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1、变频器在调速方法中，变频调速（通过改变电动机电源频率来改变电动 机的速度）的调速范围大，平滑高，变频时同时改变定子外加电压， 可实现恒功率转矩调速以适应不同负载的要求，低速时特性的静差率 较高，调速的效率和功率因数高，是异步电动机调速方法中最有发展 前途的一种。传统的调速方法一般采用：（1）改变电动机极对数调速。（2） 转子串电阻调速。（3）涡流制动器调速。（4）可控硅串极调速。（5） 直流调速。前三种均属于无极调速，调速范围小，无法高速运行，只 能在额定速度以下调速，且低速复位性能差，长期低速运行会引起电 阻器、涡流制动器严重发热，启动电流大，对电网冲击大，常在额定速度下进行机械制动，对设备
2、机构冲击大，制动闸瓦磨损严重，功率 因数低，在空载或轻载时，低于0.4，即使满载时，也低于0.75，线 路损耗大。可控硅串级调速虽克服了上述缺点，实现了额定速度以下 的无级调速，提到了功率因数，减少了起动冲击，价格较低，但目前 串级调速产品的控制技术仍停留在模拟阶段，尚未实现控制系统的数 字化，因而在保护功能及系统监控方面还有待于发展。直流调速系统 具有很好的调速性能和起制动性能，很好的保护功能和系统监控功 能，但必须采用直流电动机，而直流电动机制造工艺复杂，使用维护 要求高，故障率高。变频调速技术发展道今天已完全克服了上述的不 足，同时对电动机要求不高，采用普通型异步电动机即可，该电机制 造
3、工艺简单，使用维护方便，在海上打井作业却在用变频调速器。近年来生产的高性能变频调速装置具有以下特点：电网适应性强，起动转矩和低速转矩高，速度响应快，速度控制范围宽，可进行 直接转矩控制，丰富的开关量及模拟量输入输出便于用户使用，晚上 的保护功能，如电压、电流、接地、输入输出缺相、过载等保护。加 减速曲线可选，加减速时间可调，提供多种制动方式以及系统监控功 能，电机参数自动测试，输入功率因数高达0.95 以上，效率高达90% 以上，尤其是矢量控制技术及直接转矩控制技术的应用，使交流电动 机具有了比直流电动机更好的动态特性，变频调速装置的先进性能特 别适用于调速设备和定速转动设备，可以提高工作效率
4、和功率因数， 减少起动冲击以及增加使用设备的安全可靠性是非常有益的目前变频调速器已发展了几代，市场上变频调速装置很多，下面我介绍CJ-46 （中海油-937 ）钻井平台上的变频器，它是新加坡生产 的 ACS800 系列变频器，它采用了最优秀的电机控制方法直接 转矩控制技术，它可以对所有电流电动机的核心变量进行控制，并把 定子磁通转矩作为主要控制变量。高速信号处理器与先进的电机模拟 软件相结合使电机状态每秒钟更新 4 万次，对负载的变化和瞬间掉 电，能做出迅速反映，其开环控制精度可以达到闭环矢量控制的精度 (0.1%-0.5%)，开环转矩阶跃上升时间小于5 毫秒，约为矢量控制 的 1/2，起动转
5、矩可达 200%，并具有有效的磁通制动提供最大可能 的制动力矩，尤其它还提供了绞车应用宏观程序，它具有绞车设备应 用所需的全部控制和安全功能，模块化功能可确保机械设备安全快速 运行，故障处理容单。DTC控制技术使操作者便于精确控制速度和转矩，操作绞车非常方便。VFD 柜它有整流模块和逆变模块，分段进线有两个进线开关，有三个整流模块，有五个逆变器柜，一段进线有一个制动电阻柜，二段进线有二个制动电阻柜，整流模块是把进线 690V 变成直流1000V，交流进线是由2台4000KVA变压器供给，变压是690V变柜上有一个母联开关，它可以由一段带全部，母联开关只要直流母线 带电就不能操作。只有在进行电源
6、有电，但进线开关没有合闸和直流 母线殿宇低于 30V 时，直流母联可以操作。每段二个进线开关同时 合闸，由整流模块变成直流，再并到一起运行，它的控制电源由外部 供给，是由UPS供给的二路220V交流电源。变频器柜内冷却系统是风机冷却和水循环冷却，每个变频模块都有风机，它的电压是690V变220V交流电，每段进线都有一个冷却系统柜，柜内由二台水泵，一台运行，一台备用，当一台有故障，另一台泵运行。水泵只给柜内冷却水循环用，外部海水是由外部加压循环，通过冷热交换器把热量通过海水带走。柜内有漏水报警，水压低报 警 ， 漏 出 的 水 通 过 管 子 流 到 外 面 的 地 漏 里变频器有绝缘监测系统，
7、在进线柜里，它监测柜内母线和制动电阻的绝缘，有两个绝缘监测表，一台用，一台备用。绝缘低于设定值 时报警，低于跳闸设定值时跳开进线开关。VFD每个盘柜内都有防 潮加热器，它的电源是外部供给，电源是交流220V，每个变频器多 带的电机都有防潮加热器。制动电阻在工作温度非常高，冷却采用水冷。制动斩波器监测直 流母线电压，只要直流电压超过了预先设定的限值，制动斩波器开始 工作，将电阻负载连接到直流电路上，控制程序监视着斩波器温度， 电流和电压，当这些参数超过故障限值后，系统将会跳闸。对于温度 监控，当电阻温度达到设定值，系统会产生一个报警信息，发送给监 控系统。变频器所带的交流负荷有：3台绞车电机（6
8、30KW/每台），6台泥浆泵电机（630KW/每台），1台顶驱电机（845KW ）。每台电机都 有防潮的加热器，当电机运行时，加热器断开。电机绕组温度监测， 有功率和扭矩限制，可以把电机速度控制在限位以下。有紧急停止信 号，有故障信号，有故障时可以急停。在运行信号没有复位前，不能 重新起动。速度信号，可以监控电机转速，通过转速信号，可以来调 电机的转速。变频器所带的电缆的要求，电缆在长期运行过程中，必须最小能 够承受 70 摄氏度的温度。保护接地电缆必须能允许通过的最高电压 和最大电流来选择，电机电缆要选用对称屏蔽电缆，使用对称屏蔽电 缆可以减少整个传动系统的电磁辐射，电机电缆和其PE软辫引出
9、应 尽可能短，以减少电磁辐射和容性电流。电机电缆、输入电源电缆和 控制电缆安装在不同的模板中，以避免电机电缆和其他电缆长距离的 并行走线，进而减少变频器电压瞬间产生的电磁干扰。电机的热敏电阻线和转速传感器线必须要单独走线，离开其他电缆走线。电缆桥架 必须有良好的接地，采用铝桥架可以提供提高接地系统中各局部地电 位的均衡性60 年代以来，各种类型的变频调速装置相继出现，并迅速道推 广应用。特别是半导体制造工艺的成就与微电子技术相结合，促进变 频装置的大容量，高性能发展。目前，国外生产的变频装置容量已达 一万千瓦以上，交流电动机的变频调速系统已具有调速范围广，调速 精度高等特点，并且价格和性能可与直流拖动相比较。
