CHA100系列四象限柜式变频器

经典案例：英威腾CHA100系列四象限变频器在煤矿下行皮带上的应用

一、引言
      随着自动控制技术的飞速发展，四象限变频器广泛应用于起重、油田、煤矿等领域，为此公司为了满足煤矿特有的1140V电压等级而开发研制了1140V四象限防爆矢量变频器。四象限变频器在煤矿主要用于下行皮带运输机、提升机以及绞车的调速，除了具有卓越的调速性能之外，四象限变频器还有非常明显的节能效果，是煤炭企业技术改造升级和产品更新换代的理想调速装置。
      本文主要介绍英威腾CHA100-400G-12防爆型四象限变频器在神华集团宁夏宁鲁煤电公司任家庄煤矿下行皮带运输机上的成功应用。

二、皮带运输系统简介
      1、带运输控制系统由防爆变频器、液压抱闸系统、集控系统、皮带机、减速箱等组成，整个系统的组成如下图所示：

2、系统负载特点
      皮带机的工作原理是皮带机通过驱动轮毂，靠摩擦牵引皮带运动，皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。皮带是弹性储能 材料，在皮带机运行和停止时都储藏着大量的势能，这就决定了皮带机在启动和停车时应该采用软启动和软停车的方式。
    下行皮带运输机运行机构属于恒转矩负载，当变频器在启动和加速运行时，电机输出转矩作用于皮带驱动轮毂上，电机处于电动状态，当皮带上煤后，煤的重量沿皮带传输方向上的分力也作用于皮带驱动轮毂上，并使驱动力矩逐渐增大，当此力矩大于电机的驱动力矩时，此时皮带驱动轮毂拖动电机转动，电机出于再生发电状态，需要将再生电能通过反馈装置反送给电网或者消耗在制动电阻上，以防止母线电压过冲，变频器过压。
      负载设备参数表  ：

三、控制要求
  1、皮带在启动和停车时要实现软启动、软停车。
   2、启动转矩要大，尤其是在重载情况下要平稳启动。
   3、变频器要与集控系统、液压抱闸系统配合好，实现远程控制和液压抱闸及时的开抱闸。
四、系统的构成及控制原理
1、系统构成
      (1)、变频器选择
      由于下行皮带在运行时有再生能量产生，电机功率较大，对系统的控制要求也较高，所以选择高端的可以实现能量双向流动的INVT-CHA100-400G-12四象限运行矢量变频器，CHA100系列四象限变频器既有以下技术特点：
      a、输入输出特性
      ◆输入电压范围：1140V±15%
      ◆输入频率范围：47～63Hz
      ◆额定输入效率：97%以上
      ◆额定输入功率因数：95%以上
      b、控制性能特性
      ◆控制方式：无PG矢量控制、有PG矢量控制、V/F控制
      ◆过载能力：150%额定电流 60s；180%额定电流 10s
      ◆启动转矩：无PG矢量控制：0.5Hz/150% (SVC)；有PG矢量控制：0Hz/180%
      c、功能特性
      ◆优异的主从控制逻辑，分别支持速度控制和转矩控制的主从方式
      ◆频率设定方式：数字设定、模拟量设定、485串行通讯设定、多段速设定、模拟量跟踪运行、Profibus通讯给定、高速脉冲HDI 给定等
      ◆运行方式：检修运行、应急运行、强迫减速运行
      ◆运行曲线：直线运行、S曲线运行
      ◆起动预转矩补偿
      ◆启动、停机直流制动
      ◆自动电压调整功能：当电网电压变化时，能自动保持输出电压恒定
      ◆提供多达30种系统故障保护功能：过流、过压、欠压、过温、缺相、过载等保护功能。
      根据现场负载的特点及要求，并结合我公司变频器的特点，我们配置如下的变频器，其主要参数如下：
      变频器参数表 ：

2、系统控制原理
      (1)系统控制原理说明
           变频器的故障输出、变频器停车信号、抱闸开闸反馈、皮带保护系统信号等为集控系统的输入信号；
           抱闸系统的开闸信号，变频器整流运行信号、逆变运行信号为集控系统的输出信号。
      (2)系统控制接线图如下：