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當帶式輸送機驅動多輥時,由于驅動輥的直徑不同,驅動電機的角速度也不同。拖動大直徑滾筒的電機處于電動狀態,拖動小直徑滾筒的電機可能處于發電狀態,此時后者相當于前者的負載。后者電機的工作狀態也是在上述兩種情況下產生制動。在某些特殊工況下,上雙羅拉驅動的兩臺主電機在象限內運行,變頻器拖動主電機也在象限內工作。象限內,電機處于制動狀態,變頻器能量的反饋要解決。
通用型變頻器的制動方式為交流/DC/交流電壓型變頻器,整流部分由不可控整流極管組成,該部分能量傳遞不可逆。當輸送機的減速度過大或兩個驅動輥直徑相差較大時,來自電機側的再生能量傳遞到DC側,DC電路的電阻和電容來不及消耗再生能量,產生的泵送電壓可能會損壞濾波電容。要選擇合適的變頻器,首先要了解變頻器,的制動方式和主電路結構。
DC制動時,斷開主電機三相交流電源,定子任意兩相與DC電源連接,形成固定磁場。制動力矩的大小可以通過控制DC電流的持續時間和幅度來控制。制動能量以熱量的形式消耗在主電機的轉子上。普通型變頻器一般具有DC制動功能,主要用于制動不是特別頻繁、制動力不是特別大的場合,如風機、水泵負荷,一般與降頻、減速配合使用,也可用于消除主電機運轉前的爬行。由于主電機轉子發熱的限制,DC制動不適用于雙滾筒驅動的長距離大傾角輸送機的反饋制動萬向變頻器,不能將能量回饋給電網。為了實現能量的雙向流動,必須在電網側將一組有源逆變電路與整流器并聯。變頻主電路。一家公司將有源逆變器部分做成一個獨立的裝置,這樣相位就可以直接在DC總線上。然而,在上述主電路中實現有源逆變器對電網質量要求較高。逆變期間,如果電源電壓低或電源切斷,會使有源逆變器翻轉,燒斷保險絲。此外,由于并聯一套有源逆變裝置,系統成本增加,反饋裝置體積增大,污染電網。因此,這種形式的反饋制動不符合中國國情。
雙脈寬調制控制的變頻電路是近年來處理能量反饋的新技術。整流電路和逆變電路中均采用自關斷器件進行PWM控制,無需任何附加電路即可方便地實現電機的四象限運行,使系統的功率因數約等于1。雙PWM變頻主電路,這種類型的變頻器性能優越,但價格相對昂貴。反饋制動一般用于需要頻繁制動和精確控制制動速度的場合,特別是在有勢能負載的場合,如提升機、電梯、大傾角下運帶式輸送機等。它可以限制電機的四幅圖像,節能降耗,實現精確制動,提高電機的動態性能。
耗能制動耗能制動是通過內置或外置制動電阻消耗DC電路大功率電阻上的反饋能量,實現電機四象限運行。該制動模式可應用于一般類型變頻器。這種方法原理簡單,成本低,可靠性高,但浪費能源,動態性能低。主要用于制動不頻繁、制動特性不嚴格的場合。能耗控制部分檢測DC電壓,當它超過某個閾值時,制動單元通過斬波控制制動電阻器的接入。當制動單元的內阻功率不足時,需要在外部連接一個大功率制動電阻。
以上三種制動方式中,能耗制動和反饋制動僅適用于變頻器。實際上,主電機處于產生制動的狀態。
基于以上分析,對于傾角較大的上行帶式輸送機,采用能耗制動是一種相對簡單的方法。由于大傾角帶式輸送機制動不頻繁,不是潛在載荷,不需要精確制動。如果拋開價格因素,變頻器帶雙PWM控制是最佳選擇。
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