HARSVERT-FVA系列高压变频器在煤矿提升机的应用

次变频改造选用1台harsvert-fva06/075高压变频器，额定电压6kv，额定电流75a，额定功率560kw。

　　harsvert-fva系列高压变频器是北京利德华福电气技术有限公司生产的新一代能量回馈型矢量控制高压变频调速系统，该系统首创无网侧电抗器的四象限单元串联多电平结构，通过无速度传感器矢量控制算法对电机进行精确的控制。

　　harsvert-fva系列能量回馈型矢量控制高压变频器采用单元串联多电平的拓扑结构，由激磁涌流抑制柜、变压器柜、功率柜和控制柜组成，主回路结构如图3所示。激磁涌流抑制柜内设有真空接触器和限流电阻，限制变频器高压上电时的充电电流和激磁涌流不超过其额定电流；变压器内装有整流变压器，将网侧高压变换为副边的多组低压，为功率柜中的功率单元（低压交-直-交变流器）供电，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，各功率单元输出串联构成变频器的高电压输出。变压器柜和功率柜的拓扑结构如图4所示。

　　功率单元是整台变频器实现变压变频输出的基本单元，每个功率单元都相当于一台交-直-交电压源型单相低压变频器。功率单元整流侧用igbt三相全桥可控整流，中间采用电解电容滤波和储能，输出侧为4只igbt组成的h桥，如图5所示。每个功率单元内设dsp高速运算器，进行可控整流算法的运算和控制。由于采用可控整流技术，变频器的输入电流具有较高的功率因数（pf＞0.95）和较低的谐波含量（thd＜4%）。

　　变频器主控系统通过光纤统一控制各功率单元的输出侧igbt，使变频器整机输出叠加后的多电平的pwm波形，如图6所示。该电压具有很高的正弦度，谐波含量很低。

　　harsvert-fva系列能量回馈高压变频器由于采用igbt三相全桥可控整流，具有100%功率的能量回馈能力，在减速制动和下放重车时能够将能量回馈至电网，供其他设备使用，降低企业整体电耗水平，尤其适合矿井提升等四象限运行工况需要。

　　变频器采用先进的无速度传感器矢量控制算法，对电机的磁通和转矩进行精确的解耦控制，能够实现零速（抱闸状态）200%转矩启动、频繁快速起停、快速加速、快速制动等功能。

　　harsvert-fva系列高压变频器对矿用提升机负载进行了特殊设计，其输出过载能力达200%/60s，完全能满足现场应用的需要。

　　4.2 现场变频改造情况

　　在整个的提升机系统中，高压变频器担负着电气传动和调速的重任，是主控命令的执行者，有着频繁启动、停止及其加减速的工作模式。当主令控制器推离零位后，经过可编程控制器的运算发出标准的模拟量（电压源和电流源）信号作为高压变频器的模拟输入给定，高压变频器按主控台发出的给定，按设定要求输出对应频率和电压驱动电动机加速运行。随着高压变频器输出频率由最低升至最高时，提升机按设定的运行曲线加速进入等速段，当提升容器运行至减速点时，主控台通过给定信号控制变频器按规定要求减速运行，此时变频器输出频率由最高频率按要求逐渐降为设定的爬行速度对应得频率（一般为5hz左右），提升机从正常阶段进入减速段运行。当速度降到设定的速度时，提升机进入到低速段（爬行段）运行，并保持该速度运行。当提升容器运行到卸载位置时，主控台检测到容器到位信号后，工作闸回路断电抱闸 ，控制变频器停止输出，至此完成一次提升过程。

　　整个提升机系统中设有深度指示失效、接近停车位置的限速、过卷、滑绳、反转、减速段限速、等速段限速、制动油过压、闸瓦磨损、松绳、速度监视、制动油超温、润滑油超压欠压、煤位及变频器的轻重故障等保护功能。系统能根据故障发生时刻容器所在位置，控制提升机的信号、运行方向、运行速度，必要时实施紧急制动或二级制动，确保设备的安全运行。

　　从目前运行情况看，主焦煤业公司变频改造后的整个提升机系统具有如下特点：系统具有更完善的软硬件保护环节；实现了电动机的真正软启动；实现了无级平滑调速，可在静态或动态下任意调整电动机转速；运行平稳，无转差冲击。提升操作系统能够实现调绳、手动、半自动、全自动运行；除常规的保护外，还具有深度指示器断轴（断线）

保护、减速点后备保护、错向保护、给定方向记忆保护、二级制动解除保护、减速段超速保护、自动换向等功能；系统能实现提升机运行全过程的自动监控，对提升机运行过程中的参数及可能危及提升机正常运行的设备进行监测，并具有故障显示、报警功能；维护工作量比原系统减少很多，耗电量也大大降低，节能效果非常显著。电控系统结构简单、应用灵活、编程方便、运行稳定可靠，大大提高了提升机的安全运行，减少维护工作量，缩短了提升时间，提高了生产