高压变频器提升机改造技术方案一、技术方案概述2.1实施该技术方案的优点●启动、制动平稳，不对设备产生冲击，延长设备寿命；●制动时，将能量回馈电网，节约能源；●低速爬行平稳，定位精度高；●降低了运行噪声、发热量及粉尘，改善了值班环境；●不需转子电阻及切换柜，减小设备占地空间；●自动化程度高，操作简单，降低操作人员劳动强度；●对于摩擦轮式的提升机，消除窜绳；●转子串电阻调速和变频器调速互为备用。

2.2现场技术参数2.2.1副井车房绞车参数电机型号：JR1510-10 额定功率：315kW 定子额定电压：6kV 绞车型号：JKMD-2.25×4，提升高度：559.5m，箱式井架，转子串电阻调速，双层罐笼，盘型闸，滚筒直径2.25m。

现场电压：6200V 用老式控制台2.2.2主井车房绞车参数电机型号：YR5602-10/1180 额定功率：800kW 定子额定电压：6kV绞车型号：2JK-3/11.5E 减速机：XP9000-11 提升高度：600米转子串电阻调速，老式控制台2.3推荐方案及使用设备的选型根据副井的技术参数和现场实际条件，可以给副井的绞车只配备一台郑州市恒凯能源科技有限公司的HK-YVF06/048的高压变频器，一台焦作华飞的JTDK-ZN-ZKT/P变频器主控台，一台高压电源柜，和一台定子转子切换柜；给主井的绞车只配备一台郑州市恒凯能源科技有限公司的HK-YVF06/096的高压变频器，一台焦作华飞的JTDK-ZN-ZKT/P变频器主控台，一台高压电源柜，和一台定子转子切换柜。

系统如下图所示：6000高压母线主要设备为高压变频器和主控台，通过主控台和高压变频器之间的控制，来完成原来系统的改造。

通过主控台和原来的信号系统的接口，原信号系统的所有信号都可以使用，并且原来用的手机打点的方式通过现场的接口，也可以接入整个控制系统，使之成为一个整体。

2.4变频器部分一次接线图三相高压电源配电柜HIVERT高压变频器S TU V W2.5变频器部分二次接线控制/单元柜的背面右侧设有3个端子排，专用于与用户之间的接口。

其中XT1和XT2 位于上部的IO 接口电路板上，XT3位于下部。

详细的接线图见附表：XT1接模拟输出、远程控制和现场开关量输入信号。

模拟输出分为0-10V 电压输出和4-20mA 电流输出两种,第一路输出的模拟量对应的是输出频率，0-10V 或者4-20mA 对应0-50Hz ，第二路输出的模拟量对应输出电流，0-10V 或者4-20mA 对应0-1.5倍的变频器额定电流，作电压源输出时，负载阻抗要求大于5K Ω；作电流源输出时，负载阻抗要求小于500Ω。

远程正起：输入要求为无源节点，常开点，设置为远程控制时常闭有效 远程反起：输入要求为无源节点，常开点，设置为远程控制时常闭有效输出电流输出频率远程正起远程反起速度1紧急停机速度4速度5速度3速度2高压分断高压分断外部复位XT1备用备用紧急停机：输入要求为无源节点，常闭点，设置为远程控制时常开有效 速度1-5：输入要求为无源节点，常开点，设置为开关给定时常闭有效 外部复位 ：输入要求为无源节点，常开点，变频器有重故障时闭合有效 高压分断 ：输入要求为无源节点，常开点，，任何时候闭合都有效XT2输出状态指示和控制高压开关柜的合闸和跳闸回路、接模拟输入及通讯等。

变频器的输出状态为无源节点输出，用户需接有源信号灯。

合闸信号：系统无旁路柜时，串联于高压开关柜合闸回路，只有允许时才能合闸。

分闸信号：系统无旁路柜时，并联于高压开关柜分闸闸回路，有效后分断变频器的高压输入。

合闸信号、分闸信号：当操作电源为直流时，需要外部并联一个0.1μF 的安规电容，如图6.4虚线所示。

模拟输入可以是0-10V 电压输入和4-20mA 电流输入两种，模拟量给定和模拟反馈最大输入电压15VDC ，输入阻抗≥0.1M Ω；最大输入电流30mA 。

通信线必须用带屏蔽层的，并且屏蔽层要接到XT2的PE 端子上。

端子号管脚号线号 名称 状态 类型 XT11、2 AIO1、ACOM1 频率输出1 4-20mA 电流 3、2 AVO1、ACOM1频率输出10-10V 电压 4 PE屏蔽层接地 5、6 AIO2、ACOM2 电流输出2 4-20mA 电流 7、6 AVO2、ACOM2电流输出20-10V 电压 8 PE屏蔽层接地 9、10 101、EGND 远程正向起停 闭合有效 电平信号 11、12 102、EGND 远程反向起停 闭合有效 电平信号 13、14 103、EGND 紧急停机 断开有效 电平信号 15、16 104、EGND 速度1 闭合有效 电平信号 17、18 105、EGND 速度2 闭合有效 电平信号 19、20 106、EGND 速度3 闭合有效 电平信号 21、22 107、EGND 速度4 闭合有效 电平信号 23、24 108、EGND 速度5 闭合有效 电平信号 25、26 111、EGND 外部复位 闭合有效 脉冲信号 27、28 29、30 113、EGND 113、EGND 高压分断 闭合有效 电平信号 31、32 114、EGND 工频投切 闭合有效 脉冲信号 33、34 115、EGND 频工投切 闭合有效 脉冲信号 XT21、2 311、312 高压就绪指示 闭合有效 常开 3、4 315、316 故障报警指示 闭合有效 常开 5、6 319、320 运行指示 闭合有效 常开 7、8 321、322 锁相成功 闭合有效 常开 9、10 323、324 频率到达 闭合有效 常开 11、12 325、326 重故障输出 闭合有效 常开 13、14331、333重故障输出 断开有效常闭重故障输出断开有效重故障输出闭合有效频率到达锁相成功DCS 通讯模拟反馈模拟给定合闸信号分闸信号运行指示故障指示高压指示注:分合闸信号是220VDC 的时候,在画虚线的位置接MKP/104K/275VAC的X 2安规电容.XT217、18 19、20 327 328 合闸允许 闭合有效 常开 23、24 25、26 329 330 分闸 闭合有效常开 29、30 AII 、IGND 模拟给定 电流 31、30 AIV 、IGND 模拟给定 电压 33、34 AFI 、FGND 模拟反馈 电流 35、34 AFV 、FGND 模拟反馈 电压 37、38485+2、485-2DCS485通讯XT3为220V 交流控制电源和光电编码盘信号。

交流控制电源要求容量≥500VA ，电压220V+15%-20%。

光电编码盘的信号线用屏蔽线缆，屏蔽层要接PE 。

二、 系统特性3.1变频器技术参数 3.1.1变频器技术参数由用户提供交流220V 的控制电源T R 3风机接地Q 2机柜接地S 2接口板N L S 2S 2Q 1Q 131黄绿246578Q 2S 2X T 4S 1黄绿光电编码盘XT33.1.2变频器外形尺寸变频器整体的外形尺寸为：4100×2100×1500mm，变频器采用底部进出线方式，从正面看，高压进线孔位于变压器柜后部居中的位置，高压出线及二次进出线电缆孔位于单元柜前部居右的位置。

变频器应安装在电缆沟上，见下图。

变频器安装图（侧面）变频器在正面操作，二次接线室在背面。

为了保证操作、维护的方便性和通风散热效果，变频器正面距墙距离不小于1.5米，背面和顶部距墙距离不小于1米。

3.1.3变频器柜体介绍变压器柜：变压器柜内装有为功率单元提供三相电源的移相变压器。

柜门上设有干式变压器温度控制仪，为变压器提供温度告警和过热保护。

柜前门内侧装有行程开关，当柜门打开时告警。

柜后门装有电磁锁，当高压电进入柜内，电磁锁自动锁死，需用专用的电磁锁钥匙才能打开柜子的后门。

变压器前面右侧和后面左侧是副边绕组接线区域，与相应的三相电抗器的三相输入电缆连接，接线柱与电缆的标号一一对应。

输入电源接线在后面上部，直接进入变压器；输入电压检测直接接在变压器输入侧，输入电流检测在变压器的Y型短接电处的电缆上。

●单元柜：单元柜内安装的功率单元和三相电抗器分成三组，每组排列成一排，每组串联成一相，每相串联6个功率单元和三相电抗器。

串联后A1、B1、C1三个功率单元Y形短接，三相最后三个单元A6、B6、C6输出接高压输出室的接线铜排上。

在短接处的电缆上穿有霍尔电流传感器，检测输出电流。

●控制室：变频器的控制系统安装在柜的前右面的控制室内，从上到下依次为控制器、IO接口板、控制电源系统和柜门上的人机界面系统。

且用户接线端子排也在控制室内。

控制器由三块光纤板，一块信号板，一块主控板和一块电源板组成，各板之间通过母线底板连接。

光纤板通过光纤与功率单元传递数据信号，每块光纤板控制一相的所有单元。

光纤板周期性向单元发出脉宽调制（PWM）信号或工作模式。

单元通过光纤接收其触发指令和状态信号，并在故障时向光纤板发出故障代码信号。

信号板采集变频器的输出电压、电流信号和轴编码器信号，并将模拟信号隔离、滤波和量程转换。

转换后的信号用于变频器控制、保护，以及提供给主控板数据采集。

主控板采用高速单片机，完成对电机控制的所有功能，运用矢量控制方式产生脉宽调制的三相电压指令。

通过RS232通讯口与人机界面主控板进行交换数据，提供变频器的状态参数，并接受来人机界面主控板的参数设置。

IO接口板用于变频器内部开关信号以及现场操作信号和状态信号的逻辑处理，增强了变频器现场应用的灵活性。

IO接口板有处理2路模拟量输入和2路模拟量输出的能力，模拟量输入用于处理模拟设置时的设置信号和来自现场的流量、压力等模拟信号，这两路信号通过处理后送到人机界面进行模数转化；模拟输出量是运行频率和输出电流。

接口板还对单元柜温度、输入电流和输入电压的进行采样，并计算出输入功率。

下图为控制系统组成的模块，为人机界面部分，控制器和接口电路。

人机界面控制器接口电路控制电源系统包括220V隔离变压器，380V隔离变压器，整流电路和控制电源开关端子构成，使变频器的控制系统为双路供电，自动切换供电电源等功能。

人机界面系统为用户提供友好的全中文操作界面，负责信息处理和与外部的通讯联系，可选上位监控而实现变频器的网络化控制，人机界面由主控板、液晶显示屏和触摸键盘组成。

通过主控板和IO接口板通讯来的数据，计算出电流、电压、功率、运行频率等运行参数，提供表计功能，并实现对电机的过载、过流告警和保护。

通过RS232通讯口与主控板连接，通过RS485通讯口与IO接口板连接，实时监控变频器系统的状态。

人机界面下方是“故障复位”按钮及“高压分断”自锁按钮。

触摸屏上方有“高压指示”灯、“运行指示”灯和“故障指示”灯。