ACS6000变频器在煤矿提升系统中的应用

【摘 要】ACS6000变频器是®ABB公司推出的用于大型驱动系统的中压变频器，采用DTC与脉宽调制PWM技术结合，具有性能优越、效率高、运用广泛、运行稳定等多种优越点。文章简要介绍ACS6000变频器在煤矿提升设备中的应用及其硬件配置、驱动系统、控制逻辑及使用中注意的问题。

【关键词】ACS6000变频器；驱动；控制

ACS6000变频器性能稳定，可以根据用户需要选择模块单元。主立井提升设备驱动装置采用ACS6000中压变频器，该变频器为全数字交―直―交变频控制，采用DTC、PWM技术，控制主回路中的整流和逆变单元中IGCT产生不同频率的三电平⚥电压。变频器动态特征好、功率因数高、转矩响应快，安装在COU门面上的CDP控制面板，具有用户操作功能，便于用户对整个变频器进行动态监测、参数修改、维护指示及故障查询。

1.设备说明

2.ACS6000变频器的配置说明

ACS6000变频器是带直流环节的DTC直接转矩控制脉宽调制变频器，可对交流同步电动机速度、转矩进行精确控制的中压驱动变频，不同模块单元有其自身功能，实现对电动机的驱动，也可以根据驱动电机数量，选用不同的模块单元。根据矿井提升机的要求和现场实际环境选用了ARU、INU、CBU、COU、WCU、IFU、VLU、EXU八个模块各模块功能如下。

2.1 ARU、INU和IFU单元

ARU作为变频器的整流单元，将主变压器输入的交流电源整流为直流电源，通过配置的反过充装置抑制直流电引起变压器的过饱和。INU作为变频器的逆变单元，将直流电源逆变为电ว动机需要的频率和电压。单元内配置的IGCT通过门极电源实现导通和关断；过滤装置限制无派生电压进入电机；不同单元间的数据交换和通讯通过INT板实现。IFU单元安装在变压器与ARU之间，采用的阻容吸收方式，减少装置产生的谐波对供电网络的负面影响。

2.2 CBU、VLU单元

CBU单元中的预充电单元，利用升压变压器为直流母排充电，能够有效的抑制主回路开关合闸时的浪涌影响；单元柜门上设置接地开关和指示灯，便于检修人员观察和操作，接地开关与柜门开关之间存在闭锁关系，为检修人员提供安全保障。

VLU作为电压限制单元，通过功率模块来实现电容和电阻的投切，保证电压的稳定，同时能够准确的给定电动机的转矩值。

2.3 COU、EXU单元

COU作为变频器的控制单元，承担了变频器驱动的监测监控和保护功能，COU单元与ARU、INU单元利用光纤通信技术，实现对直流电压的整流控制、为电动机的驱动产生准确的速度和转矩，同时可以利用PROFIBUS-DP通讯技术与提升机的主控制系统实现通讯，达到主控制系统对变频器的控制和数据的实时监测监控。

EXU是同步电动机的励磁单元，采用了6脉冲晶闸管桥式整流装置给同步电动☣机的转子滑环提供持续的直 シ流电。

2.4 WCU单元

WCU是变频器的内部冷却系统，对变频器内部的电容、电阻、可控硅、功率模块等电气元件冷却，电气元件产生的热量通过去离子装置传递至冷却器，内部水处理装置净化去离子装置的介质，同时需配备一套外水冷装置，实现变频器内部热量与环境的交换。内水冷却系统需注入微量元素含量低的水质，外水冷装置注入经过滤处理的软化水。

3.逻辑控制和日常使用说明

（2）ACS6000变频器内部的大功率电子元件极易受温度的影响，因此采用水冷系统对设备进行冷却，但是对环境和冷却介质有较严格要求，应在柜内放干燥剂并保持恒温器完好，保持环境温度在25℃左右。

（3）变频器的输入端应保证电网质量可靠，尽管安装有IFU防止电网谐波和过电压，但如果输入端过电压时间过长，会使保护装置损坏。CBU单元在充电和放电时有约5min的充放电时间，此时避免对设备进行任何操作，否则操作失效将引起电容过载，造成设备损坏，同时矿井供电电网应设置滤波装置。

（4）ACS6000变频器的驱动动力柜包括一个电气机械联锁系统，它的操作与安全接地开关相关，并且与外部主回路的断路器电气闭锁。联锁系统保证设备的动力柜只有在主电源断开、直流回路电容器放电完毕和接地开关闭合后方可打开。这个联锁系统也保证只在所有动力柜门关闭和接地开关打开后，驱动装置才可送电。

（5）变频器的正确接地可保证设备人员安全和控制的灵敏性，因此在安装和维护时，必须将系统正确接地。同时为保证设备微电子元件的安全性能和精确控制，触摸这些元件时，人体必须接地。所以对模块进行修理、更换或取备件时，都应戴接地手腕带，防止生物电流损坏电子元件。

此系统运行稳定、可靠，具有良好的调速和转矩响应功能，能满足提升机变速、安全和负荷变化的严格要求，并且变频器系统可与提升机的控制系统进行通讯和数据转换支持多种通讯协议。其缺点是变频器控制系统复杂、配件费用较高，同时对维护人员有较高的技术要求。 [科]