低压绞车变频电控技术方案
低压变频器防晃电方案研究
低压变频器防晃电方案研究摘要：低压变频器的一个特性就是对电网电压波动较为敏感，变频器的非正常停机的现象主要是因为系统电压发生晃电事故。
笔者在研究了低压变频器防晃电直流支撑方案和再起动方案，通过对常用解决方式的分析出现的弊端，提出了相应的对策，在解决低压变频器防晃电方式中，有一定的借鉴作用。
关键词：防晃电；低压变频器；电网安全晃电形式包括电压在短时间内跌落或越限、电压闪变、电压短时中断、短时间断电等，突然启动大容量用电或供电设备、自然雷击、突发性对地短路、配电网络故障等均可引发晃电。
目前电网环网及并网规模正在不断扩大，再加上电力网络中配置的大容量变压器、电机数量日益增加，致使晃电问题频繁发生，低压配电系统及系统中的设备对于晃电的抵御能力较差，应注意运用保护措施防止晃电对配电设备造成破坏。
本文探讨了低压变频器防晃电措施，旨在保证配电网络中的低压设备能够维持稳定运行，减少晃电带来的损失。
1.晃电时变频调速电动机跳车原因分析在实际应用中．不同低压变频器品牌低电压保护限值和控制回路设计不同．导致低压变频器低电压跳闸原因也不同通常变频调速电机低电压跳闸有以下几个原因1.1低压变频器自身抗晃电能力差根据运行和事故数据发现不同品牌低压变频器防晃电能力差别很大。
通常根据低压变频器自身低电压限值要求和实际需要进行整定表1列出了部分品牌的低压变频器配置和整定情况。
际需通过上表及实际运行发现Siemens（MM430）和ABPOWERFLEX700低压变频器自身抗晃电能力差．电网电压下降幅度超过15％以上，并持续80ms以上，都会导致低压变频器低电压保护动作而跳闸，电机停机。
低压变频器自身低电压限值偏低是导致晃电时低压变频器跳闸的原因。
2）ABBACS800—04—3—0440系列低压变频器自身抗晃电能力强．在保证低压变频器控制回路不断电、电机辅机不受晃电影响情况、变频电机所带负荷又不大时．短时晃电。
电网电压下降幅度不超过低压变频器低电压限值时．ABB变频调速电机不会跳车。
低压变频器抗晃电方案的应用与探讨
低压变频器抗晃电方案的应用与探讨摘要：电力系统在运行过程中由于雷击、对地短路、故障重合闸、备自投动作、电网异常、大型设备启动等造成的电网电压瞬时跌落又恢复正常的现象，使电网电压瞬间较大幅度波动或者是断电又恢复的现象称为“晃电”。
但是，当电网发生“晃电”时，变频器易受电网电压波动的影响而跳闸停机。
“晃电”虽然一般只有短短的数秒钟，但是对于连续性生产要求高的石化装置而言，某一台或几台变频器的停机都可能导致生产工艺流程中断，甚至整套装置非计划停工，给企业造成巨大的经济损失，严重时还会发生火灾、爆炸、环境污染、人身安全等次生事故。
因此，提升低压变频器抗晃电能力对于连续性生产要求高的企业具有十分重要的意义。
关键词：抗晃电；低压变频器引言为最大限度地避免化工生产装置因供电系统电压波动而造成的影响，有必要对关键电气设备采取抗晃电措施。
当务之急是设计实用可靠的供电系统以抗晃电，同时采取一些措施降低晃电带来的危害。
1电网“晃电”时变频器停机的原因分析1.1主回路接触器跳闸变频器现有供电回路的接线方式之一，变频器主回路带电磁式交流接触器。
其控制方式为：起动时现场起动按钮控制接触器吸合，当主回路接触器KM吸合后，控制回路时间继电器KT接点延时闭合，变频器运转命令ON，变频器开始工作；停机时现场停止按钮控制接触器释放，控制回路时间继电器接点瞬时断开，变频器停机。
由于电磁式交流接触器的工作原理特点，当电网出现“晃电”时，会造成电磁式交流接触器工作线圈短时断电或电压过低，导致靠电流维持吸合的动、静铁心吸力小于释放弹簧的弹力，使接触器释放跳闸，导致变频器因输入电源断电而停机。
1.2控制变频器运转命令的中间继电器或时间继电器跳闸变频器供电回路的另一种接线方式，变频器主回路不带接触器。
其控制方式为：主回路空气断路器合闸后变频器主回路得电，通过现场按钮控制中间继电器KA的吸合与断开来控制变频器的运转命令ON或OFF，从而使变频器运转或停机。
绞车说明书
变频绞车电控系统使用说明书山西格瑞泰科技有限公司提示※安装、使用产品前，请仔细阅读本使用说明书。
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二、操作台的组成及PLC模块的用途三、双电源配电柜的组成四、变频柜组成五、回馈柜组成六、绞车保护七、双电源配电柜操作说明八、回馈控制柜操作说明九、变频柜操作说明十、控制台操作说明十一、上位机监控系统应用说明十二、注意事项1、变频调速系统概述①、国家“十一五”科学技术发展规划里明确提出，优先发展能源、资源与环境保护技术。
需要优先发展的能源保护技术的定义：“坚持节能优先，降低能耗，攻克主要耗能领域的节能关键技术，积极发展建筑节能技术，大力提高一次能源利用效率和终端用能效率。
”《煤炭工业发展“十一五”规划》的发展方针中明确提出：“采用高新技术和先进适用技术，淘汰落后的工艺和装备，提高煤炭重大装备研发和制造能力，促进煤炭产业升级。
”作为高耗能的矿山大型机电设备被列为优先发展主题。
以前矿用提升机大部分采用大功率绕线式异步电机TKD 调速拖动系统，存在系统调速是有级调速方式，切换冲击电流大，运行平稳性差，安全性低。
系统发热严重，工作环境恶劣。
根据现有矿用提升机的状况，充分发挥现有设备的潜能，对现有提升机设备的改造进行调研后，我公司开发出变频调速拖动系统。
该系统能自动高精度的按设定提升速度运行，系统安全性得到保证，极大降低了提升机的操作难度；减速时，可根据减速信号，自动修改变频机工作频率，使运行速度下降到安全速度，司机无须在用施闸手段控制提升机减速，避免了超速、过卷的发生，杜绝了人工操作失误。
能可靠的按系统设定的最短时间加、减速，显著缩短一次提升时间，提高生产效率。
②、控制系统概述变频绞车电控系统，由双电源配电柜、回馈控制柜、变频控制柜以及操作台组成。
低压变频器抗晃电方案的应用与探讨
低压变频器抗晃电方案的应用与探讨摘要：文章围绕低压变频器抗晃电的相关问题进行分析，首先研究了低压变频器装置受晃电因素影响导致停机的关键原因，然后对低压变频器抗晃电方案进行分析，包括改造控制回路、对低压变频器参数进行设置优化、下调低电压保护值、以及更换接触器装置这几项技术措施，相关内容对进一步提升低压变频器装置抗晃电能力有一定的参考与指导价值。
关键词：低压变频器；抗晃电；方案变频调速是目前技术方案支撑下最合理的调速方案，在达到变频调速目的的同时也有非常理想的节能效果[1]。
目前在石化、钢铁、冶金等相关领域中对低压变频器装置的应用已经非常广泛。
但电力系统受电网异常、雷电、对地短路等一系列因素影响可能出现电压瞬时跌落至正常的现象，导致电压电压出现“晃电”问题，虽然该故障的持续时间短暂，但可能导致低压变频器装置出现跳闸停机现象，造成整个装置的非计划停工以及巨大损失[2]。
这一背景下，必须尝试研究提升低压变频器装置抗晃电能力的方案，以保障装置连续稳定运行。
1 低压变频器晃电停机原因1）主回路接触器跳闸。
低压变频器装置在工业应用中常通过主回路带电磁式交流接触器装置满足控制目的，受其工作原理的影响，在电网晃电故障状态下交流接触器装置可能出现电压水平异常下降或工作线圈短时断电的问题。
该情形下，释放弹簧弹力远高于维持吸合的动静铁芯吸力，进而造成电磁式交流接触器装置释放并跳闸，受输入电源断电影响，造成停机问题的产生[3]。
2）继电器跳闸。
对于低压变频器而言，供电回路可能受实际运行情况影响导致变频器主回路不带接触器。
在此模式下，中间继电器装置受现场按钮控制完成运转或停机指令。
而在晃电问题的影响下，电压水平异常降低（达到继电器保持电压水平以下），从而造成继电器线圈出现失电跳闸故障。
3）变频器控制电源失电。
低压变频器装置运行期间，控制电源以自变频器输入电源为主要动力，受低压变频器输入电压水平跌落的影响，导致控制电路控制功能丧失。
变频器的控制方式及合理选用
变频器的控制方式及合理选用1.变频器的控制方式低压通用变频器输出电压在380~650V，输出功率在0.75~400KW，工作频率在0~400HZ，它的主电路都采用交-直-交电路。
其控制方式经历以下四代。
（1）第一代以U/f=C，正弦脉宽调制（SPWM）控制方式。
其特点是：控制电路结构简单、成本较低，但系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。
（2）第二代以电压空间矢量（磁通轨迹法），又称SPWM控制方式。
他是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形。
以内切多边形逼近圆的方式而进行控制的。
经实践使用后又有所改进：引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流成闭环，以提高动态的精度和稳定度。
但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。
（3）第三代以矢量控制（磁场定向法）又称VC控制。
其实质是将交流电动机等效直流电动机，分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁链，以转子磁通定向，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。
然而转子磁链难以准确观测，以及矢量变换的复杂性，实际效果不如理想的好。
（4）第四代以直接转矩控制，又称DTC控制。
其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。
具体方法是：a.控制定子磁链——引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；b.自动识别（ID）——依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；c.算出实际值——对定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；d.实现Band-Band 控制——按磁链和转矩的Band-Band 控制产生PWM信号，对逆变器开关状态进行控制；e.具有快速的转矩响应（〈2ms），很高的速度精度（±2%，无PG反馈），高转矩精度（〈±3%）；f.具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时（包括0速度时）,可输出150% ~200%转矩。
变频器控制电路设计方法(1)
控制线路的设计方法
功能添加法 较简单的控制线路 步进逻辑公式法 多个工作过程自动循环的复杂线路
功能添加法举例说明
设计要求： 1、有两台电动机，正转运行， 2、第一台电机必须先开后停，正常停车为 斜坡停车。 3、如果任何一台电机过载时，两台电机同 时快速停车。
设计两个能独立开停的控制线路
第三次添加功能——加过载同时停车 过载保护可以在Set－ttd参数设置电机热态阈值， 然后用变频器的内部继电器R1（或R2）停车， 即设置R1参数为I-O－r1＝tSA（达到热态阈值）。 由于正常停车与过载停车停车模式与停车时间均 不相同，所以过载时应通过逻辑输入快速停车， 设置Fun－StC－FSt＝LI5，即分配变频器的输入 端子LI5为过载停车端子
第三次添加功能后，虽然过载后两台电机 能快速停车，但停车后1KA、2KA线圈仍 处于吸合状态，无法重新起动，除非先按 下按钮2SB1和1SB1，使1KA、2KA线圈失 电，很不方便。我们可以用KA的触点使 1KA、2KA线圈自动失电，主电路不变
第四次添加功能——过载停车后，1KA、2KA线 圈自动失电
第二次添加功能——第一台电机不能先停。将 2KA的常开触点与停车按钮1SB1并联
第三次添加功能——加过载同时停车 过载保护可以在Set－ttd参数设置电机热态阈值， 然后用变频器的内部继电器R1（或R2）停车， 即设置R1参数为I-O－r1＝tSA（达到热态阈值）。 由于正常停车与过载停车停车模式与停车时间均 不相同，所以过载时应通过逻辑输入快速停车， 设置Fun－StC－FSt＝LI5，即分配变频器的输入 端子LI5为过载停车端子
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变频技术在煤矿绞车电控系统应用研究
变频技术在煤矿绞车电控系统应用研究【摘要】运输绞车煤矿井下运输的重要设备。
随着变频技术在电力拖动系统中应用日益成熟，以其调速范围广、精度高、启动电流低、体积小、节能等优势逐渐成为电动机调速电控系统的主要控制方式。
本文以PLC为控制器，利用变频器设计了煤矿绞车调速电控系统的主回路和控制电路，实现了运输绞车无极调速。
【关键词】变频技术；PLC；绞车；电控系统引言运输绞车煤矿井下运输的重要设备。
绞车的开启和制动的电控系统大部分采用的异步电动机，通过电动机中的转子串电阻来调节绞车的速度。
在调节电动机速度时，绕线电机转子串接电阻的耗能一般占到绞车耗电量的20%~30%，造成电量的无功流失，且造成电动机内部的发热，减少了电动机内部机构的寿命。
随着科学技术的快速发展，变频技术在电力拖动系统中应用日益成熟，以其调速范围广、精度高、启动电流低、体积小、节能等优势逐渐成为电动机调速电控系统的主要控制方式。
本文利用变频技术，主要以PLC为控制器实现调速变变频器控制，实现对运输绞车调速系统进行系统改造。
1、绞车调速电控系统硬件设计1.1主控制电路设计绞车电控系统主要控制电路示意图如图1所示。
主控制电路主要由以下几个部分组成：感应型电动机、电磁接触器（MC1、MC2、MC3等）、电路保护器MCCB、变频器。
控制器的外部电路主要由接收来自PLC的控制信号部分、声光报警电路、制动控制等电路组成。
1)系统变频器容量理论计算变频器的容量大小对系统的影响较为直接，有必要计算出系统所需变频器的容量大小。
以某煤矿上山绞车为例，目前采用的电控系统是交流绕线式电机串电阻调速系统。
详细的系统参数如下：绞车为徐工重型机械公司制造的绞车控制提升机，绞车卷筒直径为1.8m，电动机转速为790r/min，比速接近1：28；绞车的实验场所在该矿的西翼09采区上山处，该上山斜坡道长度900m，坡度约为17°，电机功率455kW，供电电压660V。
变频器低压跳闸解决方案
变频器低压跳闸解决方案1. 背景介绍变频器是一种用于控制电动机转速的电气设备，常用于工业生产中。
然而，有时候在使用变频器时会出现低压跳闸的问题，即变频器在工作过程中突然断电或跳闸。
这会导致生产中断，影响生产效率和产品质量。
因此，我们需要找到解决这个问题的方案。
2. 问题分析低压跳闸问题可能由多种因素引起，例如电源供应不稳定、电缆连接不良、过载等。
我们需要对这些可能的原因进行分析，找出问题的根源。
3. 解决方案3.1 电源供应问题首先，我们需要检查电源供应是否稳定。
可以使用电压表或示波器来监测电源的电压波动情况。
如果发现电源波动较大，可以考虑使用稳压器或电源滤波器来稳定电源供应。
3.2 电缆连接问题其次，我们需要检查变频器与电机之间的电缆连接是否良好。
不良的电缆连接可能导致电阻增加，电流不稳定，从而引起低压跳闸问题。
可以使用电阻表或电流表来检测电缆连接的质量。
如果发现电缆连接不良，应重新连接或更换电缆。
3.3 过载问题另外，过载也是导致低压跳闸的常见原因之一。
当负载超过变频器的额定负载能力时，变频器可能无法提供足够的电流，导致低压跳闸。
解决这个问题的方法是检查负载是否超过变频器的额定负载能力，并根据需要调整负载或更换更大容量的变频器。
3.4 温度问题最后，温度也可能影响变频器的正常运行。
如果变频器长时间工作在高温环境下，可能会导致电子元件过热，从而引起低压跳闸。
解决这个问题的方法是确保变频器周围的通风良好，可以使用风扇或散热器来降低温度。
4. 实施方案根据上述解决方案，我们可以采取以下步骤来解决变频器低压跳闸问题：- 检查电源供应是否稳定，如有必要，使用稳压器或电源滤波器来稳定电源。
- 检查电缆连接是否良好，如有必要，重新连接或更换电缆。
- 检查负载是否超过变频器的额定负载能力，如有必要，调整负载或更换更大容量的变频器。
- 确保变频器周围通风良好，可以使用风扇或散热器来降低温度。
5. 结论通过对变频器低压跳闸问题的分析和解决方案的实施，我们可以有效解决这一问题，保证变频器的正常运行。
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低压绞车变频电控技术方案
一、概况
矿井绞车是煤矿生产过程中的重要设备。
绞车的安全、可靠运行，直接关系到企业的安全生产状况和经济效益。
目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井绞车普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器—交流接触器控制。
这种控制系统缺点如下：
1.由于调速过程中交流接触器动作频繁，设备运行的时间较长，交流接触器主触头易氧化，引发设备故障；
2.绞车在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，经常会造成停车位置不准确；
3.绞车频繁的起动﹑调速和制动，在转子外电路所串电阻上产生相当大的功耗；
4.这种交流绕线式电机串电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性差；
5.低速时机械特性较软，静差率较大；
6.电阻上消耗的转差功率大，节能较差；
7.起动过程和调速换挡过程中电流冲击大；
8.中高速运行震动大，安全性较差；
9.自动化程度低。
二、改造方案
具体实施方案：
1）操作台：日本三菱双PLC配进口触摸屏、其它电气元件为西门子，操作手柄为日本思博型，继电器为西门子。
主控台由两台PLC、电源模块、CPU模块数字量I/O模块、模拟量I/O模块、高度计数模块等硬件组成，输入输出口留有一定余量。
2）低压开关柜：双回路进线，为设备系统供电，并为室内照明及检修等供
电，采用西门子系列双PLC双线制控制。
3）低压变频柜：核心部件为西门子70系列全数字矢量控制型变频调速装置、外部检测及输入输出控制电器、控制信号及端子组成。
变频调速装置本身具有过压、欠压、过流、过负荷、缺相、超温等保护。
绞车传统的操作方式为，操作工人坐在煤矿井口操作台前，手握操纵杆控制电机正﹑反转各五档速度。
为适应操作工人这种操作方式，变频器采用多段速度设置，S1、S2设为正反转，S3、S4、S5可设多档速度。
4）制动电阻柜：由制动单元和制动电阻组成。
制动柜的作用是电动机处于发电制动状态时，能耗散大部分能量。
5）液压站：带比例阀调压。
6）轴编码器：装于主轴传动装置上的轴编码器在提升机运行时发出和行程相一致的脉冲，根据设计速度图，PLC将行程脉冲数学运算得到相应的给定速度曲线。
PLC还对编码器的脉冲进行0.1秒的取样，得到提升机的实际运行速度，这样经过PLC的PID调节功能模块，通过数字运算和比较给出工作闸及主令控制的闭环调节数据，再经模拟输出模块将数字量转换成模拟量给以输出，控制液压站电液调节阀及变频器所需要的控制信号。
7）矿用本质安全型语言信号箱、提升信号系统。
8）多种安全保护设备及配件：转速传感器、温度传感器、深度指示器失效保护装置、二级过卷保护开关、松绳保护装置、闸瓦磨损保护器、闸瓦磨损保护器、弹簧疲劳保护器、闸瓦偏摆装置、压力传感器、UPS不间断电源等提供了多种保护功能。
三菱系列PLC有多种功能模块，组合灵活方便，而且CPU有较强的数学运算功能、PID功能和数据传送功能有关器件都有一系列强大功能，对完成交流矿井提升机所必须的开关量和模拟量控制既轻松又方便，更重要的是不论何种原因造成PLC故障包括一般故障和致命故障，除有故障表通过编程器来显示外，对致命故障（主要为CPU故障）PLC置位停止运行，对提升而言即为安全制动，而不会使事故扩大，故PLC处于高可靠无故障运行，使系统更加安全。
系统和速度闭环调节是数字化的，由PLC的内部PID调节功能实现速度的闭环调节，参数由软件数字化设定，所以调节简便，准确度高而且永不会变化。
根据需要，随时更改控制参数也非常方便。
系统运行时PLC上的输入输出模块均有相应的LED指示灯动态显示各口的输入输出状态，便于现场查找PLC外部接点故障。
三、改造后的效果
1）实现电机软启动、软停车，减少机械冲击，使运行更加平稳可靠。
减少对电网的冲击简化操作，降低工人的强度。
运行速度曲线成S形，使加减速平滑，无撞击感。
实现对调速系统行程速度给定的控制，自动减速保护，停车时自动抱闸停车。
主控PLC能完成手动、自动、紧急制动等运行方式的控制要求。
绞车经过变频调速改造后，系统的工作过程有很大的变化。
操纵杆控制电机正五挡速度，反转五段速度。
不管电机正转还是反转，都是从矿井中将煤拖到地面上来，电机工作在正转和反转电动状态，只有在满载拖车快接近井口时，需要减速并制动。
2）安全保护齐全，具有过卷、过速、过负荷及失压、限速、深度指示失效、闸间隙、松绳、减速功能、满仓、弹簧疲劳、液压站油压高、测速断线、信号闭锁、正反向联锁、防倒转等保护。
四、变频改造后经济效益分析
1.变频器在低速运行时节能比较明显，由于绞车在井口及井底都处于低速运行，根据现场情况，一般设置井底低速区和井口底速区长度分别70-100M左右，因此低速运行距离大约在140-200M，根据坡长的不同，其低速段占30%左右，其综合节能率在25%左右。
2.采用变频控制以后，由于设置直流制动，在运行时油闸全敞开，减轻了原工频控制下的磨损，油闸只作为一种辅助设施，在电机停稳或在紧急时快速抱闸用，据测算，该项损耗大大降低，能节能3%左右。
3.原工频控制采用交流接触器进行速度切换，用调速电阻调速，而变频控制将其全部甩掉，减少器件用电量，增加了可靠性，原接触器及调速电阻，每2-5个月还需更换一次，维修费用大，而且耽误生产。
4.若采用回馈制动单元，将绞车下行时电机发出的电回收利用，这也能节约一部分电能。
五、结语
绕线式电机转子串电阻调速，电阻上消耗大量的转差功率，速度越低，消耗的转差功率越大。
使用PLC变频调速，是一种节能的高效的调速方式。
绞车绝大部分时间都处在电动状态，节能十分显著，经测算节能30%以上、取得了很好的经济效益。
另外，绞车改造后，系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高，减少了运行故障和停工工时，节省了人力和物力，提高了运煤能力，间接的经济效益也很可观。
产品除一般变频器所具有的过压、欠压、过载、短路、温升等多种保护功能外，还具有开机连锁保护，自动限速保护，完全适用调度绞车要求的力矩大，频繁启停、频繁加减速及四象限运行等运行特点，是矿用调度绞车变频改造的理想选择。
变频器上的数字输入、数字输出接口与PLC相连，交接信息，随时控制调度绞车的运行速度。
在变频器中可设置加减速时间，S形速度曲线加速，可最大限度的减小启动过程中的机械冲击，对调度绞车具有较高的安全性。