CHA100系列四象限柜式变频器

(4)系统四象限运行分析
      电机正转，电机的输出转矩通过减速机转换后作用在皮带机的驱动轮毂上，并与上层皮带自重沿传输面重力分量作用在皮带机驱动轮毂上的  力矩组合，电机工作在第一象限。当皮带上煤后，煤的重量沿皮带传输方向的分力也作用在驱动轮毂上，并使驱动力矩逐渐增大，当驱动力矩超过摩擦力力矩后，驱动轮毂的转速将加速转动，通过机械连接使得电机转子也加速转动，其速度超过电机的同步转速；此时电机处于反转再生状态，电机工作在第二象限。当电机反转时，则工作在第二、四象限。
      电机运行在第一、三象限时为电动态，其定子中的旋转磁场、电机的输出电磁转矩与转子的转向同向，电机输出的电磁转矩是转子的驱动力矩，此时电机从电网吸收的电能大部分有电磁转矩作用到转子上以机械能形式输出。当电机运行在第二、四象限时为再生态，由于转子切割磁力线的方向发生了改变，故电机作用到转子上的带电磁转矩方向也发生改变，成为转子的制动阻力力矩；此时电机转子被负载的合成力矩拖着以超过同步转速的速度转动，负载作用在皮带机的驱动轮毂上的机械能有电机反馈回电网。变频器驱动三相异步电机工作在四个象限的示意图如下： 

五、调试注意事项
  1、整流器电压环PI参数调节
       当变频器在现场安装后，由于现场电源侧变压器的电感等原因，变频器的PWM整流可能会出现以下情况：
   (1)整流器运行输出过电压(OV)，当出现过电压时适当降低电压环比例系数和积分系数，增大比例系数KP可加快电压的动态响应，但KP过大容易产生振荡。增大积分系数KI可加快电压的动态响应，但KI过大会导致电压超调且容易产生振荡。通常先调节比例系数KP，在保证系统不振荡的前提下尽量增大KP值，然后调节积分系数KI，使系统既有快速的动态响应又超调不大。
    (2)整流器运行输出电压波动大，此时适当降低电压环动态比例系数和动态积分系数。
    (3)整流器运行过电流（OC），此时可适当调低电流环比例系数和积分系数。通过对电流环的调节改变有功电流分量和无功电流分量的动态响应。增大比例系数KP可加快电流环的动态响应，但KP过大容易产生振荡。增大积分系数KI可加快电流的动态相应，但KI过大电流超调且容易产生振荡。通常先调节比例系数KP，在保证电流不振荡的前提下尽量增大KP值，然后调节积分系数KI，使系统既有快速的动态响应又超调不大。
  2、抱闸与松闸的控制，抱闸系统的开闸信号由集控系统给出，开闸后反馈信号给集控系统，变频器起车；停车时集控系统给出停车信号变频器减速，当变频器到0Hz是继电器输出信号，抱闸系统抱闸。
  3、整流与逆变的起、停车顺序，启动时集控系统先给整流器起车信号，整流起车后延时5s给出逆变起车信号，逆变起车；停车时，逆变减速到0Hz，运行继电器输出信号停止后整流停车。

 
六、变频器参数设定

七、结束语
      经过变频技术改造后皮带机系统运行良好，并有以下优点：
      1、优越的软启动、软停车特性。防爆变频器的启动、停止时间是任意可调的（1-60min），同时为了平稳起动，还可匹配其具备的S型加减速时间，这样可将皮带机起停时产生的冲击减小至最小，这是其他驱动器难以达到的。
      2、验带功能。煤矿的生产运输系统多以皮带机为主，运输系统检修维护，低速验带功能是皮带机检修的主要要求，变频调速系统为无极调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可调整电机工作5%-100%额定带速范围内任意带速。
      3、稳的重载起动。皮带机在运煤过程中任意一刻都可能立即停车再重新起动，必须考虑“重载起动”能力。由于变频器采用无速度传感器矢量控制方式，低频运转最大可输出1.5倍额定转矩，因此最适于“重载起动”。
      4、动调速、节电效果明显。对应于煤矿的特殊生产条件，有时，煤的产量是极不均匀的，当然皮带机系统的运煤量也是不均匀的，在负载轻或无负载时，皮带机系统的高速运行对机械传动系统的磨损浪费较为严重，同时电能消耗比低速运行时大的多，但因生产的需要皮带机系统又不能随时停车，采用单独的控制系统对前级运输系统的载荷、本机运输系统的载荷进行分别测量，这样可控制变频器降速或提前升速。对于载荷不均的皮带机系统，可大大节约电能。
      5、低胶带张力。由于采用防爆变频器所产生的良好起动特性，至少可降低起动张力30%，如在初期设计选择胶带强度时可降低一个标号。在实际应用过程中，由于降低了起动冲击，皮带机机械系统的设备损耗也随之降低，尤其托辊及滚筒的寿命成几倍的延长。
      事实证明英威腾中压四象限变频器有着无法比拟的优越的产品性能和领先的技术优势，在煤炭行业的节能改造应用中能够创造巨大的经济效益和良好的社会效益，对于创建节能环保型的社会发挥着重要的作用。