提升机应用方案(1)

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1、 中国 : 福 建 省 意 科 电 气 科 技 有 限 公 司 地址 :中国泉州江南电子科技园创业中心大楼四楼 网址 : 邮箱 : 电话 :0595-2805523 传真 :0595-28055236 意 大 利 : ELETTRONICA SANTERNO S.p.A. Add:Strada Statale Selice 47 40026 Imola (Bo) Italy Web: E-mail:salessanterno.it Tel:+39 0542 668611 Fax:+39 0542 668600 意科 SINUS PENTA 系列变频器 提升机 应用方案 提升机变频 应用方案 2

2、 目 录 一 提升机变频 控制系统 . 3 二 SINUS PENTA 能量回馈 变频控制系统在提升机中的应用 . 6 三 RGN 能量回馈系统配臵清单： . 8 四 意科变频器在该方案中几个突出特点 . 9 五 应用案例 . 16 六 原理与布局图 . 23 七 690V 变频器优势 (与 10KV 高 压变频器的比较 ) . 24 提升机变频 应用方案 3 一 提升机变频控制系统 5系统 示意图 主要由以下几部份组成 A、 输入滤波电抗器 B、 IGBT整流 系统 C、 逆变 系统 D、 接触器 E、 提升机驱动电机 F、机械装臵 G、 能量回馈电抗器 A B C E D F 690Vac

3、 3-Phase G H 提升机变频 应用方案 4 H、能量回馈接口 1、提升机 变频控制方案介绍 提升机是采矿行业中应用十分广泛的一种起重机械。工况要求频繁启制动、启动速度慢，转矩大，加速平滑，停车平稳。能否 正常工作直接影响采矿的产量、人身的安全及设备的维护。 提升机的一个最显著的特点就是回馈能量大，在下放过程中只要离开井口，矿车即拖着电动机靠重力下放，从而超过同步转速而发电，因而整个下放过程都是处于发电状态；其能量的回馈是相当大的，这也是做好提升机变频器的难点所在，如何处理好这部分能量，以保证变频器可靠的工作，是变频器在该类应用的关键 。 基于提升机负载类型的特点，本方案中采用具有能量回

4、馈控制功能的意科变频器对提升机系统进行控制， 将重物下放时的重力势能转换成电能回馈电网，从而提高电能的利用率，提高能耗，同时还可 以有效降低设备的故障率，调高系统的生产效率。 2、系统 方案的 主要 特点 采用共用直流母线方式的变频器和电功率 再生循环技术 来完成 提升机的变频控制。 IGBT整流系统通过能量回馈接口连接到电网，逆变器驱动提升机电机运行。IGBT整流系统和逆变器 直流母线连接在一起，组成电功率闭环，达到较好的节能效果，实现电能循环。 提升机变频 应用方案 5 RGN能量回馈方块图 RGN能量回馈系统框 图 电网 IGBT 整流部分工作，提供稳定直流电压 逆变器驱动提升机电机 运

5、行 提升机牵引矿车 上升 过程 电机减速 /矿车离开矿井下放过程 RGN 能量回馈再生 提升机变频 应用方案 6 二 SINUS PENTA 能量回馈 变频 控制 系统 在提升机中的应用 传统大多数矿井提升机大多采用绕线转子异步电动机转子回路串电阻的交流调速系统，该系统属于有级调速，低转速时转矩小，转差功率大，启动电流和换挡电流对系统元件冲击大，中高速运行震动大，制动不安全，低速运行到终点时容易出现 ”过卷 ”的现象，对再生能源浪费严重，故障率高，运行效率低等缺点。 意科 SINUS PENTA 是新一代全数字交流变频器，能达到控制交流电机的完美极限。 SINUS PENTA 交流变频器能够精

6、确控制任何标准鼠笼电机的速度和转矩。 RGN 能量再生作为 SINUS PENTA 变频 器的一个重要应用 领域 。在标准驱动系统中，功率只能从电源侧输出；而通过再生系统，功率流可以双向流动。在矿山升降机机系统中，当电机在减速或矿车下降过程中产生回馈能量时， RGN 能量再生系统能将回馈能量按正弦波形及一致的功率因素向电网输送，从而达到很好的 制动效果 ，同时也避免了过剩电能对设备元件的冲击，延长元器件的寿命， 提高电能的利用率，降低能耗，提高了 生产效率。 RGN 能量回馈 系统 有以下 主要 优点： 功率因数高，直流传动运行时通常功率因素为 0.60.7，而采用 IGBT 整流方式的交流传

7、动功率因素可为 1，甚至还可以根 据需要来设定功率因素，发出或接受一定量的无功功率。 谐波电流小，直流传动运行时通常谐波电流占基波分量的 30左右，而采用 IGBT 整流方式交流传动的小于 4，对比工厂原有的采用直流加载的另外测试台，实测表明，交流变频的谐波大小符合理论计算，满足实际使用。 制动效果好 ，由于采用 RGN 能量再生系统，在 电机制动期间 ，能将 电机的动能转换成电能及时传输到电网中，避免了提升机在减 速到达终点时出现的 ”过卷 ”现象。 提升机变频 应用方案 7 较好的节能效果，提高 电能利用 率。 假设 提升机的 负载重量为 54 吨，带载下降速度为 20 米 /分钟； 2

8、分 钟为一个周期（上升下降各 1 分钟）；每天工作 600 个周期（即下降再生能量的时间为 10 小时）； 再生功率 = 9.8 负载重量 速度 效率 = 9.8 54000 20 60 0.9 =158.76KW 每天再生节能 = 158.76KW 10 小时 =1587.6 KW.H 电费 0.7 元 / KW.H、每年工作 360 天，每年可节省电费： =1587.6 360 0.7 =400075 元 =40.0075 万元 因此，采用 能量回馈的方式具有极大的经济和社会效益，实现绿色、节能减排的目的。 在节能的同时，又不会造成污染电网。 逆变器 直流母线电压 能 保持恒定，不会因电机

9、 在 加速或减速过程中产生过压或欠压 现象，提高了生产效率。 效率高且维护方便，由于直流电机效率低于交流电机（约 5），同时交流电机的运行维护明显好于直流电机，运行成本较低。 电功率封闭易于实现，由于采用的变频器为交直交电压型变频器，可以有效地利用直流母线来进行电能量循环。 提升机变频 应用方案 8 三 RGN 能量回馈 系统 配臵清单： 以提升机 800KW(660V)电机为例。 RGN 能量回馈 控制系统 主要配臵清单： 序号 名称 型号 数量 单位 备注 1 RGN 驱动器 Sinus Penta 0748 6T 1 台 意大利IECCO 2 变频器 Sinus Penta 0748 6

10、T 1 台 意大利IECCO 3 能量回升控制器 RGN 接口 0831-6T 1 个 意大利IECCO 4 输入滤波电抗器 0.075mH 1000A 690V 1 个 上海鹰峰 5 再生电抗器 0.15mH 1000A 690V 1 个 上海鹰峰 6 输出电抗 器 0.030mH 1260A 690V 1 个 上海鹰峰 7 控制柜 1200*2200*800 3 个 威图 9 空气开关 NM1-1250H/1250A 1 个 正泰 10 接触器 NC9-1000A 1 个 正泰 11 风扇及过滤网 F2E-225-230-DS 3+FKL6626.300 18 1 套 雷普 12 按钮、指

11、示灯、中继、 隔离变压器、面板延长装置 1 套 施耐德 13 铜排、电缆等辅助材料 1 套 提升机变频 应用方案 9 四 意科变频器在该方案中几个突出特点 1 成熟 可靠的能量回升技术 40 年专注变频器的丰富经验；专用的能量回馈控制软件；可实时在线监测各种电参数与波形；统计耗电与发电的实时与累计功率。 2 独立的 CPU 控制 设计 操作面板、主控 板和驱动板 采用独立的 CPU 控制系统，各独立系统间采用通讯形式进行数据交互，做到各控制系统的独立运行控制，最大程度保证了系统的安全 。 OP 板 采 用 独 立 的CPU，修改设置设备参数带有存储功能 故障时不影响设备工作状态 驱 动 板 采

12、 用 独 立 的 控 制CPU, 独立驱动底层硬件，并存储通过 OP 和主控设置的参数 故障时设备停机 主控板采用独立的控制 CPU，修改设置设备参数带有存储功能 . 故障时不影响设备工作状态 提升机变频 应用方案 10 3 售后服务承诺 变频器提供 30 个月的保修服务，其它部件提供一年保修服务。 4 一机多 控制算法与多 过载 模式适应各种负载测试 要求 用户可根据需要采用 IFD(V/F)、 VTC(无传感器矢量转矩控制 )、 FOC(磁场定向控制 )、 SYN(同步精度 )、 RGN(能量回升 )不同的控制方式；任何一种控制方式均可采用电机自学习模式以获取最佳的控制参数与算法； 用户也

13、可以根据不同负载的过载情况，设定不同的过载级别。 提升机变频 应用方案 11 5 宽电压范围更加适应中国电网的实际情况 例如， IECCO 6T 级别的变频器额定电压范围为 575 690V（ -15%+10%） ,也就是说变频器实际的工作电压范围为 488 759V； 因此功能适应中国实际的电网环境。 6 大功率、模块化、组合式技术 大功率 、模块化、组合式是 IECCO 多年专注 变频器 的技术与经验积累； 690V最大可到 4MW 在业界屈指可数； 模块化、组合式 便于 用户 装配 方便 及后期维护 ，让用户的维护成本降到最低 。 提升机变频 应用方案 12 7 抗恶劣环境保护 纯金属外壳 不但保证结构的牢靠，更可将 电磁辐射降到最低，保证变频器内部控制和周边设备不受干扰； 内部 PCB 和 功率部件都用 军用三防漆做高度绝缘与容易散热的保护处理 ，适应粉尘、腐蚀气体、高温高湿环境。 8 具备全面的电机安全保护 功能 除了常规的软件算法保护功能外； IECCO 变频器内臵了 PTC 温 度传感器硬件保护功能；可将大功率电机绕组内臵的温度传感器直接接到变频器标配的温度传感器接口；无需增加任何配件