多类型矿用机车用多功能新型变频调速器的研制-最新文档.docx

多类型矿用机车用多功能新型变频调速器的研制 0 概述 变频调速电机车既可以使用价格相对便宜、 故障率低的交流 电机，而且交流电机使用范围广泛，工人更为熟悉且容易接受。 变频器在控制运行方面有着强大的功能， 可以进行不同方式的控 制以及满足多种运行条件。 1变频调速器的技术指标 直流输入电压330-670V,额定输出功率44K0输出电压三 相380V，频率控制范围 0-50Hz。 标准功能：电流限幅、转矩提升、转速追踪和掉电再起动、 跳跃频率、频率上下限控制、载波频率调整、加减速时间可调、 加减速模式可变、直流制动、多段速度、程序运行、摆频运行、 PID 调节控制。 保护功能：短路、过载、输出缺相、过流、过热、过压、欠 压、参数设置错误和外部故障。 2工作原理 变频调速器的原理框图如图 1 所示，调速器由三部分组成： （1）直流输入及滤波电路； （2） IGBT三相全桥逆变电路； （3） 电源驱动及控制电路。 工作原理为：电机车由电容器提供 380-600V直流电源，直 流电通过滤波电路输入 IGBT 三相全桥逆变电路实现“直―交” 变换，成为电压和频率均可调的三相交流电， 供电机车两台交流 变频调速电动机工作， 其中控制电路方式采用电压空间矢量控制 正弦波SVPW提供调制信号。将电容器提供的直流电压变成不同 的交流电，使电动机获得无级调速所需的电压、电流和频率，从 而实现对电机速度的控制与调节。 图 1 变频调速器电气原理方框图 3图纸设计 根据变频器工作原理和参数，内部元器件型号如下： R:铝壳电阻，20Q /150W; KM接触器，SC-N1; L: 直流电抗器; 电解电容器组：水泥电阻 R1-R4 (50k Q /10W)，电解电容 C1-C4( 3900MF/400V); IGBT单元：德国优派克 FF200R12KE3 HALL 电流传感器，CSCAO3OOAOOB15B01 主回路接线如图 2 所示。 图 2 变频器主回路接线图 变频器的控制部分由电源驱动板、控制板以及 DC-DC板组 成。其中电源驱动板的作用是接受控制板给定的信号然后驱动 IGBT导通，同时检测温度、电流、电压等信号并进行保护。控 制板主要是接受图形终端键盘或者外部给定的信号， 处理后通过 数据线将指令传给电源驱动板。 DC-DC板主要是将输入的直流高 电压变换成24V,分别供给风扇、接触器和驱动电源板用。 4产品特点和功能 该变频器适用于矿用架线式电机车、 矿用一般型速充式电机 车以及速充式有机超级电容器电机车， 作为控制机车启停、 加速、 减速等运行状态的调速设备，变频器具有以下特点和功能： （1）调速范围为精密无级调速，最低频率可调至 0.1Hz ， 最低车轮转速可调至 1r/min ； （2） 可设定车速的限制，而这种设定的车速即使在下坡行 驶时也不会超过设定的转速； （3） 变频器的零位即是制动位置，当机车由高速降至低速 运行时， 尽管机车有高速的惯性， 但机车的电机和车轮仍按调定 的速度运行。实际上，此时电机起到了制动减速作用； （4） 设有温度自动检测功能，当因司机操作不当致使电机 温升过高》85C，调速器自动封锁输出； （5） 具有电动机短路、缺相、过电压、欠电压保护功能； （6） 具有低速超强的转矩性能。 5结语 该变频器可靠、 简单、舒适的操作方式， 保障了工人的安全， 减轻了工人的劳动强度， 给广大职工带来了便利。 去掉制动电阻， 实现再生能量制动，完全符合国家节约能源的政策。