1設(shè)備說明

　　屯留副立井提升設(shè)備為ABB公司制造D 4 m、4繩落地摩擦式提升機(jī)，最大提升速度為8. 8 m /s，最大靜張力876 kN，最大靜張力差為141 kN，電動(dòng)機(jī)采用了交流同步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)功率為1 540 kW，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用的變頻器主要技術(shù)性能，見1.

　　1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)變頻器技術(shù)性能名稱線路側(cè)變流器電機(jī)側(cè)變流器額定有功功率/kVA 4 700額定電流/A 860輸入/輸出電壓/V 3 160 316 0 3 300輸入/輸出頻率/H z 50 1 0 8過載能力/% 115（60 s內(nèi)為150）115（ 60 s內(nèi)為150）總功率/kVA 7 547

　　2變頻器的硬件配置

　　ACS6000變頻器是帶直流環(huán)節(jié)的DTC直接轉(zhuǎn)矩控制脈寬調(diào)制變頻器，可對交流同步電動(dòng)機(jī)速度、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行精確控制的中壓驅(qū)動(dòng)變頻，裝置采用了模塊化設(shè)計(jì)，主回路各單元共用一組直流母排，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊單元有其特有功能，用戶可根據(jù)現(xiàn)場工藝和環(huán)境要求配置各功能模塊，從而完成驅(qū)動(dòng)任務(wù)，也可以選用二個(gè)或幾個(gè)相同功能的標(biāo)準(zhǔn)模塊，實(shí)現(xiàn)一組變頻器完成多電機(jī)驅(qū)動(dòng)任務(wù)。最多可在同一直流母排上連接五組驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，變頻器的主要功能模塊有： ARU、INU、CBU、LSU、TEU、COU、WCU、CIU、IFU、VLV、RBU、BCU、EXU等，屯留礦根據(jù)礦用提升機(jī)的要求和現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境選用了ARU （ active rectifi er un it）、INU （ inverter un it）、CBU （ capacitor un it）、COU （ control un it）、WCU （ water cooling un it）、IFU（ input filter unit）、VLU （ voltage lim iter un it）、EXU（ excition un it）八個(gè)模塊，各模塊功能如下。

　　2. 1 ARU和INU單元

　　ARU和INU兩模塊單元具有相似的配置，不同的是ARU內(nèi)裝備了反過充裝置，可防止直流電引起變壓器的過飽和。ARU單元由三相變壓器10 kV / 3. 16 kV供電，將輸入的交流（ 3 160 V ）電源整流為直流電源，無論交流電源如何變化，直流電壓均保持恒定不變。INU單元用于將ARU整流后的直流電逆變?yōu)橥诫妱?dòng)機(jī)所需可變頻率和電壓。單元柜內(nèi)均裝設(shè)門極電源用于向IGCT提供觸發(fā)電壓，來自于COU單元的信號(hào)控制IGCT的導(dǎo)通和關(guān)斷。單元柜內(nèi)有EM C（電磁兼容）過濾裝置、箝位電路和INT接口板等設(shè)施。EMC過濾裝置安裝在電動(dòng)機(jī)側(cè)或供電電網(wǎng)側(cè)，保證無派生電壓進(jìn)入電動(dòng)機(jī)或電網(wǎng)。

　　箝位電路限制電路中的電流變化率。INT板負(fù)責(zé)控制單元COU與整流單元或逆變單元之間的信號(hào)通訊，包括觸發(fā)脈沖邏輯、快速保護(hù)及與提升機(jī)其它單元之間的數(shù)據(jù)交換等。

　　2. 2 IFU、CBU和VLU單元

　　CBU單元安裝直流電容、預(yù)充電單元和接地開關(guān)，水冷卻的電容可使電壓更加穩(wěn)定，預(yù)充電單元由一臺(tái)輔助變壓器和一個(gè)小型二極管整流器組成，當(dāng)主回路需連接到高壓電網(wǎng)時(shí)，先給直流母排充電至90%左右，以減免主回路斷路器合上時(shí)帶來的浪涌電流影響。為保證維護(hù)檢修安全的原則，直流母排安裝接地開關(guān)，當(dāng)有電壓時(shí)，接地開關(guān)合不上，只有當(dāng)DC完全放電后， CBU上指示燈熄滅，接地開關(guān)方能合上。

　　為獲得高精確的轉(zhuǎn)矩值，選用了VLU單元，在直流母線之間安裝IGCT裝置和一套鑄鐵電阻和電容，利用IGCT來控制鑄鐵電阻和電容的投入和切除，從而動(dòng)態(tài)地保證出現(xiàn)過電壓時(shí)的電壓穩(wěn)定。

　　IFU單元安裝在進(jìn)線變壓器與ARU之間，采用大容量的阻容吸收裝置，用來減少變頻器諧波對供電電網(wǎng)的負(fù)面影響。

　　2. 3 COU、WCU和EXU單元

　　COU單元完成對變頻器驅(qū)動(dòng)的所有控制、參數(shù)監(jiān)測及保護(hù)功能，裝備的AMC3板為控制系統(tǒng)的核心，通過光纖分別與ARU和INU的INT板連接，通過AC70連接在提升機(jī)控制系統(tǒng)AF100母線下，完成與提升機(jī)控制系統(tǒng)通訊和控制，與ARU通訊的AM C3板主要完成直流電壓的整流控制和余弦調(diào)節(jié)。與INU通訊的AM C3板主要完成電機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁通調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生精確的速度值和轉(zhuǎn)矩值，使提升系統(tǒng)按設(shè)計(jì)的速度圖、力圖和加速度圖準(zhǔn)確運(yùn)行。

　　WCU是變頻器的冷卻系統(tǒng)，對ACS6000變頻器內(nèi)的電子元件進(jìn)行冷卻，冷卻系統(tǒng)由去離子水回路、工業(yè)水回路和水處理回路三部分組成。去離子水回路內(nèi)的介質(zhì)為水和乙二醇混合物、用來將電子元件產(chǎn)生的熱量傳遞至冷卻器上，工業(yè)水回路用來將冷卻器產(chǎn)生的熱量傳遞至外部環(huán)境，水處理回路連續(xù)凈化去離子水回路的冷卻介質(zhì)，保證介質(zhì)的低傳導(dǎo)率，確保冷卻效果。

　　EXU是同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁單元，采用了6脈沖晶閘管橋式整流裝置給同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子滑環(huán)提供持續(xù)的直流電。EXU和WCU的電壓、電流、介質(zhì)溫度、壓力和傳導(dǎo)率等各種參數(shù)和故障指示也顯示在COU的CDP312控制面板上，可方便對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和維護(hù)。

　　3應(yīng)用控制和注意事項(xiàng)

　　1）變頻器ARU、INU和EXU的存儲(chǔ)卡內(nèi)裝有相應(yīng)的提升速度、轉(zhuǎn)矩、監(jiān)測應(yīng)用和控制軟件，這些軟件主要包括速度斜率、速度信號(hào)、PID控制、轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)程序塊和控制參數(shù)等，共同完成對變頻器的控制。參數(shù)共有192組， 1 99組參數(shù)對變頻器和整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測、保護(hù)和故障指示查詢，允許用戶通過CDP312控制面板或?qū)Ｓ霉ぞ哕浖﨑 riveW indow進(jìn)行訪問。100 192組參數(shù)對變頻器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，基于安全的考慮，不允許用戶查看、修改。

　　2）ACS6000變頻器內(nèi)部的大功率電子元件極易受溫度的影響，因此采用水冷系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行冷卻，但是對環(huán)境和冷卻介質(zhì)有較嚴(yán)格要求，應(yīng)在柜內(nèi)放干燥劑并保持恒溫器完好，保持環(huán)境溫度在25 C左右，保證恒溫且不可變化過快，以防結(jié)露。

　　同時(shí)變頻器參數(shù)對環(huán)境溫度、介質(zhì)溫度、壓力和電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測，保證安全運(yùn)行。

　　3）變頻器的輸入端應(yīng)保證電網(wǎng)質(zhì)量可靠，盡管安裝有IFU防止電網(wǎng)諧波和過電壓，但如果輸入端過電壓時(shí)間過長，會(huì)使保護(hù)裝置損壞。CBU單元在充電和放電時(shí)有約5 m in的充放電時(shí)間，此時(shí)避免對設(shè)備進(jìn)行任何操作，否則，操作失效將引起電容過載，造成設(shè)備損壞。

　　4）ACS6000變頻器的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力柜包括一個(gè)電器機(jī)械聯(lián)鎖系統(tǒng)，它的操作與安全接地開關(guān)相關(guān)，并且與外部主回路的斷路器電氣聯(lián)鎖。聯(lián)鎖系統(tǒng)保證設(shè)備的動(dòng)力柜只有在主電源斷開、直流回路電容器放電完畢和接地開關(guān)閉合后方可打開。這個(gè)聯(lián)鎖系統(tǒng)也保證只在所有動(dòng)力柜門關(guān)閉和接地開關(guān)打開后，驅(qū)動(dòng)裝置才可送電。

　　5）變頻器的正確接地可保證設(shè)備人員安全和控制的靈敏性，因此在安裝和維護(hù)時(shí)，必須將系統(tǒng)正確接地。同時(shí)為保證設(shè)備微電子元件的安全性能和精確控制，觸摸這些元件時(shí)，人體必須接地。所以對模板進(jìn)行修理、更換或取備件時(shí)，都應(yīng)戴接地手腕帶，防止生物電流損壞電子元件。

　　此系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，具有良好的調(diào)速和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)功能，能滿足提升機(jī)變速、安全和負(fù)荷變化的嚴(yán)格要求，并且變頻器控制系統(tǒng)可通過AC70與提升機(jī)的控制系統(tǒng)AC110進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換，支持FCI、Profibus等通訊協(xié)議，只要對變頻器操作正確，避免對參數(shù)進(jìn)行隨意設(shè)置，能盡量減少故障。其缺點(diǎn)是變頻器控制系統(tǒng)復(fù)雜、配件費(fèi)用較高，同時(shí)對維護(hù)人員有較高的技術(shù)要求。