淺析ZJT1-1800/3.3Z型變頻調速裝置在色連二礦的投入使用

摘 要:文章通過對ZJT1-1800/3.3Z型變頻調速裝置工作原理的簡要敘述，以及同CTS液壓機械系統的簡單比較，體現了變頻裝置在實際應用中的優越性，達到了礦井運輸系統既能實現軟啟動，又可按要求調速的效果和節能的目的。

關鍵詞:變頻器 工作原理 軟啟動 速度可調 節能

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)12(b)-0065-01

我礦+1080m水平四槽順槽皮帶機為DTL120/3*355型，初期采用CST軟啟動系統，該系統在服務兩年期間，在實現軟啟動效果的同時，也體現了機械、液壓系統的幾個特點:一是維護費用高，二是故障時運輸系統中斷，無法跨越CTS系統運行，三是不能實現皮帶的速度調節。為克服上述問題，并實現皮帶的軟啟動和調速功能，重新安裝使用了ZJT1-1800/3.3Z型隔爆及本安型三電平變頻調速裝置，該裝置投入使用以來，實現了預期效果。

1 該變頻裝置在使用中體現的優越性:

（1）通過設備對電源頻率的調節，實現了軟起、軟停的過程控制，并根據皮帶的負載情況對運行速度進行調節。（2） 通過電流與速度閉環比較，實現系統系統雙閉環控制。（3）該變頻器采用諧波過濾器和EMC裝置將13次以上諧波濾掉，減少了對電網的污染.節能效果明顯。（4）變頻器自身基本無故障，維修工作量小，設備通過電氣回路連接，在緊急情況下可以通過旁路應急，保證系統不間斷運行。

2 變頻裝置的工作原理

交流電動機轉速的表達式為:n=60f(1-s)/p

其中:f——定子電源頻率

p——電動機極對數

s——電動機轉差率

由此式可知，當平滑的改變f時，n就可以得到平滑的改變。變頻調速技術的關鍵是獲得頻率可變的大功率電源。ZJT1-1800/3.3Z型隔爆及本安型變頻調速裝置采用一臺三繞組整流變壓器;三繞組整流變壓器的兩個次級繞組之間有30度電角相移，進線側形成12脈沖配置。變壓器的2個次級繞組分別向變頻軟啟動控制器兩臺整流單元供電。原理示意圖如圖1:

為了解決三電平變頻器中心點接地問題，將隔爆型三繞組變壓器采用DYN11型式，其輸入與輸出的中性點經高阻接地。而三電平變頻調速裝置的整流輸入由三繞組變壓器的二次輸出繞組分別接入一組三相橋式二極管整流器，形成十二脈波的多重化輸入方式，兩組整流電路相串聯，并且整流橋的中性點與中心環節的電容的中性點相連，這樣直流環節的兩組串聯電容各分別由變壓器的二次繞組（及整流橋）供電，所以在逆變算法中不存在重點電壓漂移的情況，使運算簡化。

為進行三電平切換平行，三相逆變器的每個橋臂由2個IGCT組成:IGCT的輸出電壓在正直流電壓、中性點和負直流電壓之間切換。因此，采用DTC技術，就可以對輸出的電壓和頻率在零至最大值之間進行連續控制。

兩項關鍵技術的應用，使得該設備的性能更可靠，

（1）采用最新的半導體開關器件IGCT，具有更高的開關頻率，更小的能量損耗，無需很大的冷卻設備，門極電路和功率器件集成一體，使得變頻器功率模塊更簡化，可靠性更高。

（2）直接轉矩控制方式（DTC）是交流傳動的一種獨特電機控制方式，逆變器的開關狀態由電機的核心變量磁通和轉矩直接控制，示意圖如圖2:

測量電機電流和直流電壓作為自適應電機模型的輸入，該模型每25微秒產生一組精確的轉矩和磁通的實際值。電機轉矩比較器將轉矩實際值與轉矩給定調節器的給定值作比較，磁通比較器將磁通實際值與磁通給定調節器的給定值作比較。依靠來自這兩個比較器的輸出，優化脈沖選擇器決定逆變器的最佳開關狀態。

3 變頻器在使用中存在的問題及處理對策

由于礦用變頻器采用大功率晶閘管和門極對稱的IGBT管，電源經變換后，輸出波形中，有高次諧波污染和電磁輻射電子設備，為解決這個問題，本設備采用加設EMC裝置的辦法，達到隔離、濾波、屏蔽的效果。電源隔離變壓器起到隔離作用，將變頻器工作內外環境隔離，及防止外來信號干擾本機工作，又不將本機產生的信號干擾其他設備;同時抑制電流跳變。在輸出側加設的濾波器，有效抑制了干擾信號從變頻器通過電源線傳導干擾到電源和電機。屏蔽干擾源是抑制干擾的最有效辦法，通過變頻器本身用鐵殼屏蔽，不讓其電磁干擾泄漏。

4 結語

在對礦山運輸設備運行要求越來越高的今天，變頻裝置的投入使用，實現了設備運行安全、可靠、節能、省力的要求。尤其是DTC和IGCT兩項關鍵技術的應用，使該變頻裝置的性能更加完善，更便于使用人員按照實際要求進行操作，是礦山電氣設備更新換代的新型科技產品。

參考文獻

[1]孫樹樸等《半導體變流技術》中國礦大出版社.

[2]ZJT1-1800/3.3Z型變頻調速裝置技術說明.