【摘要】：本文以某企業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)大功率礦用防爆變頻器為背景,設(shè)計(jì)了并研制1臺1000kW/1140V的大功率礦用變頻器。該變頻器為兩象限變頻器,使用ABB ACS800核心控制板,使用DTC直接轉(zhuǎn)矩控制方式對電機(jī)進(jìn)行控制,具有精確的轉(zhuǎn)矩控制及迅速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。文中首先分析了國內(nèi)低壓礦用變頻器產(chǎn)品市場需求及相關(guān)技術(shù)情況,對比了其它幾種電機(jī)起動調(diào)速設(shè)備,證明了礦用變頻器是性價(jià)比高的電機(jī)控制及調(diào)速設(shè)備。然后,本文對DTC直接轉(zhuǎn)矩控制算法的發(fā)展歷程、控制思路及基本原理進(jìn)行了介紹。對變頻器主回路使用的整流二極管、IGBT等關(guān)鍵器件,對其參數(shù)計(jì)算方法進(jìn)行了研究,并結(jié)合礦用防爆變頻器現(xiàn)場使用環(huán)境及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,完成了主回路器件的設(shè)計(jì)選型。本文礦用防爆變頻器電氣設(shè)計(jì)分為變頻器機(jī)芯電氣設(shè)計(jì)和輔助控制電路電氣設(shè)計(jì)。機(jī)芯電氣設(shè)計(jì)部分,通過光纖轉(zhuǎn)接板進(jìn)行直流母線電壓采集及信號處理、PWM信號光電轉(zhuǎn)換、輸出電流采樣。通過對IGBT驅(qū)動電路進(jìn)行分析,對IGBT驅(qū)動電路進(jìn)行選型,并對其工作原理及主要性能參數(shù)進(jìn)行了說明。通過對礦用防爆變頻器現(xiàn)場控制需求進(jìn)行研究,對輔助控制電路進(jìn)行了電氣設(shè)計(jì),主要包括變頻器人機(jī)界面、變頻器控制接口、主電動機(jī)散熱風(fēng)機(jī)控制保護(hù)電路、變頻器水冷散熱器監(jiān)控電路。大功率電力電子器件工作時(shí)將產(chǎn)生大量損耗。本文對變頻器中整流二極管、IGBT等功率器件損耗計(jì)算方法進(jìn)行分析,并計(jì)算了所研制變頻器功率器件的損耗。對比分析礦用防爆變頻器常用的熱管散熱、水冷散熱兩種散熱方式,選擇采用水冷散熱方式并結(jié)合所研發(fā)變頻器器件布置、裝置結(jié)構(gòu)等因素,完成了變頻器水冷散熱器設(shè)計(jì)。最后,對礦用防爆變頻器樣機(jī)所需進(jìn)行的電氣例行試驗(yàn)要求及試驗(yàn)方法進(jìn)行了說明,并列舉了所研制變頻器進(jìn)行例行試驗(yàn)的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),所研制的變頻器通過第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的型式試驗(yàn),各項(xiàng)電氣性能滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
【圖文】：

2 礦用變頻器組成及其調(diào)制原理和 PLC 的兩路通訊信號，隔爆按鈕的 1 組開關(guān)量信號集中處理，通口與組態(tài)屏進(jìn)行連接，組態(tài)屏將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合顯示。同時(shí)，接口屏提供 DC24V 電源。隔爆按鈕

將主控板和 PLC 的兩路通訊信號，隔爆按鈕的 1 組開關(guān)量信號集中處理，通過RS485 接口與組態(tài)屏進(jìn)行連接，組態(tài)屏將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合顯示。同時(shí)，接口板還為組態(tài)屏提供 DC24V 電源。圖 2-9 顯示部分組成示意圖Figure.2-9 Schematic diagram of display part2 軟件部分組態(tài)屏主界面如圖 2-10 所示，，主要可分為運(yùn)行狀態(tài)、狀態(tài)曲線及就地操作按鈕三部分：接口板組態(tài)屏ACS800主控板RS485PLCRS485DC24VRS485隔爆按鈕
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD3;TM921.51

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王松嶺;;火電廠變頻器的安裝選型及應(yīng)用[J];新疆電力技術(shù);2011年04期

2 李秋英;;變頻器維修故障案例分析[J];漣鋼科技與管理;2015年03期

3 王少盼;朱力召;;高壓變頻器在鍋爐風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用[J];西部煤化工;2015年02期

4 田海燕;;變頻器應(yīng)用及檢測維護(hù)[J];通信電源技術(shù);2019年04期

5 李京偉;;變頻器應(yīng)用中的故障及處理措施[J];科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊;2019年21期

6 武飛平;;發(fā)電廠高壓變頻器典型故障診斷分析及解決[J];神華科技;2017年12期

7 張小超;;變頻器常見故障處理和維護(hù)對策[J];居舍;2017年34期

8 蔡俊;;變頻器在使用中遇到的問題和故障防范[J];建材與裝飾;2018年20期

9 馬青峰;;變頻器故障診斷及處理[J];科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊;2017年27期

10 白新鳳;;ECL多功能天車變頻器通訊及控制系統(tǒng)改造研究與應(yīng)用[J];輕金屬;2017年08期

相關(guān)會議論文 前10條

1 李貴山;;變頻器原理及常見故障分析處理[A];2019中國制漿造紙自動化技術(shù)與智能制造研討會論文集[C];2019年

2 林福圣;;環(huán)冷小車自動放料系統(tǒng)的變頻器改造[A];2017年低成本煉鐵技術(shù)研討會論文集[C];2017年

3 于洪波;;風(fēng)電機(jī)組變頻器故障處理實(shí)例分析[A];第五屆中國風(fēng)電后市場專題研討會論文集[C];2018年

4 高乃文;;幾種變頻器故障的檢查處理[A];水泥工業(yè)節(jié)電和變頻技術(shù)研討會論文集[C];2011年

5 王坤;;變頻器過電流故障原因分析與處理[A];第二十二屆川魯冀晉瓊粵遼七省礦業(yè)學(xué)術(shù)交流會論文集（下冊）[C];2015年

6 張偉;陳欣;張東;段利;;高壓變頻器常見故障分析處理[A];第十一屆中國鋼鐵年會論文集——S18.冶金自動化與智能管控[C];2017年

7 何紹相;;變頻器的故障分析及處理[A];四川省電工技術(shù)學(xué)會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

8 薛明;王濤;李健;;一起變頻器充電回路故障[A];第二十五屆粵魯冀晉川遼陜京贛閩十省市金屬學(xué)會礦業(yè)學(xué)術(shù)交流會論文集（下冊）[C];2018年

9 王旭;劉宗富;;單元串聯(lián)型高壓變頻器故障單元處理方法研究[A];第12屆全國電氣自動化與電控系統(tǒng)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

10 趙瑞璐;劉瑞剛;;論早期ABB變頻器國產(chǎn)化替換的優(yōu)勢[A];第五屆中國風(fēng)電后市場專題研討會論文集[C];2018年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 江西 陶波;壓力傳感器智能數(shù)顯控制器變頻器組成的恒壓供氣系統(tǒng)技術(shù)原理電路及參數(shù)設(shè)定[N];電子報(bào);2017年

2 四川 羅道勇;日普RP2000變頻器故障檢修一例[N];電子報(bào);2011年

3 河南 劉峙 李寧;淺談幾種實(shí)用的變頻器故障維修方法[N];電子報(bào);2012年

4 四川 熊波;變頻器故障維修一例[N];電子報(bào);2005年

5 江西 陶波;變頻器故障處理3例[N];電子報(bào);2011年

6 四川 羅道勇;三菱變頻器故障報(bào)警信號及處理方法(上)[N];電子報(bào);2011年

7 四川 羅道勇;三菱變頻器故障報(bào)警信號及處理方法(下)[N];電子報(bào);2011年

8 福建 沈金財(cái);巧修三菱FR-E540變頻器故障[N];電子報(bào);2010年

9 廣東 袁茂華;加壓水泵變頻器故障應(yīng)急修理1例[N];電子報(bào);2014年

10 江西 陶波;老式商標(biāo)印刷機(jī)變頻器故障維修[N];電子報(bào);2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 蔡信健;級聯(lián)H橋多電平變頻器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 史晗;1140V大功率礦用防爆變頻器研制[D];中國礦業(yè)大學(xué);2019年

2 趙海龍;基于Matlab故障仿真的變頻器主電路故障診斷方法研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2019年

3 孫彥亮;高壓變頻器在火電廠漿液循環(huán)泵的應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué);2018年

4 王群山;M型單元級聯(lián)型高壓變頻器可靠性提升的研究[D];南京理工大學(xué);2018年

5 曾繁玲;基于PLC和變頻器的疊壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2016年

6 趙朝剛;基于變頻技術(shù)的發(fā)電廠風(fēng)機(jī)控制設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2018年

7 高大偉;首鋼燒結(jié)廠主引風(fēng)機(jī)高壓變頻器控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2017年

8 蔣宗良;基于LabVIEW的C2工業(yè)變頻器質(zhì)量檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];東北大學(xué);2017年

9 蔡看;基于LabVIEW的E3工業(yè)變頻器測試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2015年

10 朱文杰;級聯(lián)多電平高壓變頻器控制策略研究及其在電廠風(fēng)機(jī)改造中的應(yīng)用[D];東南大學(xué);2017年

本文編號：2664017