文档介绍：HIVERT高压变频器在煤矿副井绞车中应用
-7-31 8:21:00 来源：中华人民共和国自动化网网友评论 1条点击查看
摘要：简介四象限运营高压变频器矢量控制原理，在煤矿副井绞车中运用，改造，以及节能等效果
一、概述
当前矿用交流提高机普遍使用绕线式电机转子串电阻调速控制系统。在减速和重物下放时能量通过转子电阻释放，能量不能回馈回电网，随着变频调速技术发展，交-直-交电压型变频调速技术已开始在矿井提高机中应用。HIVERT-YVF06/077大功率变频器是北京合康亿盛科技有限公司研发和生产高压交流电机调速驱动装置。该变频器采用了先进成熟低压变频技术，以及功率单元串联叠波、矢量控制技术、有源逆变能量回馈技术等。
二、矢量控制原理
HIVERT-YVF采用转子带速度反馈矢量控制技术。在转子磁场定位坐标下电机定子电流分解成励磁电流与转矩电流。维持励磁电流不变，控制转矩电流也就控制电机转矩。电机转速采用闭环控制。实际运营中给定转速与实际转速差值通过PID调节生成转矩电流IT。通过矢量变换将IT、IM变换为电机三相给定电流Ia＊、Ib＊、Ic＊，它们与电机运营电流相比较生成三相驱动信号。控制原理框图如图1
图1 控制原理图
1、主回路
HIVERT系列高压变频器采用交-直-交直接高压（高-高）方式，主电路开关元件为IGBT。HIVERT变频器采用功率单元串联，叠波升压，充分运用常压变频器成熟技术，因而具备很高可靠性。
图2 HIVERT-YVF06/077高压变频器6kV系列主电路图
主隔离变压器原边为Y型接法，直接与高压相接。组数量依变频器电压级别及构造而定，6kV系列为18，延边三角形接法，为每个功率单元提供三相电源输入。输入侧隔离变压器二次线圈通过移相，为功率单元提供电源，对6KV而言相称于36脉冲不可控整流输入，消除了大某些由单个功率单元所引起谐波电流，大大抑制了网侧谐波（特别是低次谐波）产生。
变频器输出是580VAC功率单元六个串联时产生3450V相电压，线电压6000V，输出Y接，中性点悬浮，得到驱动电机所需可变频三相高压电源。
图3为6kV六单元变频器输出Uab线电压波形实录图，图4即为输出电流Ia实录波形图，峰值电流130A。
图3 输出线电压波形
图4 输出电流波形
2、功率单元
每个功率单元构造上完全一致，可以互换，HIVERT-YVF系列产品具备100%定额功率能量回馈能力，功率单元原理见图5。
图中：R：三相启动电阻 K：三相接触器 C：滤波电容 L：滤波电感
功率单元运用IGBT进行同步整流，同步整流控制器实时检测单元电网输入电压，运用锁相控制技术得到电网输入电压相位，控制整流逆变开关管Q1～Q6所构成相位与电网电压相位差，便可控制电功率在电网与功率单元之间流向。以a相为例，若要控制a相电流正方向流动且幅值增大，必要使Q2导通，若要控制a相电流反方向流动且幅值减小，必要关断Q1，使电流通过Q2并联续流二极管，当电机处在减速运营状态或负力提高时，由于负载惯性作用进入发电状态，其再生能量经逆变器中开关元件和续流二极管向中间滤波电容充电，使中间直流电压升高，电容器上直流电压达到有源逆变起动门槛电压时，自动起动有源逆变，这时逆变相位超前，功率单元将电机及