1、项目五 电力电子技术的应用 电力电子技术在变频调速中的应用 电力电子技术在变频调速中的应用 学习目标:掌握SPWM变频装置的原理 了解矿用提升机变频调速系统的优点及结构 技能目标 会利用变频调速等的相关内容对变频调速系统进行原理分析 能耗制动电路 R为外接能耗制动电阻,当电机正常工作时,电力晶体管T截止,R中没有电流流过。当快速停机或逆变器输出频率急剧降低时,电机将处于再生发电状态,向滤波电容C 充电,直流电压Ud升高。当Ud升高到最大允许电压Udmax时,功率晶体管T导通,接入电阻R,电机进行能耗制动,以防止Ud过高危害逆变器的开关器件。控制电路 给定积分器的输出信号的极性决定电机正反转,当
2、输出为正时,电机正转;反之,电机反转。给定积分器的输出信号的大小控制电机转速的高低。不论电机是正转还是反转,输出频率和电压的控制都需要正的信号,因此需加一个绝对值运算器。绝对值运算器的输出,一路去函数发生器,函数发生器用来实现低频电压补偿,以保证在整个调频范围内实现输出电压和频率的协调控制;绝对值运算器输出电压的另一路经过压控振荡器,形成频率fi的脉冲信号,由此信号控制三相正弦波发生器,产生频率与fi相同的三相标准正弦波信号,该信号同函数发生器的输出相乘后形成逆变器输出指令信号。矿用提升机变频调速系统 现在大多数矿用提升机还在沿用传统的线绕转子异步电动机,用转子串电阻的方法调速。这种调速属于有
3、级调速,起动电流和换档电流冲击大;中高速运行振动大,制动不安全不可靠,对再生能量处理不力,斜井提升机运行中调速不连续,容易掉电,故障率高。矿用生产往往是多小时连续作业,即使短时间的停机维修也会给生产带来很大损失。使用矿用提升机系列变频器的优点 可以实现电动机的软起动、软停车,减少了机械冲击,使运行更加平稳可靠。起动及加速换档时冲击电流很小,减轻了对电网的冲击,简化了操作、降低了工人的劳动强度。运行速度曲线成S形,使加减速平滑、无撞击感。安全保护功能齐全,除一般的过电压、欠电压、过载、短路、温升等保护外,还设有联锁、自动限速保护功能等。设有直流制动、能耗制动、回馈制动等多种制动方式,使安全性更加
4、可靠。该系统四象限运行,回馈能量直接返回电网,且不受回馈能量大小的限制,适应范围广,节能效果明显。矿用提升机变频调速系统的原理 过程二是绞车电机作为发电机的过程,即能量回馈过程。该过程主要由整流、回馈逆变和输出滤波三部分组成。其中,该部分的整流是由正常逆变部分中IGBT的续流二极管完成。二极管VD1和 VD2为隔离二极管,其主要作用是隔离正常逆变部分和回馈逆变部分。电解电容 C2的主要作用是为回馈逆变部分提供一个稳定的电压源,保证逆变部分运行更可靠。安全方面 鉴于矿区电压的波动性可能比较大的事实,由于变频器的回馈条件是要和电网电压有一个固定的电压差值,假若某时刻电网电压比较高,再加上回馈时的固定电压差值,则此时变频器的母线电压就会达到一个比较高的电压值:如果再有重车下滑,则每线电压会更高。此时的高电压就有可能威胁到变频器的大功率器件的安全,为此,该系统又加了一个刹车部分,以保证变频器的安全。
