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1、变频器在调速方法中，变频调速（通过改变电动机电源频率来改变电动 机的速度）的调速范围大，平滑高，变频时同时改变定子外加电压， 可实现恒功率转矩调速以适应不同负载的要求， 低速时特性的静差率 较高，调速的效率和功率因数高，是异步电动机调速方法中最有发展 前途的一种。传统的调速方法一般采用：（1 ）改变电动机极对数调速。（2）转子串电阻调速。（3）涡流制动器调速。（4）可控硅串极调速。（5） 直流调速。前三种均属于无极调速，调速范围小，无法高速运行，只 能在额定速度以下调速，且低速复位性能差，长期低速运行会引起电 阻器、涡流制动器严重发热，启动电流大，对电网冲击大，常在额定 速度下进行机械制动，对
2、设备机构冲击大，制动闸瓦磨损严重，功率 因数低，在空载或轻载时，低于 0.4,即使满载时，也低于0.75,线 路损耗大。可控硅串级调速虽克服了上述缺点， 实现了额定速度以下 的无级调速，提到了功率因数，减少了起动冲击，价格较低，但目前 串级调速产品的控制技术仍停留在模拟阶段， 尚未实现控制系统的数 字化，因而在保护功能及系统监控方面还有待于发展。直流调速系统 具有很好的调速性能和起制动性能，很好的保护功能和系统监控功 能，但必须采用直流电动机，而直流电动机制造工艺复杂，使用维护 要求高，故障率高。变频调速技术发展道今天已完全克服了上述的不 足，同时对电动机要求不高，采用普通型异步电动机即可，该
3、电机制 造工艺简单，使用维护方便，在海上打井作业却在用变频调速器。近年来生产的高性能变频调速装置具有以下特点：电网适应性强，起动转矩和低速转矩高，速度响应快，速度控制范围宽，可进行 直接转矩控制，丰富的开关量及模拟量输入输出便于用户使用，晚上的保护功能，如电压、电流、接地、输入输出缺相、过载等保护。加 减速曲线可选，加减速时间可调，提供多种制动方式以及系统监控功 能，电机参数自动测试，输入功率因数高达0.95以上，效率高达90% 以上，尤其是矢量控制技术及直接转矩控制技术的应用，使交流电动机具有了比直流电动机更好的动态特性，变频调速装置的先进性能特 别适用于调速设备和定速转动设备，可以提高工作
4、效率和功率因数， 减少起动冲击以及增加使用设备的安全可靠性是非常有益的O目前变频调速器已发展了几代，市场上变频调速装置很多，下面我介绍CJ-46 （中海油-937 ）钻井平台上的变频器，它是新加坡生产的ACS800系列变频器，它采用了最优秀的电机控制方法一一直接转矩控制技术，它可以对所有电流电动机的核心变量进行控制，并把定子磁通转矩作为主要控制变量。高速信号处理器与先进的电机模拟 软件相结合使电机状态每秒钟更新 4万次，对负载的变化和瞬间掉 电，能做出迅速反映，其开环控制精度可以达到闭环矢量控制的精度(0.1%-0.5% ),开环转矩阶跃上升时间小于 5毫秒，约为矢量控制的1/2 ,起动转矩可
5、达200% ,并具有有效的磁通制动提供最大可能 的制动力矩，尤其它还提供了绞车应用宏观程序， 它具有绞车设备应 用所需的全部控制和安全功能，模块化功能可确保机械设备安全快速运 行， 故 障 处 理 容易,维护简单。DTC控制技术使操作者便于精确控制速度和转矩， 操作绞车非常 方便。VFD柜它有整流模块和逆变模块，分段进线有两个进线开关,有三个整流模块，有五个逆变器柜，一段进线有一个制动电阻柜，二段进线有二个制动电阻柜，整流模块是把进线690V变成直流1000V ,交流进线是由2台4000KVA变压器供给，变压是690V变成 690V "/),柜上有一个母联开关，它可以由一段带全部，母
6、联开关只要直流母线 带电就不能操作。只有在进行电源有电，但进线开关没有合闸和直流 母线殿宇低于30V时，直流母联可以操作。每段二个进线开关同时 合闸，由整流模块变成直流，再并到一起运行，它的控制电源由外部 供给，是由UPS供给的二路220V交流电源。变频器柜内冷却系统是风机冷却和水循环冷却，每个变频模块都 有风机，它的电压是690V变220V交流电，每段进线都有一个冷却 系统柜，柜内由二台水泵，一台运行，一台备用，当一台有故障，另 一台泵运行。水泵只给柜内冷却水循环用，外部海水是由外部加压循 环，通过冷热交换器把热量通过海水带走。柜内有漏水报警，水压低 报警，漏出的水通过管子流到外面的地漏里变
7、频器有绝缘监测系统，在进线柜里，它监测柜内母线和制动电阻的绝缘，有两个绝缘监测表，一台用，一台备用。绝缘低于设定值 时报警，低于跳闸设定值时跳开进线开关。VFD每个盘柜内都有防潮加热器，它的电源是外部供给，电源是交流 220V,每个变频器多 带的电机都有防潮加热器。制动电阻在工作温度非常高，冷却采用水冷。制动斩波器监测直 流母线电压，只要直流电压超过了预先设定的限值， 制动斩波器开始 工作，将电阻负载连接到直流电路上，控制程序监视着斩波器温度， 电流和电压，当这些参数超过故障限值后，系统将会跳闸。对于温度 监控，当电阻温度达到设定值，系统会产生一个报警信息，发送给监 控系统。变频器所带的交流负
8、荷有：3台绞车电机（630KW/每台），6台泥浆泵电机（630KW/每台），1台顶驱电机（845KW）。每台电机都有防潮的加热器，当电机运行时，加热器断开。电机绕组温度监测，有功率和扭矩限制，可以把电机速度控制在限位以下。有紧急停止信号，有故障信号，有故障时可以急停。在运行信号没有复位前，不能 重新起动。速度信号，可以监控电机转速，通过转速信号，可以来调 电机的转速变频器所带的电缆的要求，电缆在长期运行过程中，必须最小能够承受70摄氏度的温度。保护接地电缆必须能允许通过的最高电压 和最大电流来选择，电机电缆要选用对称屏蔽电缆， 使用对称屏蔽电 缆可以减少整个传动系统的电磁辐射，电机电缆和其 P
9、E软辫引出应 尽可能短，以减少电磁辐射和容性电流。电机电缆、输入电源电缆和 控制电缆安装在不同的模板中，以避免电机电缆和其他电缆长距离的并行走线，进而减少变频器电压瞬间产生的电磁干扰。 电机的热敏电阻线和转速传感器线必须要单独走线， 离开其他电缆走线。电缆桥架 必须有良好的接地，采用铝桥架可以提供提高接地系统中各局部地电 位的均衡性O60年代以来，各种类型的变频调速装置相继出现，并迅速道推广应用。特别是半导体制造工艺的成就与微电子技术相结合，促进变频装置的大容量，高性能发展。目前，国外生产的变频装置容量已达一万千瓦以上，交流电动机的变频调速系统已具有调速范围广， 调速 精度高等特点，并且价格和性能可与直流拖动相比较。