变频器在运河煤矿副井提升系统主电机冷却风机中的应用

文/田清

随着电子技术、计算机技术、自动控制技术和大功率输出技术的迅速发展，交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术成为当今节电和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围等诸多优点被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。副井提升系统主电机冷却风机作为主电机唯一的散热系统，长期处于不间断运转状态，电机功率大、耗电多且噪音大。冷却风机的可靠运行，直接关系着主电机的寿命以及副井提升系统的正常运行。本文就西门子MICROMASTER430系列变频器在济宁矿业集团运河煤矿副井提升系统主电机冷却风机中的应用及效果进行了阐述。

一、变频器选型

根据运河煤矿副井提升系统主电机冷却风机的电压等级、额定功率、额定电、额定转速以及散热冷却的要求，最终采用西门子MICROMASTER430通用型变频器。

MICROMASTER430由微处理器控制，采用先进的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。该变频器属于控制三相交流电动机速度的系列产品之一，特别适合用于水泵和风机的驱动，具有极高的运行可靠性和功能多样性。

1.主要特征。MICROMASTER430通用型变频器具有易于安装、参数设置和调试，EMC设计牢固，IT（中性点不接地）电源供电，快速并可重复的响应控制信号，广泛的参数设置范围且具有多个模拟量，电缆连接简便，多个继电器和模拟量（0～20MA）输出，6个带隔离的数字输入并可切换为NPN/PNP接线以及2个模拟输入 （AIN1：0～10V、0～20MA 和–10～+10V，AIN2：0～10V 和 0～20MA），BiCo（二进制互联连接）技术，可调式脉冲宽度开关频率，降低电动机运行噪音等主要特征。特别是用于水泵和风机控制时，更具有电动机分级和节能两种控制方式、手动和自动两种控制模式、可检测传动皮带故障和旁路等特点。

2.性能特征。MICROMASTER430通用型变频器在使用性能上具有磁通电流 （FCC）和多点V/f控制特性，快速电流限制（FCL）功能，内置的直流注入制动和复合制动功能，加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能（起始和结束段带平滑圆弧或不带平滑圆弧），比例、积分和微分（PID）闭环控制的功能，DDS（电动机驱动数据组）和CDS(命令数据组和设定值信号源）各组参数的设定值可自由切换，可变转矩（VT）运行时的额定参数，以及自由功能模块。

3.保护特性。MICROMASTER430通用型变频器设有过电压/欠电压保护、变频器过热保护、接地故障保护、短路保护、I2t电动机过热保护、PTC/KTY电动机保护等功能。

二、冷却风机电机变频控制系统构成

冷却风机电机变频控制系统由MICROMASTER 430通用型变频器、变频电机、西门子S7-200可编程控制器、温度传感器、温度巡检仪和冷却风机等组成了一个闭环连续调节的自动控制系统。系统原理如图1所示。