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大功率高压变频器在主扇风机中应用

来源:    作者:    发布时间:2015-03-13 10:32:11    浏览量:

  6) 变频装置输出电流谐波不大于2%,符合IEEE 519 1992及我国供电部门对电压失真最严格的要求,高于国标GB14549—93对谐波失真的要求。变频装置输出波形不会引起电机的谐振,转矩脉动小于0.1% 。
  7) 变频装置对电网反馈的电流谐波不大于4% ,符合IEEE 519 1992及我国供电部门对电压失真最严格的要求,高于国标GB14549—93对谐波失真的要求。
  8) 变频装置对电网电压的波动有较强的适应能力,在一10% ~+10% 电网电压波动时必须满载输出,可以承受30%的电网电压下降,而降额继续运行,能满足煤矿的电压大幅波动的要求。
  9) 变频装置设以下保护:过电压、过电流、欠电压、缺相保护、短路保护、失速保护、变频器过载、电机过载保护、半导体器件的过热保护、瞬时停电保护等,联跳至输入侧6kV开关。保护的性能符合国家有关标准的规定。并提供故障、断电、停机等报警。
  10) 变频装置带故障自诊断功能,对绕行电感所发生的故障类型及故障位置提供中文指示,就地显示,便于运行人员和检修人员辨别和解决所出现的问题。变频装置有对环境温度的监控,当温度超过变频器允许的环境温度时,变频器提供报警。
  11) 系统可在电子噪声,射频干扰及振动的环境中连续运行,能满足国家标准对电磁兼容的规定。
2.2 主扇风机变频控制改造方案
2.2.1 高压变频器主回路接线

  变频装置与主扇风机的连接方式如图1所示。DL为主扇风机6kV开关;K1、K2、K3为变频装置隔离刀闸,K3为工频刀闸,K1、K2为大功率电感贴片电感器变频刀闸;6kV电源经变频装置输入刀闸K1到高压变频装置,变频装置输出经出线刀闸K2送至电动机;6kV电源还可以经旁路刀闸K3后直接启动电动机。进出线刀闸(K1、K2)和旁路刀闸(K3)的作用是:一旦变频装置出现故障,即可马上断开进出线刀闸,将变频装置隔离,手动合旁路刀闸,在工频电源下启动电机运行。
2.2.2 工作方式
  系统的工作方式变为原主扇风机系统采用两台风机一用一备方式运行,现在把其中1风机改为变频拖动方式,另外一台风机系统保持原运行方式不变。变频装置采用了工频变频切换的旁路柜,保证了在变频装置故障情况下直接倒闸操作进入工频运行方式,切换速度快,完全可满足在10min内启动风机的要求,确保生产运行不受影响。并且反风比以前操作简单可靠,完全可满足10min内实现反风的要求。
3 变频器调速功能的实现
3.1 高压变频器的调速原理
  高压变频装置为交一直一交电压源型变频调速系统,变频器输出的电流波形非常接近于理想正弦波形,对电网有害的谐波分量低,可通过改变调制波的频率和幅值来调节逆变器输出电压的频率和幅值。
  6kV高压变频器每相为三单元叠加。每单元直流电压1800V,每单元最高输出交流电压1275V。整流逆变功率单元结构电路,见图2。

  经二极管全桥整流,电容滤波,SPWM方式控制IGBT电感器批发逆变输出,见图3。

  叠加后的变频器输出频率与幅值可调的正弦波线电压,对电机实现变频调速控制。二极管整流电路在整个运行范围内都有较高的功率因数,由于直流环节滤波电容的存在,负载所需的无功电流可以在逆变功率器件的开关周期内通过续流二极管瞬时由滤波电容提供,所以一般不会反映到整流器输入侧,导致输入功率因数较高。
3.2 高压变频器如何在风机的高效区进行调速
  在现有条件下风机厂家提供的风机运行转速范围为:①n<213r/min;②,n>732r/min;③406r/min  风机的转速可调范围小,变频控制改造的意义不大,经与风机厂家协商,若对风机进行一些小的改动,将前支板数增加2块,可将转速范围扩大到:①n>580 r/min;②,n<500 r/min。
  为保证风机运行的可靠性,首先将1#风机风叶保持在原角度(0°角)运行,变频器运行在工频状态下。待运行一段时间,变频器运行稳定可靠后,再增加风机前支板数2块,然后将风机调至大角度(5°角差模电感器或10°角)运行。变频器可进行调频,降低频率运行,根据井下用风量的大小实现风机的变频控制运行,并使风机保持在高效区运行,提高风机的运行效率。
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