[发明专利]驱动矿井提升机高压绕线异步电动机的低压低频变频器

摘要

一种驱动矿井提升机高压绕线异步电动机的低压低频变频器，包括：整流电路(11)，将低压工频交流电整流成直流电；逆变电路(12)，输出低压低频的PWM交流电；变频器控制单元(8)，对逆变电路等进行控制；本发明的低压低频变频器的控制系统是内部变结构的，其输出电压是特殊的PWM低压直流电压和低压低频的PWM交流电，采用间断投切运行模式，仅在矿井提升机高压绕线异步电动机处于减速制动阶段和低速爬行阶段时，与高压绕线异步电动机通过高压开关相连接，直接驱动高压绕线异步电动机。采用本发明的低压低频变频器所构成的矿井提升机系统，具有直流动力制动和低频爬行驱动力矩均比较大、而成本低廉的优点。

主权项

1、一种驱动矿井提升机高压绕线异步电动机的低压低频变频器，包括：一个整流电路(11)，将低压工频交流电整流成直流电；一个逆变电路(12)，输出低压低频的PWM交流电；一个变频器控制单元(8)，对所述逆变电路进行控制；两个电流传感器(10、10)，检测所述逆变电路输出的相电流值；一个电流变送器(9)，将所述电流传感器检测到的相电流值变送到所述变频器控制单元；其特征在于，该低压低频变频器(7)由低压工频交流电网(13)供电，通过高压间断投切开关(5)与高压绕线异步电动机(1)连接，其控制系统是内部变结构的，其输出电压是特殊的PWM低压直流电压和低压低频的PWM交流电，采用间断投切运行模式，仅在矿井提升机高压绕线异步电动机(1)处于减速制动阶段和低速爬行阶段时，与高压绕线异步电动机通过高压间断投切开关(5)连接，直接驱动高压绕线异步电动机(1)；该低压低频变频器(7)接入的起始时间内，输出可调节的低压直流电压，使高压绕线异步电动机(1)在高速旋转情况下直接进入可调节减速度直流制动状态，当高压绕线异步电动机(1)的速度降低到矿井提升机低频爬行区域时，自动切换到低频驱动状态，在低频驱动状态结束后重新进入可调节减速度直流制动状态，直到电机停车，在停止状态下变频器仍然输出直流电，直到电机进入下次启动为止；在直流制动的状态下，变频器的转速给定值ω*是以一定斜率下降的减速度，该减速度的给定值ω*与转速传感器(6)测得的实际电机转速值ω进行偏差运算，把该偏差值送入PI调节器(31)进行运算，其输出值是直流制动电流的给定值I*，把该电流给定值与电流传感器测得的实际直流电流值I进行偏差运算，把该偏差值送入PI调节器(30)进行运算，其输出值是直流制动电压的给定值U*，把该直流电压给定值采用如下的两种方法进行运算处理，方法一是把直流制动电压的给定值U*直接与三相电压给定值的其中任意一相连接，把直流制动电压的给定值U*与-1相乘，然后送入剩余二相中的任意一相的给定值，最后的一相的给定值为零；方法二是把直流制动电压的给定值U*直接与三相电压给定值的其中任意一相连接，把直流制动电压的给定值U*与-1/2相乘，送入其余两相的给定值，变频器的三相电压控制值都按照上述的规律之一得到给定值后，把该值与PWM波发生器相连接，得到直流的PWM斩波电压控制信号，把该控制信号去驱动三相桥式逆变器的IGBT模块，就得到输出直流电流和电压可以调节直流电，进行直流动力制动，该低压低频变频器(7)检测到高压绕线异步电动机(1)的速度降低到矿井提升机低频爬行区域时，并且低压低频变频器(7)接受到爬行工作的主令信号后，自动切换到低频驱动状态，其切换过程为，首先，让变频器的电压给定值置零，IGBT器件处于(000)状态，把电机内部的直流磁场进行快速灭磁，灭磁延迟时间持续时间不超过电机的转子时间常数，然后低压低频变频器(7)进入低频爬行的矢量控制模式，为了避免电机的电磁振荡过程，变频器的电压给定值ud*、uq*分别经过一阶惯性环节(17、18)，然后再进行坐标变换，形成三相电压的给定值，该给定值驱动三相PWM发生器，产生PWM信号，驱动三相IGBT逆变器(12)，对高压绕线异步电动机(1)进行矢量控制。