探究高压变频器在斜井带式输送机电控系统中的应用

摘要：随着我国电气传动技术在近几年中高速发展，作为一种大容量传动装置，高压变频调速技术的广泛应用成为了大势所趋。我们都知道高压电动机的原理是通过利用高压变频器来实现无级的调速过程，这一过程满足生产技术对于电动机调速管控的实际需求，同时也实现了一定程度的节能减约。该文将就高压变频器在斜井带式输送机电控系统中的应用展开讨论。

关键词：高压变频器；斜井带式输送机；电控系统；应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）35-8122-02

1 高压变频器的工作原理

高压变频器一般认为电源输入的电压在三千瓦特以上的大功率变频器，其中包括有3000KV、3300KV、6000KV、6600KV和10000KV等不同电压等级的变频器。

变频器是利用电力半导体器件的关闭将工频电源变换为另一频率的电能控制装置的作用。每个功率单元高压变频器低电压相当于一三级相位输出，通过叠加成为高电压的三相交流电，变频器中性点不接电机，为线电压事实上变频器的输出，A相和B相输出发电UAB的输出线电压达到6000V，25阶梯波。阶梯波输出的线电压和相电压，UAB不仅具有正弦和步骤的数量也有增加，因此谐波分量和dv/dt小。

随着现代电力电子技术和微电子技术的飞速发展，大功率变频装置的不断成熟，高压力的问题已经解决，近年来通过装置串联或单元系列一直是一个很好的解决方案。应用范围越来越广泛，这使得高效，合理利用能源（尤其是电）可能。电机是国民经济的功耗，高电压和高功率的更为突出，而这些设备的节能潜力。大功率变频技术，发展，是时代赋予我们的神圣使命，这个使命将有深远的意义。高压大功率变频器已广泛应用于石化行业，市政供水，钢铁冶金，电力行业的风机，水泵，压缩机，轧钢机。

高压变频器，液力耦合器本身是不节能的，主要是看它使用的工况有没有节能空间，比如在实际使用中本来生产需要是每天是100吨（水泵）但是现在生产中没有那么多生产量了，只要50吨，可以通过调节负载的转速来调节流量的大小。怎么调节最节能呢？其实是很简单的高压变频器液力耦合器输出端转速越低，就越节能。

2 高压变频器的基本构成及特点

2.1基本组成部分

内部高压变频器是由十八个相同的模块，每个模块的六组三相高压电路，分别，通过移相分割单元的电源变压器供电。功率单元：电源是一个单相全桥变换器，变压器的次级绕组的电源输入分割。整流器，滤波器由4个IGBT的PWM控制方法，频率波形套。所有的变频器的功率单元，电路的拓扑结构是相同的，模块化设计。控制通过光纤传输。控制从主控制器的光信号，光电转换，发送给控制信号处理器，控制处理器接收相应的指令，相应的IGBT驱动信号，驱动电路驱动信号对应后，对应的驱动电压控制的IGBT，IGBT的关闭和打开操作，因此，输出波形。状态信息的动力单元将采集到的信号处理电路，集中电光转换器转换后，向主控制器发送光信号。

2.2性能特点

高压变频器的调速范围宽，从零速到平滑变频调速范围。软启动可在电动机实现低电流，启动时间、启动方式可根据现场情况调整。根据电压和频率低的情况下的输出电压的频率，电机频率调整，在低速时，电机不仅是低热量，低输入电压，电机绝缘老化率。新技术应用系列，多次叠加技术实现真正意义上的高高的功率转换，不需要升压转换器，降低了单位的损失，提高了可靠性，解决了高功率转换的困难。系列多个堆叠的纯正弦波的实现技术的应用，消除电网谐波污染开辟了一条新的途径。

3 高压变频器的实践与应用

1）举例说明，高压变频器在斜井带式输送机电控系统中的应用。

安装现场环境温度：-19.9℃～+40.2℃。

安装现场相对空气湿度：50%。

安装地点海拔高度：不高于617.4-1013.1m

系统耐震能力：按不低于6度地震烈度设防。

系统工作制度：每年工作330天，每天工作16小时，两班生产，每班连续生产8小时，一班检修。

系统安装设备有：

主斜井带式输送机：B=800mm，Q=150t/h，α=16.8°L=420.8m v=2.0m/s

电动机YB315S-4，N=110kW

减速器ZSY355-31.5，i=31.5

调速型液力偶合器YOTcs500

制动器BYWZ5-400/121，N=0.33kW

逆止器DSN025

2）设备技术要求：带式输送机设置防跑偏、打滑、煤流堵塞、防撕裂等保护装置一套，保证带式输送机的安全可靠运行。

3）除锈和涂漆要求：

A.除锈和防腐应符合有关技术要求。

B.油漆的各层，包括金属涂料、防锈层，底漆层都应互溶，涂层在应用环境下不应发生物理和化学衰变。

C.涂漆后的表面应采用必要的保护措施，避免遭受撞击摩擦，褪色及其它因素的损伤，设备验货前遭受的损坏应由供方负责处理并经买方认可。

D.对螺栓螺母，垫圈和任意螺栓连接点的暴露部分都要按规定涂防锈漆，必须保证把所有缝隙都封闭。

E.所有涂层膜厚度是最小膜层厚度并指的是干膜层状态，应正确利用得到批准的市售涂层膜厚度仪确定所有的涂层膜厚度。

F.设备外表面油漆涂层应满足室内应用环境下设置的要求，且5年内不需重新涂装。

4）护罩：所有裸露的移动和旋转部件均应加护罩，危险区域要设有明显标志。所有运动部件的运动范围要设安全标志和说明，采用中文书写。该装置应符合煤矿安全规程的规定。

5）部件的互换性：所有同类部件均应为同一种型号或同一制造厂家的产品，并应可完全互换，以减少必备的备品备件库存。如电机、开关设备、仪表、控制器、阀门和继电器等。

6）材料和设备：所有的材料和设备均应是全新的，未使用过的，质量优良，适用于在应用中存在的条件、温度和压力变化下的工作，不会出现不合理变形和性能下降或者任何零件发生意外，以致于影响到设备的效率和可靠性。

7）设备的现场检验与验收：

A.设备的检验和验收的依据为国家及行业相关标准、厂标、本合同的相关条文、实际生产检验指标。

B.采用设备制造过程的中期检验和实际生产检验相结合的方式对设备进行检验和验收。

C.设备在制造过程中，业主或买受方将派技术人员到制造厂对设备质量、所采用的制造工艺、原材料等情况进行检查；如买受方有要求，供方有义务提供原材料的材质及采供渠道证明文件；且对不符合合同要求或技术标准的缺欠处进行整改，直至合格。

D.设备在试运转过程中，将对设备的性能、工艺指标经行检验。如整台设备或主要零部件出现重大质量问题，出卖方在十五日内免费更换新设备或出现问题的零部件，费用由出卖方自理。

E.设备正常运转累计时间打到一周、且各项指标均达到合同要求，视为设备试运转合格。供方在设备试运转合格后签发试运转合格证明，作为付款凭证文件。

8）技术服务与保证：

A.供方提供的设备应符合第二条中的“设备运行环境条件”，同时应符合国家规范和行业技术的标准。

B.供方须对一切与合同有关的供货设备及技术接口、技术服务等问题负全部责任。凡与合同设备相连接的其它设备装置，供方有提供接口和技术配合的义务，并不由此发生合同价格以外的任何费用。

C.供方的所有合同设备/部件，在生产过程中都须进行严格的检验和试验，出厂前须进行部件和/或整机总装的试验。所有检验、试验和总装（装配）必须有正式的记录文件。所有这些正式的记录文件、质量证明文件及合格证书作为技术资料的一部分同设备一起交付买方。

4 结束语

综上所述，该文探究高压变频器在斜井带式输送机电控系统中的应用，旨在通过阐述这一方面的实践与应用，并著以浅显的理论分析，帮助同行朋友促进交流学习。

参考文献：

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[3] 吴加强.皮带运输机专用高压变频器的设计[J].变频器世界，2005（09）.