高壓變頻的組成部分和技術(shù)特點(diǎn)

　　這篇系統(tǒng)工程師論文發(fā)表了高壓變頻的組成部分和技術(shù)特點(diǎn)，將變頻技術(shù)應(yīng)用在煤礦領(lǐng)域是重點(diǎn)工作，如今高壓變頻技術(shù)成為了熱點(diǎn)話題，論文針對(duì)如何應(yīng)用高頻技術(shù)在刮板輸送機(jī)上的應(yīng)用問題進(jìn)行了分析，探討了高壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響。

　　關(guān)鍵詞：系統(tǒng)工程師論文,高壓變頻技術(shù),電動(dòng)機(jī)影響

　　高壓變頻器的各組成部分與流程

　　高壓變頻器的各組成部分高壓變頻器內(nèi)部回路主要分為兩個(gè)部分，一是主回路，二是控制回路。主回路是指通過主回路可以使煤礦上10000V的電壓在經(jīng)過移動(dòng)變電站后，變電站將電壓變?yōu)閮陕返?903V電壓，再將電壓輸入至變頻器，通過變頻器對(duì)電壓進(jìn)行變頻輸出控制，將電動(dòng)機(jī)的輸入電壓頻率控制在50Hz以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)高壓變頻器的調(diào)速控制。控制回路就是低壓的控制設(shè)備，它由地面監(jiān)控、顯示臺(tái)、TK200集中顯示器、信號(hào)采集終端共同組成。其中集中顯示器在整個(gè)低壓變頻器中的意義最為重大。

　　當(dāng)操作人員利用集中顯示器進(jìn)行刮板輸送機(jī)的運(yùn)行速度設(shè)置時(shí)，顯示臺(tái)能夠分別顯示出電流、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)輸、轉(zhuǎn)矩等主要的數(shù)據(jù)參數(shù)，將最終的數(shù)據(jù)信息傳送至地面監(jiān)控系統(tǒng)并保留歷史數(shù)據(jù)。集中顯示臺(tái)還能夠根據(jù)信號(hào)采集終端進(jìn)行電動(dòng)機(jī)內(nèi)油溫與油量的定位。高壓變頻器流程煤礦高壓變頻系統(tǒng)流程如圖1所示，主要工作流程為：

　　(1)控制系統(tǒng)連接電源，進(jìn)行自檢工作，如果自檢系統(tǒng)存在故障問題，顯示器會(huì)自動(dòng)顯示故障代碼，如果故障沒有發(fā)生，就會(huì)發(fā)送移變MCB合閘命令。

　　(2)檢驗(yàn)是否通過接收到的MCB的信號(hào)，如果沒有接收到信號(hào)就繼續(xù)等待2秒，MCB故障發(fā)生會(huì)禁止合閘，顯示故障代碼。反之，變頻器就會(huì)進(jìn)入準(zhǔn)備充電的狀態(tài)。

　　(3)操作人員通過在中央控制臺(tái)設(shè)置運(yùn)行的速度，啟動(dòng)TK200，檢測(cè)是否接收到信號(hào)，如果信號(hào)沒有成功被接收，請(qǐng)重復(fù)進(jìn)行信號(hào)的等待接受。反之，變頻器進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)。

　　(4)在系統(tǒng)運(yùn)行期間，如果發(fā)生沿線停車閉鎖或者故障聽出，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)故障進(jìn)行修復(fù)，然后重新啟動(dòng)TK200。如果故障急停的現(xiàn)象發(fā)生，會(huì)直接導(dǎo)致顯示故障代碼，故障復(fù)位，控制電源重新上電。

　　高壓變頻技術(shù)的特點(diǎn)

　　刮板輸送機(jī)斷鏈停機(jī)在煤礦的綜采活動(dòng)中，刮板機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)吊鏈、卡鏈的故障，嚴(yán)重的情況會(huì)直接導(dǎo)致鏈體斷裂，極其影響煤礦綜采工作的安全。例如，在2013年，在某處煤礦刮板機(jī)鏈條斷裂的瞬間，電動(dòng)機(jī)電流的捕捉的電流變化，在斷裂時(shí)，機(jī)尾處的電動(dòng)機(jī)電流明顯下降到正常電流水平的70%。因此，可以通過檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的電流分析刮板輸送機(jī)的斷裂情況轉(zhuǎn)差率刮板輸送機(jī)在正常的運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)個(gè)別的煤塊卡鏈等情況，由于工作的可數(shù)性，這種堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象是被允許的，但是隨著工作時(shí)間的增長，會(huì)導(dǎo)致斷鏈等危險(xiǎn)情況的發(fā)生。

　　通過對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行分析可以有效的改變這一現(xiàn)象，在刮板輸送機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)情況時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)急劇降低，通過檢測(cè)就可以找出問題的原因，操作人員就要停止刮板輸送機(jī)的工作，對(duì)故障進(jìn)行清理。遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)1號(hào)變頻器能夠控制兩臺(tái)叢機(jī)機(jī)器，通過線路RS-483將數(shù)據(jù)傳送至PLC控制器、顯示屏、數(shù)據(jù)上傳模塊，再通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)信息輸送至地面交換中心。

　　高壓變頻器的諧波問題12脈沖晶閘管晶閘管換相產(chǎn)生的高次諧波會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)中的信號(hào)造成一定的干擾，6脈沖晶閘管自使用中相較于12脈沖晶閘管的經(jīng)濟(jì)成本較低，可以應(yīng)用在規(guī)模較小的變頻器系統(tǒng)中，在使用中也要注重對(duì)干擾等方面的影響。12脈沖晶閘管是針對(duì)大型的高壓變頻器應(yīng)用的，能夠通過線路中三角形的供電方式，優(yōu)化脈沖諧波。

　　高壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響

　　高壓變頻器的輸出電壓具有突然性的上升或者下降的脈沖特點(diǎn)這就會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)的接觸設(shè)備造成電流、電壓上電磁干擾。再加之PWM逆變器中會(huì)不可避免的產(chǎn)生共模電壓，共模電壓會(huì)和電動(dòng)機(jī)中的寄生電壓共同產(chǎn)生軸電壓，當(dāng)電壓輸送距離較長的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)發(fā)生嚴(yán)重故障。因此，為了抑制在工作中產(chǎn)生的諸多電壓與電流對(duì)設(shè)備工作造成影響的問題，高壓變頻器在工作時(shí)就要利用濾波技術(shù)，用過濾波輸出，降低諧波含量，從而減少諧波的干擾，不斷增加電動(dòng)機(jī)的使用壽命，加強(qiáng)長距離輸送電壓的安全性。

　　液力耦合軟啟動(dòng)與變頻驅(qū)動(dòng)的技術(shù)對(duì)比

　　傳統(tǒng)的刮板輸送機(jī)采用的工作原理是利用液壓耦合技術(shù)，隨著變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)的不斷更新，變頻技術(shù)在市場(chǎng)的應(yīng)用越來越廣泛，表1針對(duì)兩種工作原理進(jìn)行分析。從表中各個(gè)方面的技術(shù)對(duì)比可以看出，變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)在諸多方面均優(yōu)于液力耦合軟啟動(dòng)，因此，在煤礦領(lǐng)域普及變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)是十分必要的。

　　結(jié)論

　　高壓變頻技術(shù)在刮板輸送機(jī)上的應(yīng)用在節(jié)約煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本，提高刮板輸送機(jī)在工作中的工作效率上有著積極的作用，對(duì)于構(gòu)建穩(wěn)定、安全的煤礦開采環(huán)境也至關(guān)重要。在此過程中，通過將傳統(tǒng)的液力耦合軟啟動(dòng)與變頻驅(qū)動(dòng)的技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，解決了刮板輸送機(jī)在工作中的能源消耗問題，能夠促進(jìn)煤礦開采工作朝著更加高效、科學(xué)的方向發(fā)展、不斷提高綜采工作的效率。

　　作者：李剛 單位：同煤集團(tuán)馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司信息中心

　　推薦閱讀：《系統(tǒng)管理學(xué)報(bào)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1992年，是由上海交通大學(xué)主辦的綜合性學(xué)術(shù)期刊、管理科學(xué)重要期刊。

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