CN201069861Y - 提升机逆变器调速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种提升机逆变器调速装置。其主要技术特点是在绕线电机定子的输入线路上安装有一高压开关，在该高压开关与绕线电机定子之间的线路上通过一逆变器接入开关连接一逆变器，该逆变器通过其连接的整流回馈单元及一变压器与工作电源相连接。本装置采用低电压电压型逆变器用在高压电机上，在电机高速时，就投入跟随电机的减速曲线到低速爬行运行，逆变器输出从恒功率到恒转矩，通过改变电机的运行频率调速，不需要靠电阻来消耗多余的能量，电机运行时的功率大大减小，速度的可控性大大提高，在节能及可靠性、可控性方面有非常突出的优点。

Description

提升机逆变器调速装置

技术领域

本实用新型涉及提升机领域，尤其是一种提升机逆变器调速装置。

背景技术

在众多矿井或者提升机场合，其提升机所采用的大都是高压电机(6000V或10000V的绕线电机)以及转子串电阻调速的连接方式。为了使电机能够在低速下运行，必须要通过其转子串入大量的电阻，为此电阻发热而消耗了大量能量，能耗较大。特别是在轻载时，需要采用手动制动方式使电机在低速运行，能量白白由电阻消耗掉，而且控制难度也比较大。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构科学合理、采用逆变器调速的节能型提升机逆变器调速装置。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种提升机逆变器调速装置，由高压电源开关、转子换向开关、绕线电机、变压器、逆变器构成，其特征在于：在绕线电机定子的输入线路上安装有一高压开关，在该高压开关与绕线电机定子之间的线路上通过一逆变器接入开关连接一逆变器，该逆变器通过其连接的整流回馈单元及一变压器与工作电源相连接。

而且，所述的绕线电机转子连接有一绕线电机转子串电阻，该串电阻为一六级。

本实用新型的优点和有益效果是：

1.本装置在减速段：有能量回馈到电网，而现有技术没有；在低速段：本装置完全由逆变器拖动，没有额外能量消耗，节约电能，而现有技术需要大量能量消耗到电阻上，才能将速度降低。

2.在可控性方面，本装置到减速点时自动实现从高速、低速到停车的控制，控制简单，而现有技术需要司机全程认真操作，来控制速度，对司机要求高，司机比较紧张，劳动强度大，容易出现事故。

3.本装置采用低电压电压型逆变器用在高压电机上，在电机高速时，就投入跟随电机的减速曲线到低速爬行运行，逆变器输出从恒功率到恒转矩，通过改变电机的运行频率调速，不需要靠电阻来消耗多余的能量，电机运行时的功率大大减小，速度的可控性大大提高，在节能及可靠性、可控性方面有非常突出的优点。

3.本装置不改变现有技术结构，可以采用原系统进行调速。

附图说明

图1为本实用新型的电气连接结构连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

本提升机逆变器调速装置，由高压电源开关KV1、绕线电机转子换向开关KM1与KM2、绕线电机4构成，再加上绕线电机转子串电阻5即构成现有技术的绕线电机转子调速装置(图1中虚线内结构)。在现有技术中，绕线电机转子串电阻为一六级设置，即根据所串电阻的大小而设置有由开关K1、K2、K3、K4、K5、K6分别控制的电阻开关。本装置的创新点在于：在绕线电机定的输入线路上安装有一高压开关KM3，在该高压开关与绕线电机定子之间的线路上通过一接入开关KM4连接有一逆变器3，该逆变器通过其连接的整流回馈单元2、变压器1与工作电源相连接，在变压器与工作电源之间的线路上还分别安装有电源开关KV2和变压器输入开关KM5。

本实用新型的工作原理为：

绕线电机转子工作时正转、反转靠KM1和KM2完成；工作时，KM1和KM2闭合，K1闭合电机开始加速，依次K2、K3、K4、K5闭合，最后K6闭合切掉所有的电阻，电机满速运行；当运行到减速点时(下面的行程需要低速运行)，高压断电即KM1、KM2断开，高压开关KM3断电，逆变器接入开关KM4闭合，逆变器跟随电机当时的速度制动减速。为了限制回馈电流，在减速过程中转子可串入少量的电阻(也可不串电阻)；当到达要求的低速时，K6闭合，切除全部电阻，完全由逆变器拖动电机到达最后的行程终点。

因本装置没有改变原有的转子串电阻形式，也可以采用现有的减速方式(见图1的虚线内结构)。因此在运行到减速点后，如果减速太慢用手动制动闸辅助减速，当感觉到达要求的低速时，高压再次送电，转子加入电阻，根据速度需要控制K1～K6闭合，这时转子上的电阻发热耗费了大量的电能，况且这时不同的负载下电机的速度时变化的，完全靠人工来控制，对司机的要求较高，控制不好容易发生冲顶事故。

本装置的工作电源由380V经变压器变成690V，并增加了低电压的四象限变频系统，具体实例为：如某煤矿运行一套系统，电机6000V，800KW，50HZ，选择的逆变器为690V，110KW，最高恒转矩运行频率和电压是5.75HZ，690V。逆变器可以驱动电机保持恒转矩运行在11.5％电机恒定转速以下，在这以上可以以110KW恒功率运行；电机在5.75HZ运行所需要的功率：5.75/50*800＝92KW。

在这里选择了110KW的逆变器考虑了保留一定的余量。

本实用新型的理论依据是：

在通常的拖动控制中，一般选择逆变器的额定电压和功率跟它所驱动的电机一致，在这里完全打破了这种模式。

理论依据是：电机转矩M＝CmΦmICOSΦ。

Cm     电机常数

Φm    电机磁通

I      电机电流

COSΦ  电机功率因数

由上式可以看出，电机在额定电流工作时，转矩只跟磁通有关系，也就是说只要是保持磁通恒定就可以使电机转矩恒定。

电机的磁通跟电机供电电源的V/F比成线性关系，也就是说只要V/F比恒定，电机的磁通就是恒定的。

在控制过程中，我们首先要求的是电机要有足够的转矩克服负载阻力，来完成我们需要的工作。也就是在我们要求的工作区间(低速段)要保证磁通是电机的额定磁通。

在我们的这种方法中，就是要在电机的低速段控制逆变器的V/F比与高压电机的V/F比一致(比如，一台额定6000V、50HZ的电机，其V/F比为6000/50，这样逆变器的输出电压690V，5.75HZ以下时，V/F比与前者一致)，这样我们就可以得到电机在高压供电时相同的磁通，也就是说电机在用低压变频供电并在低速运行时，它的输出力矩可以达到电机的额定值，力矩与电机在高压供电时相同。这样就实现了用低电压的逆变器来控制高电压的电机，在低速的一定范围内可保证电机的输出转矩不变，跟高电压供电时相同。

在选择逆变器功率方面，

电机的功率：P＝knM

k：常数

n：电机转速

M：电机转矩

由上式可以看出，电机在恒转矩段工作时，输出功率只跟电机转速有关系，也就是说，电机在低速段所需要的功率很小，跟工作速度有关系，这样我们就可以根据电机的工作的低速值和V/F比来选择供电逆变器的功率和电压。

Claims (2)

1.一种提升机逆变器调速装置，由高压电源开关、转子换向开关、绕线电机、变压器、逆变器构成，其特征在于：在绕线电机定子的输入线路上安装有一高压开关，在该高压开关与绕线电机定子之间的线路上通过一逆变器接入开关连接一逆变器，该逆变器通过其连接的整流回馈单元及一变压器与工作电源相连接。

2.根据权利要求1所述的提升机逆变器调速装置，其特征在于：所述的绕线电机转子连接有一绕线电机转子串电阻，该串电阻为一六级。