINT通 讯 控 制 盘 连接 器 模 拟 I/O2 路 电 流 输 入1 双 极 性 电 压 输 入2 路 电 流 输 出AI 电 气 隔 离数 字 输 入6 路 可 编 程1 固 定 为 停 车 (启 动互 锁 )两 组 隔 离+24VDC3 可 编 程 继 电器 输 出 DDCS 适配 器 连 接器DDCS 适 配 器 带 4路

22、通 道PC 连 接主 从 通 讯 驱 动 板 ： 集 成 的 功 率 接 口 板 *集 成 开 关 电 源*集 成 整 流 及 逆 变 门 极 驱 动*电 流 电 压 AD转 换*风 机 控 制*接 地 检 测 操 作 键 盘 CDP312R显 示 屏 第 一 行 显 示 状 态 10、 电 动 机 的 四 象 限 运 行 众 所 周 知 ， 异 步 电 动 机 有 电 动 和 制 动 两 种 工 作 状 态 ，我 们 把 电 动 机 的 转 速 和 输 出 转 矩 用 坐 标 的 形 式 表 示 ， X轴 表 示 转 矩 ， Y轴 表 示 转 速 ， 当 电 动 机 转 速 和 转 矩 方

23、向相 同 时 ， 电 动 机 处 于 电 动 状 态 ； 当 电 动 机 转 速 和 转 矩 方向 相 反 时 ， 电 磁 转 矩 为 负 ， 起 到 制 动 作 用 ； 电 磁 功 率 也为 负 ， 电 动 机 处 于 发 电 状 态 。 如 下 图 所 示 ， 第 象 限 为电 动 机 正 转 方 向 的 电 动 状 态 ， 第 象 限 为 电 动 机 正 转 方向 的 发 电 状 态 ， 第 象 限 为 电 动 机 反 转 方 向 的 电 动 状 态 ，第 象 限 为 电 动 机 反 转 方 向 的 发 电 状 态 。 这 就 是 所 谓 电动 机 的 四 象 限 运 行 。 生 产 机

24、 械 在 运 行 过 程 中 需 要 快 速 的 减速 或 停 车 ， 更 有 些 设 备 在 生 产 中 要 求保 持 若 干 台 设 备 前 后 一 定 的 转 速 差 或者 拉 伸 距 ， 这 就 会 产 生 发 电 制 动 的 问题 ， 使 电 动 机 运 行 在 第 二 或 第 四 象 限 。然 而 在 实 际 应 用 中 ， 由 于 通 用 变 频 器大 多 采 用 电 压 源 的 控 制 方 式 ， 其 中 间直 流 环 节 有 大 电 容 钳 制 着 电 压 ， 使 之不 能 迅 速 反 向 ， 另 外 交 直 回 路 又 通 常采 用 不 可 控 制 流 桥 ， 不 能 使

25、电 流 反 向 ，因 此 要 实 现 回 馈 制 动 和 四 象 限 运 动 就比 较 困 难 。 在 变 频 调 速 系 统 中 ， 电 机 的 降 速 和 停 机 是 通 过 逐 渐 减 小 频 率来 实 现 的 ， 在 频 率 减 小 的 瞬 间 ， 电 机 的 同 步 转 速 随 之 下 降 ， 而 由于 机 械 惯 性 的 原 因 ， 电 机 的 转 子 转 速 未 变 。 当 同 步 转 速 V1小 于 转子 转 速 V时 ， 转 子 电 流 的 相 位 几 乎 改 变 了 180 ， 电 机 从 电 动 状 态变 为 发 电 状 态 ； 与 此 同 时 ， 电 机 轴 上 的 转

26、 矩 变 成 了 制 动 转 矩 Te，使 电 机 的 转 速 迅 速 下 降 ， 电 机 处 于 再 生 制 动 状 态 。 电 机 再 生 的 电能 P经 续 流 二 极 管 全 波 整 流 后 反 馈 到 直 流 电 路 。 由 于 直 流 电 路 的 电能 无 法 通 过 整 流 桥 回 馈 到 电 网 ， 仅 靠 变 频 器 本 身 的 电 容 吸 收 ， 虽然 其 他 部 分 能 消 耗 电 能 ， 但 电 容 仍 有 短 时 间 的 电 荷 堆 积 ， 形 成 “泵 升 电 压 ” ， 使 电 流 电 压 Ud升 高 。 过 高 的 直 流 电 压 将 使 各 部 分 器件 受

27、到 损 害 。 因 此 ， 对 于 负 载 处 于 发 电 制 动 状 态 中 ， 必 须 采 取 措 施 处 理 这部 分 再 电 能 。 下 面 阐 述 的 就 是 处 理 再 生 能 量 的 方 法 ， 即 能 耗 制 动和 回 馈 制 动 。 11、 变 频 器 的 能 耗 制 动 能 耗 制 动 采 用 的 工 作 方 法 是 在 变 频 器 直 流 侧 加 放 电 电 阻 单 元 组件 ， 将 再 生 电 能 消 耗 在 功 率 电 阻 上 来 实 现 制 动 。 这 是 一 种 处 理 再生 能 量 的 最 直 接 的 方 法 ， 它 是 将 再 生 能 量 通 过 专 门 的

28、能 耗 制 动 电路 消 耗 在 电 阻 上 。 转 化 为 热 能 ， 因 此 又 被 称 “ 电 阻 制 动 ” ， 它 包括 制 动 单 元 和 制 动 电 阻 两 部 分 。 制 动 单 元 制 动 单 元 的 功 能 是 当 直 流 回 路 的 电 压 Ud超 过 规 定 的 限 制 时 （ 如 660V或710V） ， 接 通 耗 能 电 路 ， 使 电 流 回 路 通 过 制 动 电 阻 后 以 热 能 方 式 释 放 能 量。 制 动 单 元 可 分 内 置 和 外 置 两 种 ， 前 者 适 用 于 小 功 率 的 通 用 变 频 器 ， 后 者适 用 于 大 功 率 变 频

29、 器 或 是 对 制 动 有 特 殊 要 求 的 工 况 中 。 从 原 理 上 讲 ， 两 者并 没 区 别 ， 都 是 作 为 接 通 制 动 电 阻 的 “ 开 关 ” ， 它 包 括 功 率 管 、 电 压 采 样比 较 电 路 和 驱 动 电 路 。 制 动 电 阻 制 动 电 阻 是 用 于 将 电 机 的 再 生 能 量 以 热 能 方 式 消 耗 的 载 体 ， 它 包 括 电阻 阻 值 和 功 率 容 量 两 个 重 要 的 参 数 。 通 常 在 工 程 上 选 用 较 多 的 是 波 纹 电 阻和 铝 合 金 电 阻 两 种 。 前 者 采 用 表 面 立 体 波 纹 ，

30、 有 利 于 散 热 减 小 寄 生 电 感 量， 并 选 用 高 阻 燃 无 机 涂 层 ， 可 有 效 保 护 电 阻 丝 不 被 老 化 ， 延 长 使 用 寿 命 ；后 者 耐 气 候 性 、 耐 震 动 性 ， 优 于 传 统 瓷 骨 架 电 阻 器 ， 可 广 泛 应 用 于 高 要 求恶 劣 工 控 环 境 使 用 ， 易 紧 密 安 装 ， 易 附 加 散 热 器 ， 外 型 美 观 。 制 动 过 程 能 耗 制 动 的 过 程 如 下 ： 当 电 机 在 外 力 作 用 下 减 速 、 反 转 时 （ 包 括 被 拖 动 ） ， 电 机 即 以 发 电 状 态 运 行 ，

31、能 量 反 馈 回 直 流 回 路 ， 使 母 线 电 压 升 高。 当 电 流 电 压 达 到 制 动 单 元 开 的 状 态 时 ， 制 动 单 元 的 功 率 管 导 通 ， 电 流流 过 制 动 电 阻 。 制 动 电 阻 消 耗 电 能 为 热 能 ， 电 机 的 转 速 降 低 ， 母 线 电 压也 降 低 。 母 线 电 压 降 至 制 动 单 元 要 关 断 的 值 ， 制 动 单 元 的 功 率 管 截 止 ，制 动 电 阻 无 电 流 通 过 。 采 样 母 线 电 压 值 ， 制 动 单 元 重 复 ON/OFF过 程 ， 平衡 母 线 电 压 ， 使 系 统 正 常 运

32、 行 。 11、 变 频 器 的 回 馈 制 动 采 煤 机 变 频 器 常 用 的 回 馈 制 动 是 指 回 馈 电 网 制 动 ，是 将 直 流 母 线 上 的 再 生 电 能 回 馈 到 交 流 电 网 ， 而 要 实 现直 流 回 路 与 电 源 间 的 双 向 能 量 传 递 ， 一 种 最 有 效 的 方 法就 是 采 用 有 源 逆 变 技 术 ， 即 将 再 生 电 能 逆 变 为 与 电 网 同频 率 同 相 位 的 交 流 电 回 送 电 网 ， 从 而 实 现 制 动 。 常 见 的 做 法 是 将 整 流 桥 的 不 可 控 器 件 二 极 管 换 为 可控 的 IG

33、BT。 变 频 器 正 常 工 作 时 ， 整 流 器 起 到 整 流 的 作 用 ；当 需 要 回 馈 制 动 时 ， 整 流 器 由 触 发 信 号 控 制 进 行 回 馈 逆变 ， 将 电 能 反 送 至 电 网 ， 起 到 了 逆 变 的 作 用 。 12、 变 频 器 的 主 从 控 制 （ 一 拖 一 模 式 ） ACS800变 频 器 的 主 /从 功 能 是 为 多 传 动 应 用 而 设 计的 ， 其 中 系 统 由 若 干 个 ACS 800 变 频 器 驱 动 ， 同 时 电 机轴 通 过 齿 轮 、 链 条 或 传 送 带 等 相 互 耦 合 在 一 起 。 由 于 这

34、种 主 /从 功 能 ， 负 载 可 以 均 匀 地 分 配 在 传 动 单 元 之 间 。 外 部 控 制 信 号 只 与 主 机 连 接 。 主 机 通 过 一 个 光 纤 串行 通 讯 链 路 来 控 制 从 机 。 主 机 是 典 型 的 速 度 控 制 ， 其 它传 动 单 元 跟 随 主 机 的 转 矩 或 速 度 给 定 。 一 般 情 况 下 ： 当主 机 和 从 机 的 电 机 轴 通 过 齿 轮 、 链 条 等 进 行 刚 性 连 接 时 ，从 机 应 该 采 用 转 矩 控 制 模 式 ， 以 使 传 动 单 元 之 间 不 存 在速 度 差 异 。 13、 变 频 器

35、的 保 护 功 能 变 频 器 的 接 地 保 护 功 能 变 频 器 的 接 地 故 障 保 护 ， 是 变 频 器 在 运 行 过 程 中 ， 始 终 监 视 电机 和 电 机 电 缆 的 漏 电 和 接 地 ， 接 地 故 障 的 检 测 是 基 于 在 变 频 器 的 输入 端 装 有 零 序 电 流 互 感 器 ， 对 接 地 保 护 泄 漏 电 流 的 的 测 量 ， 通 过DSP数 字 信 号 处 理 器 计 算 处 理 ， 判 断 是 否 有 接 地 故 障 发 生 ， 如 果 有接 地 故 障 ， 变 频 器 将 立 即 停 止 输 出 。 变 频 器 的 过 压 保 护 功

36、 能 变 频 器 检 测 自 身 的 直 流 母 线 ， 来 判 断 供 电 电 压 是 否 过 电 压 。 过压 极 限 整 定 值 为 1.3Umax， Umax是 牵 引 变 压 器 输 出 的 最 大 值 。 牵 引变 压 器 的 输 出 电 压 为 380V， 则 Umax=415V,这 样 过 压 极 限 值 整 定 为1.3X415=540V， 当 牵 引 变 压 器 的 输 出 高 于 540V时 ， 变 频 器 通 过 直 流母 线 判 断 为 过 压 ， 给 出 故 障 信 号 。 系 统 的 中 文 显 示 窗 给 出 故 障 原 因 和 解 决 方 法 。 变 频 器

37、的 欠 压 保 护 功 能 变 频 器 检 测 自 身 的 直 流 母 线 ， 来 判 断 供 电 电 压 是 否 欠 电 压 。 欠压 极 限 整 定 值 为 0.65Umix， Umix是 牵 引 变 压 器 输 出 的 最 小 值 。 牵 引变 压 器 的 输 出 最 小 电 压 为 380V， 则 Umix=380V,这 样 欠 压 极 限 值 整 定为 0.65X380=247V， 当 牵 引 变 压 器 的 输 出 低 于 247V时 ， 变 频 器 通 过直 流 母 线 判 断 为 欠 压 ， 系 统 的 中 文 显 示 窗 给 出 故 障 原 因 和 解 决 方 法 。 变 频

38、 器 的 供 电 电 源 缺 相 保 护 功 能 变 频 器 通 过 内 部 的 输 入 缺 相 保 护 电 路 ， 通 过 检 测 中 间 电 路 的 脉动 增 加 来 判 断 是 否 供 电 电 源 缺 相 ， 一 旦 有 缺 相 发 生 ， 则 变 频 器 停 止输 出 ， 同 时 系 统 中 文 显 示 窗 显 示 故 障 信 息 和 解 决 方 法 。 等 故 障 处 理完 成 后 ， 可 按 下 复 位 按 钮 3秒 钟 后 ， 进 行 故 障 复 位 ， 才 能 进 行 正 常牵 引 。 变 频 器 输 出 短 路 保 护 功 能 变 频 器 在 运 行 和 启 动 前 ， 始

39、终 监 视 IGBT模 块 和 电 机 电 缆 ， 一 旦有 短 路 发 生 ， 变 频 器 以 微 秒 级 的 速 度 封 锁 脉 冲 信 号 ， 使 IGBT逆 变 桥 禁 止 输 出 。 此 时 系 统 的 中 文 显 示 窗 显 示 故 障 信 息 和 解 决 方 法 。 变 频 器 对 电 机 的 缺 相 保 护 功 能 变 频 器 监 视 电 机 电 缆 的 连 接 状 态 ， 如 果 检 测 到 某 一 相 没 有 连 接 ，变 频 器 将 停 止 输 出 ， 同 时 中 文 显 示 窗 显 示 故 障 信 息 和 解 决 方 法 。 变 频 器 对 牵 引 电 机 的 堵 转

40、保 护 变 频 器 在 牵 引 电 机 堵 转 时 保 护 电 机 ， 当 牵 引 电 机 堵 转 时 ， 在 超过 电 机 堵 转 的 时 间 内 ， 变 频 器 停 止 输 出 ， 采 煤 机 停 止 牵 引 ， 中 文 显示 窗 显 示 故 障 信 息 和 解 决 方 法 。 变 频 器 对 牵 引 电 机 的 过 流 保 护 变 频 器 在 牵 引 电 机 发 生 过 流 时 ， 变 频 器 停 止 输 出 ， 采 煤 机 停 止 牵引 ， 中 文 显 示 窗 显 示 故 障 信 息 和 解 决 方 法 。 二 、 变 频 器 的 常 见 故 障 处 理 方 法 及 注 意 事 项1、

41、 在 判 断 变 频 器 故 障 前 ， 确 保 给 变 频 器 提 供 电 源2、 断 电 检 查 快 速 熔 断 器 ， 如 果 有 一 个 快 熔 损 坏 ， 变 频 器 应 正 常 显 示 ，只 是 在 带 负 荷 运 行 时 报 出 电 源 缺 相 故 障 ， 可 更 换 快 熔 ； 如 果 两 个 快熔 损 坏 ， 则 需 要 用 万 用 表 检 查 接 线 端 子 是 否 有 接 地 故 障 ， 检 查 作 为电 能 储 存 器 的 电 容 组 。 不 允 许 在 不 检 查 的 情 况 下 ， 直 接 更 换 快 熔 ，可 能 再 次 损 坏 快 熔 。3、 观 察 控 制 盘

42、 是 否 亮 ， 如 果 有 一 个 控 制 盘 不 亮 ， 可 采 取 互 换 控 制 盘 和连 接 线 确 认 控 制 盘 是 否 损 坏 。 如 果 控 制 盘 如 下 显 示 ： CDP312(R) PANEL Vx.xx . 光 标 一 直 闪 烁 不 停 ， 可 采 取 互 换 控 制 盘 确 认 控 制 盘 是 否 损 坏 ， 如果 还 是 这 样 显 示 ， 可 判 断 变 频 器 主 板 损 坏 ， 更 换 变 频 器 。 如 果 互 换 完 控 制 盘 和 连 接 线 ， 该 变 频 器 所 连 接 控 制 盘 还 是 不 亮 ， 则 需 要 检 查进 线 侧 三 个 快

43、速 熔 断 器 是 否 完 好 ， 如 果 完 好 ， 则 变 频 器 RMIO控 制 板有 问 题 ， 需 要 更 换 。 4、 观 察 控 制 盘 显 示 内 容 ， 警 告 和 故 障 显 示 分 别 如 下 ： ACS800-01-0100-3 ACS800-01-0100-3 *WARNING* *FAULT* DC BUS LIM(3211) MOTOR STALL(7121) 5、 变 频 器 断 电 后 ， 必 须 等 待 5分 钟 以 上 ， 以 防 止 中 间 直 流 回 路 放 电 造成 电 击 ， 并 用 万 用 表 测 量 每 个 输 入 端 子 和 地 之 间 的

44、电 压 ， 以 保 证 变频 器 装 置 放 电 完 毕 。 6、 变 频 器 在 运 行 过 程 中 ， 不 允 许 在 1分 钟 内 连 续 三 次 切 断 电 源 ， 以 避免 变 频 器 内 的 充 电 电 阻 因 过 流 而 烧 毁 ， 造 成 变 频 器 不 能 工 作 。 7、 测 量 牵 引 电 机 的 绝 缘 时 ， 必 须 把 牵 引 电 机 和 变 频 器 的 连 接 电 缆 从电 机 端 子 拆 下 ， 否 则 ， 有 可 能 造 成 变 频 器 内 的 IGBT模 块 永 久 性 损 坏 。 附 录 ： 变 频 器 操 作 面 板 CDP312故 障 显 示 信 息

45、变 频 器 有 完 善 的 故 障 自 诊 断 和 显 示 功 能 ， 系 统 运 行 时 连 续 监 视 电 机和 变 频 器 自 身 的 状 态 ， 保 证 变 频 器 不 受 损 坏 。 1、 变 频 器 过 温 警 告 显 示 信 息 ： TEMP 故 障 原 因 ： 变 频 器 装 置 内 部 过 温 ， 过 温 温 度 整 定 在 115 C 解 决 方 法 ： 检 查 变 频 器 箱 内 环 境 温 度 条 件 。 检 查 冷 却 水 压 力 和 流 量 是 否 正 常 。 检 查 变 频 器 底 板 水 套 是 否 被 堵 。 检 查 变 频 器 冷 却 底 板 与 变 频 器

46、 箱 底 板 是 否 紧 密 结 合 。 2、 变 频 器 输 出 过 流 显 示 信 息 ： OVER CURRENT 故 障 原 因 ： 变 频 器 输 出 电 流 过 流 或 电 机 、 电 缆 发 生 短 路 ， 触 发 极 限 是 3.5Ie。 解 决 方 法 ： 检 查 电 机 负 载 ， 电 机 、 电 机 电 缆 是 否 短 路 。 检 查 电 机 和 机 械 部 件 的 连 接 处 。 3、 变 频 器 输 出 短 路 显 示 信 息 ： SHORT CURRENT 故 障 原 因 ： 变 频 器 输 出 过 流 。 解 决 方 法 ： 检 查 电 机 和 电 机 电 缆 。

47、 检 查 采 煤 机 的 机 械 行 走 部 件 和 滑 靴 。 4、 变 频 器 直 流 母 线 过 压 显 示 信 息 ： DC OVERVOLT 故 障 原 因 ： 变 频 器 内 部 直 流 母 线 电 压 太 大 。 解 决 方 法 ： 检 查 过 压 控 制 器 设 置 是 否 正 确 。 检 查 牵 引 变 压 器 输 出 有 无 波 动 或 静 态 过 压 。 检 查 减 速 时 间 。 5、 变 频 器 输 入 电 源 缺 相 显 示 信 息 ： SUPPLY PHASE 故 障 原 因 ： 变 频 器 内 部 中 间 直 流 电 压 振 动 ， 可 能 是 主 电 路 缺

48、相 ， 快 速 熔 断 器 烧 断 ， 或 是 整 流 桥 内 部 故 障 引 起 。 解 决 方 法 ： 检 查 供 电 电 源 是 否 缺 相 。 检 查 变 频 器 输 入 回 路 上 的 快 速 熔 断 器 是 否 烧 坏 。 6、 变 频 器 中 间 直 流 回 路 欠 压 显 示 信 息 ： DC UNDER VOLT 故 障 原 因 ： 变 频 器 供 电 电 源 缺 相 ， 快 速 熔 断 器 烧 坏 ， 或 整 流 桥 内 部 故 障 损 坏 。 欠 压 触 发 极 限 为 0.65Umin。 解 决 方 法 ： 检 查 牵 引 变 压 器 是 否 正 常 工 作 。 检 查

49、 变 频 器 输 入 端 快 速 熔 断 器 是 否 烧 坏 。7、 变 频 器 输 出 接 地 故 障 显 示 信 息 ： EARTH FAULT 故 障 原 因 ： 电 网 不 平 衡 。 相 应 牵 引 电 机 、 电 机 电 缆 或 变 频 器 内 部 故 障 造 成 解 决 方 法 ： 检 查 电 机 和 电 机 电 缆 。 检 查 在 变 频 器 输 出 侧 有 无 功 率 因 数 矫 正 电 容 或 浪 涌 吸 收 装 置 。8、 控 制 板 故 障 显 示 信 息 ： I/O COMM 故 障 原 因 ： 变 频 器 内 部 中 的 NAMC板 通 道 CH1发 生 通 讯 故

50、 障 。 电 磁 干 扰 变 频 器 中 的 I/O控 制 板 （ NIOC） 内 部 故 障 。 解 决 方 法 ： 检 查 NIOC和 NAMC板 之 间 的 光 纤 连 接 是 否 松 动 。 检 查 NIOC和 NAMC板 之 间 的 光 纤 是 否 完 好 。 更 换 NIOC板 。 9、 变 频 器 环 境 温 度 显 示 信 息 ： AMBIENT TEMP 故 障 原 因 ： 变 频 器 内 部 的 I/O控 制 板 温 度 低 于 -5 0 C或 高 于 +73 82 C。 解 决 方 法 ： 检 查 冷 却 风 机 和 冷 却 水 流 量 。 检 查 变 频 器 冷 却 通

51、 道 是 否 畅 通 。10、 牵 引 电 机 堵 转 保 护 显 示 信 息 ： MOTOR STALL 故 障 原 因 ： 牵 引 电 机 堵 转 。 可 能 是 机 械 故 障 、 过 载 等 引 起 。 解 决 方 法 ： 检 查 牵 引 电 机 负 载 检 查 采 煤 机 牵 引 部 和 滑 靴 。11、 牵 引 电 机 缺 相 显 示 信 息 ： MOTOR PHASE 故 障 原 因 ： 牵 引 电 机 缺 相 。 牵 引 电 机 、 电 机 电 缆 的 损 坏 造 成 ， 也 可 能 是 变 频 器 内 部 损 坏 造 成 。 解 决 方 法 ： 检 查 牵 引 电 机 和 电

52、 机 电 缆 。 检 查 变 频 器 输 出 是 否 缺 相 。 12、 控 制 盘 故 障 显 示 信 息 ： PANEL LOSS 故 障 原 因 ： 与 变 频 器 连 接 的 CDP312控 制 盘 通 讯 故 障 ， 解 决 方 法 ： 检 查 控 制 盘 连 接 器 。 重 新 连 接 控 制 盘 。 检 查 PANEL LOSSS相 关 参 数 。13、 电 机 过 温 保 护 显 示 信 息 ： MOTOR TEMP 故 障 原 因 ： 牵 引 电 机 过 温 或 有 过 温 趋 势 。 可 能 由 于 电 机 过 载 ， 电 机 冷 却 条 件 不 符 合 或 错 误 的 启

53、 动 数 据 引 起 。 解 决 方 法 ： 检 查 牵 引 电 机 的 额 定 参 数 、 负 载 情 况 和 冷 却 条 件 。 检 查 启 动 参 数 。14、 电 机 辩 识 显 示 信 息 ： ID MAGN REQ 故 障 原 因 ： 需 要 电 机 辩 识 ， 这 个 警 告 属 于 正 常 的 启 动 步 骤 。 传 动 希 望 用 户 选 择 如 何 进 行 电 机 辩 识 运 行 ： 通 过 辩 识 励 磁 还 是 辩 识 运 行 。 解 决 方 法 ： 启 动 辩 识 励 磁 。 在 变 频 器 进 行 电 机 辩 识 前 ， 必 须 把 牵 引 电 机 和 负 载 脱

54、离 ， 否 则 可 能 造 成 机 械 或 电 机 损 坏 。 故 障 原 因 解 决 方 法ACS 800 TEMP（ 4210） 传 动 的 IGBT温 度 过 高 。 故 障 跳 闸 极 限 为100%。 检 查 环 境 条 件 ， 检 查 冷 却 水 是 否 正 常 。COMM MODULE（ 7510） 传 动 单 元 和 主 机 之 间 的 周 期 性 通 讯 丢 失 。 检 查 电 缆 连 接 。观 察 适 配 器 指 示 灯 显 示 。检 查 主 机 是 否 可 以 通 讯 。CTRL B TEMP（ 4110） 控 制 板 温 度 高 于 88 。 检 查 环 境 条 件联

55、系 厂 家DC OVERVOLT（ 3210） 中 间 电 路 直 流 电 压 过 高直 流 电 压 728； 877 检 查 主 机 的 静 态 或 瞬 态 过 压 。检 查 电 机 和 电 缆 的 绝 缘 情 况DC UNDEVOLT （ 3220） 中 间 电 路 直 流 电 压 过 低直 流 电 压 307； 425 检 查 主 电 源 和 熔 断 器EARTH FAULT（ 2330） 传 动 单 元 检 测 到 负 载 不 平 衡 检 查 电 机 或 电 机 电 缆 有 无 接 地 故 障测 量 电 机 或 电 机 电 缆 的 绝 缘 电 阻LINE CONV（ FF51） 进 线

56、 侧 整 流 单 元 出 现 故 障该 故 障 仅 在 四 象 限 变 频 器 出 现 将 控 制 盘 从 电 机 输 入 侧 切 换 到 进 线 侧 整 流 单 元 ，观 察 故 障 显 示 。联 系 厂 家MOTOR PHASE（ FF56） 电 极 缺 相 检 查 电 机 和 电 机 电 缆MOTOR STALL（ 7121） 电 机 堵 转 。 可 能 由 于 过 载 或 电 机 功 率 不足 。 检 查 电 机 的 负 载 和 传 动 单 元 的 额 定 值 。 NO MOT DATA（ FF52） 未 设 定 电 机 数 据 或 电 机 数 据 与变 频 器 数 据 不 匹 配 断

57、 电 ， 等 待 放 电 完 毕 再 次 上 电联 系 厂 家PANEL LOSS（ 5300） 控 制 盘 与 ACS800之 间 的 通 讯 中断 检 查 控 制 盘 的 连 接检 查 控 制 盘 连 接 器PPCC LINK（ 5210） 连 接 至 INT板 的 光 纤 出 现 故 障 检 查 光 纤联 系 厂 家SHORT CIRC（ 2340） 电 机 电 缆 或 电 机 短 路逆 变 单 元 的 输 出 桥 故 障 检 查 电 机 和 电 机 电 缆联 系 厂 家 START INTERL（ FF8D） 没 有 收 到 启 动 互 锁 信 号 检 测 连 接 到 RMIO板 上 的 启 动 互 锁 电路 。 即 X22端子 的 8和 11SUPPLY PHASE（ 3130） 中 间 电 路 直 流 电 压 震 荡 检 查 主 电 源 熔 断 器检 查 主 电 源 是 否 平 衡USER MACRO（ FFA1） 没 有 User Macro（ 用 户 宏 ） 存储 或 文 件 有 错 断 电 ， 等 待 放 电 完 毕 再 次 上 电联 系 厂 家