中、高壓變頻調速系統與節能

《中、高壓變頻調速系統與節能》是2021年機械工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：中、高壓變頻調速系統與節能
• 作者：常瑞增 
• 出版時間：2021年
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111666219

內容簡介

本書介紹了中、高壓交-直-交變頻器的工作原理，對異步電動機的控制方式和選擇；PLC按照工藝要求，操控系統中多台設備的起動、制動順序，調節頻率控制電動機的轉速，對“工頻運行”與“變頻運行”的切換；現場匯流排和光纖網路實現雙向、串列、多節點的數字通信，共同完成自動控制功能的網路系統與控制系統；變頻調速系統在中、高壓風機、水泵和平運、上運、下運、長距離以及港口膠帶輸送機系統的套用。本書圖文並茂，輔以大量的工程套用實例，反映了目前國內中、高壓變頻調速系統與節能的*新套用水平。

本書可供從事中、高壓風機、水泵和各種膠帶輸送機的變頻調速系統設計人員、節能改造的技術人員、施工維修人員和能源管理崗位人員以及大專院校相關專業師生閱讀。

圖書目錄

前言

第1章中、高壓變頻調速系統中的變頻器1

1.1中、高壓變頻器技術的發展1

1.1.1新型電力電子器件促進了變頻器的發展1

1.1.2變頻器隨著控制理論技術的創新而發展2

1.1.3變頻器套用微機新技術的發展3

1.1.4變頻器套用現場匯流排和光纖通信技術的發展3

1.2中、高壓變頻器的工作原理和電路組成4

1.2.1中、高壓變頻器的工作原理4

1.2.2中、高壓變頻器的電路組成4

1.3直接變換方式（交-交變頻）6

1.3.1交-交變頻器的基本電路6

1.3.2交-交變頻器的控制方式6

1.3.3三相交-交變頻器7

1.3.4矩陣式交-交變頻器8

1.4間接變換方式（交-直-交變頻）8

1.4.1交-直-交變頻器的基本結構8

1.4.2多脈衝二極體/晶閘管整流電路9

1.4.3(電流源型、電壓源型)直流電路及再生制動10

1.4.4電流源型與電壓源型變頻器的性能比較及套用13

1.4.5多電平、多重化的逆變電路13

1.4.6控制電路13

1.4.7操作顯示電路和保護電路14

1.5單元串聯型變頻器採用的移相變壓器14

1.5.1採用隔離移相變壓器輸入的原因14

1.5.2移相變壓器二次側的延邊三角形繞組15

1.5.3移相變壓器的移相原理17

1.5.4多脈衝整流器用移相變壓器示例17

1.6多脈衝變壓二極體橋式整流器18

1.6.16脈衝二極體橋式整流器18

1.6.212脈衝二極體橋式整流器19

1.6.318脈衝二極體橋式整流器21

1.6.424脈衝二極體橋式整流器23

1.6.536脈衝二極體橋式整流器25

1.7多脈衝變壓晶閘管橋式整流器26

1.7.16脈衝晶閘管橋式整流器26

1.7.212脈衝晶閘管橋式整流器28

1.7.318脈衝晶閘管橋式整流器30

1.7.424脈衝晶閘管橋式整流器30

1.8高壓變頻器的多電平逆變器31

1.8.1採用多電平技術的原因31

1.8.2二電平電壓源型10kV傳動逆變器32

1.8.3三電平電壓源型二極體鉗位式逆變器的優缺點34

1.8.4三電平3kV等級逆變器及其拓撲37

1.8.5三電平6kV逆變器及其拓撲38

1.9中、高壓變頻器的多重化單元串聯型逆變器40

1.9.1採用多重化單元串聯型技術的原因40

1.9.2基於IGBT組成的多重化逆變器功率單元41

1.9.3多重化單元串聯型6kV逆變器及其拓撲42

1.9.4多重化單元串聯型10kV逆變器及其拓撲44

1.9.5多重化單元串聯型高壓變頻器的星點漂移功能45

1.9.6多重化單元串聯型高壓變頻器的優缺點49

1.10多脈衝整流、多重化逆變器高壓變頻器的結構實例49

1.11交-直-交變頻器對異步電動機的控制方式52

1.11.1變頻器的U/f恆定控制52

1.11.2用SPWM方法實現U/f恆定控制53

1.11.3變頻器的電壓空間矢量控制55

1.11.4變頻器的矢量控制55

1.11.5變頻器的直接轉矩控制56

1.11.6變頻器幾種控制方法的比較57

1.12中、高壓變頻器的選擇58

1.12.1根據負載類型選擇變頻器58

1.12.2變頻器防護結構的選擇59

1.12.3變頻器的輸入輸出參數60

1.12.4變頻器控制參數及過載能力的選擇61

1.12.5變頻器輸出電流的選擇61

1.12.6變頻器容量的選擇62

1.12.7根據不同生產機械選擇變頻器66

1.12.8根據技術參數對比選擇變頻器67

1.13中、高壓變頻器外圍設備的選擇70

1.13.1變頻器的外圍設備70

1.13.2真空斷路器的選擇71

1.13.3真空接觸器的選擇73

1.13.4熱繼電器的選擇74

1.13.5電氣制動及制動電阻的計算選擇75

1.13.6交流和直流電抗器的選擇77

1.13.7EMC濾波器的選擇79

1.13.8變頻調速電動機的選用79

1.13.9調速運行頻率變化對電動機的影響 80

1.13.10變頻電動機的特點及使用場合 81

1.13.11Y系列電動機改成變頻電動機的方法 82

1.14變頻器的安裝環境、電纜布線及選擇、接地與使用82

1.14.1變頻器對工作環境的要求82

1.14.2變頻器安裝櫃的尺寸和通風量84

1.14.3變頻器與外圍設備的布線原則86

1.14.4變頻器常用電力電纜的選擇87

1.14.5變頻器專用電力電纜的選擇90

1.14.6變頻器用控制電纜的選擇90

1.14.7變頻器的接地91

1.14.8變頻器使用的注意事項93

1.15中、高壓變頻調速系統的節能95

1.15.1變頻器的負載類型與節能95

1.15.2變頻調速的節能 95

1.15.3四象限變頻器的能量回饋節能96

1.15.4變頻使電動機軟起動（軟停止）的節能96

1.15.5變頻器使功率因數提高的節能96

第2章中、高壓變頻調速系統中的PLC97

2.1PLC簡介97

2.1.1PLC的硬體結構97

2.1.2PLC的硬體功能98

2.1.3PLC的軟體結構101

2.1.4PLC的工作原理101

2.1.5PLC的基本特點102

2.1.6PLC的幾種套用104

2.1.7PLC產品簡介105

2.2PLC的梯形圖及其繪製106

2.2.1梯形圖與繼電器控制電路的區別106

2.2.2梯形圖的基本圖形符號106

2.2.3梯形圖的繪製108

2.2.4梯形圖的繪製規則108

2.3PLC的基本程式指令和功能指令109

2.3.1PLC的助記符指令109

2.3.2PLC常用基本程式指令110

2.3.3基本程式指令控制電動機的正反轉111

2.3.4定時器指令的功能113

2.3.5計數器指令的功能113

2.3.6PLC定時器與計數器的級聯使用114

2.3.7置位與復位指令的功能115

2.3.8PLC的PID功能指令115

2.3.9PLC的通信功能指令117

2.4PLC的選擇118

2.4.1估算I/O點數選擇PLC118

2.4.2根據輸入技術指標選擇PLC119

2.4.3根據輸出形式和技術指標選擇PLC119

2.4.4根據用戶程式存儲容量選擇PLC120

2.4.5根據現場對控制回響速度的要求選擇PLC120

2.4.6根據PLC的專用功能指令選擇PLC121

2.4.7根據通信要求選擇PLC121

2.5PLC的安裝及接線要求122

2.5.1PLC的安裝要求122

2.5.2PLC的電源接線要求122

2.5.3PLC的輸入/輸出接線要求123

2.5.4PLC輸入接口與電氣元件的接線要求124

2.6PLC要求的工作環境及使用要點125

2.6.1PLC要求的工作環境125

2.6.2PLC的使用要點125

2.7PLC與變頻器的連線126

2.7.1利用PLC的繼電器輸出模組與變頻器連線126

2.7.2利用PLC的電晶體輸出模組與變頻器連線127

2.7.3利用PLC的模擬輸出模組與變頻器連線128

2.7.4利用PLC的輸出暫存器模組與變頻器連線128

2.7.5利用PLC的輸出定位模組與變頻器連線129

2.7.6PLC輸入變頻器觸點信號的連線130

2.7.7利用PLC的現場匯流排接口與變頻器通信連線130

2.7.8PLC與變頻器配合使用時應注意的問題130

2.8PLC控制的工頻與變頻切換電路131

2.8.1工頻與變頻運行切換的原因132

2.8.2繼電器控制切換的主電路和控制電路132

2.8.3繼電器控制的工頻和變頻運行133

2.8.4繼電器控制的變頻器故障切換及處理134

2.8.5PLC控制的工頻和變頻切換圖及參數134

2.8.6PLC控制的工頻運行過程和梯形圖135

2.8.7PLC控制的變頻運行過程和梯形圖136

2.8.8PLC控制的變頻器故障切換及處理137

2.9工程實例：PLC控制4台膠帶輸送機的典型流程和梯形圖138

2.9.1膠帶輸送機的構成和控制功能要求138

2.9.2PLC的I/O表分配和外圍電路139

2.9.3膠帶輸送機的程式流程圖及說明140

2.9.4膠帶輸送機起動的梯形圖及說明141

2.9.5膠帶輸送機停止的梯形圖及說明143

2.9.6膠帶輸送機故障的梯形圖及說明144

2.9.7膠帶輸送機檢修的梯形圖及說明145

2.9.8系統調試145

第3章變頻調速系統中的現場匯流排和光纖網路146

3.1變頻調速中常用的現場匯流排146

3.2支持常用現場匯流排通信的變頻器和伺服系統148

3.3RS-232C和RS-485的串列通信基礎149

3.3.1RS-232C和RS-485串列異步通信數據格式149

3.3.2連線握手、確認和中斷150

3.3.3串列通信的軟體設定150

3.4RS-232C串列通信接口技術150

3.4.1RS-232C串列通信接口標準150

3.4.2RS-232C接口端子的機械特性151

3.4.3RS-232C接口端子的電氣特性152

3.4.4RS-232C的傳輸距離152

3.4.5RS-232C的傳輸控制153

3.4.6RS-232C電平轉換器153

3.4.7RS-232標準的不足154

3.5RS-485串列通信接口技術154

3.5.1RS-485串列通信接口標準154

3.5.2RS-485接口端子的電氣特性154

3.5.3消除RS-485共模干擾的方法155

3.5.4RS-485的傳輸速率與傳輸距離155

3.5.5RS-485網路拓撲156

3.5.6RS-485上匹配終端電阻的設定158

3.5.7RS-485通信距離的延長159

3.5.8RS-485採用的通信線和掛接設備數量160

3.5.9RS-485和RS-232C主要性能的比較160

3.5.10RS-485和RS-232C之間的轉換模組160

3.6PROFIBUS現場匯流排161

3.6.1PROFIBUS協定結構161

3.6.2PROFIBUS的存取協定163

3.6.3PROFIBUS的FDL幀結構165

3.6.4PROFIBUS設備資料庫檔案167

3.6.5PROFIBUS的匯流排控制系統168

3.6.6PROFIBUS-DP的控制和系統行為169

3.6.7PROFIBUS-DP控制的診斷功能和接口配置171

3.7PROFIBUS的傳輸技術171

3.7.1用於PA的IEC 1158-2傳輸技術171

3.7.2用於DP和FMS的RS-485傳輸技術173

3.7.3PROFIBUS的光纖傳輸技術173

3.7.4PROFIBUS支持的光纖傳輸距離和光纜敷設174

3.8變頻器和PLC用現場匯流排進行通信與控制175

3.8.1變頻器和PLC採用RS-232/485接口的通信控制175

3.8.2用PLC的CPU內置的PROFIBUS-DP接口和變頻器進行通信聯網176

3.8.3通過集成在 PLC的CPU內的MPI接口進行數據通信178

3.8.4通過PLC的通信模組進行點對點的數據通信179

3.8.5通過PLC的通信模組接到PROFIBUS或工業乙太網的數據通信179

3.9通過匯流排橋與PROFIBUS通信的變頻調速系統180

3.9.1PROFIBUS匯流排橋180

3.9.2PROFIBUS轉RS-232/485設備匯流排橋181

3.9.3PROFIBUS轉MODBUS匯流排橋185

3.9.4PROFIBUS轉條碼掃描器SCANNER匯流排橋189

3.9.5PROFIBUS轉CAN匯流排橋189

3.9.6PROFIBUS的B系列匯流排橋通用部分190

3.10通過OLM轉換為光纜通信的變頻調速系統195

3.10.1ROLM工業光纖鏈路模組的功能196

3.10.2ROLM工業光纖鏈路模組的拓撲結構 196

3.10.3ROLM產品型號和訂貨號定義 197

3.10.4PROFIBUS工業光纖鏈路模組198

3.10.5MODBUS/485/422/232工業光纖鏈路模組200

3.10.6Device Net/CANopen/CAN工業光纖鏈路模組201

3.10.7ROLM工業光纖鏈路模組的有關硬體說明202

3.10.8ROLM的通信接口、電源接口和故障輸出204

3.10.9ROLM產品尺寸及安裝206

3.11變頻器、PLC和現場匯流排組成的變頻調速系統208

3.12PROFIBUS-DP和OLM在長距離膠帶輸送機監控系統中的套用210

3.12.1監控系統概述210

3.12.2監控系統配置的硬體和OLM網路211

3.12.3系統PROFIBUS-DP和WinCC軟體的設計212

3.12.4控制流程簡介212

第4章風機泵類變頻調速系統與節能213

4.1風機的基本參數和特性曲線213

4.1.1風機的基本參數213

4.1.2風機的Q-H特性曲線214

4.1.3風機的工頻運行特性曲線215

4.1.4改變風機轉速調節風量的特性曲線215

4.1.5風機變頻運行的特性曲線216

4.2水泵的基本參數和特性曲線216

4.2.1水泵的基本參數216

4.2.2水泵的揚程、管阻和工作點的特性曲線218

4.2.3相同離心泵並聯的特性曲線219

4.2.4水泵的變頻恆流量控制特性曲線220

4.3風機泵類電動機變頻調速的節能運行 221

4.3.1變頻調速是風機泵類節能降耗的選擇221

4.3.2風機泵類電動機變頻調速節能效果的分析221

4.3.3風機泵類負載變頻調速傳動系統控制的分析223

4.3.4風機泵類負載套用變頻調速節能的條件223

4.3.5風機變頻調速時節電率計算的方法223

4.3.6多泵聯合高壓變頻恆壓供水的節電特點225

4.4離心風機及泵類對變頻器選擇的要求226

4.4.1對離心風機及泵類變頻器選擇的基本要求226

4.4.2選擇6kV離心風機泵類變頻器的基本要求227

4.4.3選擇10kV離心風機泵類變頻器的基本要求228

4.4.4風機泵類變頻器和通用變頻器的主要區別228

4.5風機泵類變頻器的PID運行228

4.5.1PID 控制器的結構及基本原理228

4.5.2數字PID控制算法229

4.5.3變頻器內置PID功能230

4.6風機泵類專用變頻器介紹231

4.7工程實例1：峨勝水泥循環風機、排風機採用高壓變頻軟起動和變頻調速節能233

4.7.1循環風機、排風機改變頻調速的必要性233

4.7.2風機所選高壓變頻調速系統的優點234

4.7.3風機所選高壓變頻調速系統的運行方式234

4.7.4採用高壓變頻調速的節能效果和附加經濟效益235

4.8工程實例2：某電廠高壓鼔風機組的變頻調速節能升級改造236

4.8.1變頻改造的3#機組系統簡介236

4.8.2電廠高壓鼔風機組節能升級的改造方案237

4.8.3電廠高壓鼔風機組日平均電力負載計算237

4.8.4電廠高壓鼔風機組節能效益分析238

4.9工程實例3：阿舍勒銅礦主通風機的高壓變頻調速改造239

4.9.1銅礦主通風機採用高壓變頻調速方案的原因239

4.9.2一拖一與一拖二方式的比較選擇239

4.9.3一拖二方式的變頻起動和運行節能效果240

4.10工程實例4：太鋼電爐除塵風機的變頻調速節能改造241

4.10.1電爐除塵風機採用變頻調速的必要性241

4.10.2除塵風機採用的10kV變頻調速系統介紹242

4.10.3除塵風機採用高壓變頻調速後的特點243

4.10.4除塵風機變頻調速的節能分析243

4.11工程實例5：金隅水泥熟料生產線風機的變頻調速改造243

4.11.1變頻調速改造前風機性能和運行工況243

4.11.2風機變頻調速改造的必要性244

4.11.3風機變頻調速改造的具體措施245

4.11.4風機變頻調速改造後的經濟效益和節能效果247

4.12工程實例6：遂寧市自來水二廠變頻恆壓供水系統247

4.12.1工程簡介247

4.12.2變頻恆壓供水系統的計算機監控248

4.12.3變頻恆壓供水的循環投切方案及節能效果248

4.13工程實例7：高壓變頻器在電廠循環水泵上的節能套用250

4.13.1電廠循環水泵變頻調速改造的必要性250

4.13.2循環水泵變頻調速的原理251

4.13.3循環水泵變頻調速改造控制方案251

4.13.4變頻器一拖二的控制主電路252

4.13.5循環水泵變頻運行故障時的控制過程253

4.13.6循環水泵變頻調速改造的節能效果253

4.14工程實例8：引灤入津工程水泵高壓變頻調速的改造254

4.14.1引灤入津工程254

4.14.2高壓變頻調速改造方案255

4.14.3一號泵變頻調速的節能原理255

4.14.4一號泵高壓變頻調速的節能效果256

4.14.5一號泵高壓變頻調速的經濟效益評價257

第5章平運膠帶輸送機的變頻調速系統與節能258

5.1膠帶輸送機及其特性258

5.1.1膠帶輸送機258

5.1.2膠帶輸送機的負載特性與機械特性259

5.1.3膠帶輸送機張力特性與軟起動特性 259

5.2膠帶輸送機對驅動的要求和典型布置261

5.2.1膠帶輸送機對電力拖動的一般要求261

5.2.2鋼繩芯膠帶輸送機電力拖動的典型布置262

5.3膠帶輸送機配變頻器驅動是發展趨勢263

5.3.1直接驅（起）動263

5.3.2繞線轉子異步電動機轉子迴路串電阻驅（起）動 263

5.3.3籠型異步電動機配液力耦合器驅動264

5.3.4籠型異步電動機配CST驅動266

5.3.5籠型異步電動機配變頻器驅動267

5.4膠帶輸送機的綜合保護269

5.5運送物料重量變化時膠帶輸送機的節能控制271

5.5.1膠帶輸送不同負載情況下運行物料的重量變化271

5.5.2驅動電動機軸功率的計算271

5.5.3平運型和上運型膠帶輸送機的節能計算275

5.5.4跟隨運量（重量）變化自動調速節能的依據276

5.5.5按運送物料重量動態變頻調速節能的控制流程277

5.5.6按運送物料重量智慧型變頻調速節能的控制系統277

5.5.7恆轉矩膠帶輸送機變頻調速的節能效果281

5.6膠帶輸送機速度的模糊算法控制282

5.6.1採用模糊算法動態控制膠帶輸送機速度的原因282

5.6.2膠帶輸送機的電氣節能模糊控制器282

5.6.3膠帶輸送機模糊控制輸入量的確定283

5.6.4膠帶輸送機模糊變數賦值表的建立283

5.6.5膠帶輸送機模糊控制規則的建立285

5.6.6膠帶輸送機模糊控制的推理和模糊控制表286

5.6.7用PLC實現模糊控制算法的流程圖287

5.7工程實例1：兗礦集團揚村煤礦膠帶輸送機模糊控制變頻調速節能改造287

5.7.1工程簡介287

5.7.2煤流量和輸送帶速度的匹配288

5.7.3模糊控制器的設計289

5.7.4模糊控制變頻調速節能的分析289

5.8工程實例2：平煤五礦採用模糊控制和PLC控制變頻調速節能改造290

5.8.1工程簡介290

5.8.2模糊控制和PLC控制相結合的自動節能控制系統290

5.8.3根據運量變化動態地調控帶速291

5.8.4節能分析292

第6章上運膠帶輸送機的變頻調速系統與節能293

6.1上運膠帶輸送機的特性及發展293

6.2上運鋼繩芯膠帶輸送機電力拖動的典型布置294

6.3工程實例1：新疆焦煤集團上運膠帶高壓變頻調速節能改造294

6.3.1工程簡介294

6.3.2高壓變頻器的技術特點和選用 295

6.3.3高壓變頻調速的節能和經濟效益296

6.4工程實例2：曹躍煤礦上運膠帶輸送機中壓變頻調速系統296

6.4.1上運膠帶輸送機的技術參數和流程297

6.4.2上運膠帶輸送機變頻調速系統的硬體配置297

6.4.3直接轉矩控制在上運膠帶輸送機變頻調速系統中的套用298

6.5工程實例3：馬道頭煤礦上運膠帶輸送機高壓變頻調速系統298

6.5.1上運膠帶輸送機的主要技術參數299

6.5.2上運膠帶輸送機電控系統的構成299

6.5.3上運膠帶輸送機電控系統的功能299

6.5.4上運膠帶輸送機的高壓變頻調速裝置300

6.5.5上運膠帶輸送機的監控系統300

6.6工程實例4：海州煤礦上運膠帶輸送機變頻調速節能改造300

6.6.1上運膠帶機變頻調速系統的主要技術參數301

6.6.2直接轉矩控制的工作原理和特點301

6.6.3上運膠帶輸送機的主從控制302

6.6.4上運膠帶輸送機的零轉速滿轉矩控制303

6.7工程實例5：金鳳煤礦上運膠帶輸送機高壓變頻調速系統303

6.7.1上運膠帶輸送機的系統簡介303

6.7.2上運膠帶輸送機的變頻器選型304

6.7.3上運膠帶輸送機的主要控制功能305

6.7.4ACS5000變頻器的特點和直接轉矩控制技術305

6.8工程實例6：淮南礦業集團某礦上運輸送機變頻調速節能的實測計算307

6.9工程實例7：烏海某煤礦多台高壓變頻器上運長距離膠帶輸送機調速節能改造308

6.9.1主井膠帶輸送機的構成308

6.9.2主井膠帶輸送機的主要技術參數308

6.9.3輸送機一拖一和一拖多驅動方案的比選309

6.9.4用PLC對變頻器進行協調控制的硬體配置309

6.9.5用PLC對變頻器進行協調控制的程式協調309

6.9.6多台變頻器同步控制的調速節能優點310

6.10工程實例8：同忻煤礦上運膠帶輸送機高壓變頻調速系統311

6.10.1上運膠帶輸送機的技術參數311

6.10.2上運膠帶輸送機起（制）動方式的選擇311

6.10.3上運膠帶輸送機的電控系統312

6.10.4上運膠帶機採用冗餘PLC（S7-400H）的必要性312

6.10.5上運膠帶輸送機的變頻驅動系統313

6.10.6多機驅動的功率平衡和中間驅動技術313

6.10.7大功率上運膠帶輸送機的重載起動處理和驗帶314

6.10.8使用西門子無諧波高壓變頻器的優越性315

6.10.9上運膠帶輸送機的節能效果315

第7章下運膠帶輸送機變頻調速系統與節能318

7.1下運膠帶輸送機及其驅動技術318

7.1.1下運膠帶輸送機的發展和技術特點318

7.1.2下運膠帶輸送機電動機的電壓等級319

7.1.3下運膠帶輸送機兩種能量反饋回收傳動方式的選擇319

7.1.4下運膠帶輸送機變頻調速驅動方案的選擇319

7.1.5下運鋼繩芯膠帶輸送機電力拖動的典型布置320

7.2下運膠帶輸送機的特殊制動技術321

7.2.1失電安全制動321

7.2.2下運膠帶輸送機對制動系統的特殊要求321

7.2.3下運膠帶輸送機的電氣制動322

7.3工程實例1：下運長距離膠帶輸送機的軟起動與電氣制動323

7.3.1下運長距離膠帶輸送機技術參數323

7.3.2選用電氣軟起動及制動的原因 323

7.3.3軟起動及電氣制動的工作原理324

7.3.4軟起動及電氣制動的使用效果325

7.4下運膠帶輸送機的節能計算325

7.5四象限變頻器在下運膠帶輸送機中的套用325

7.5.1兩象限變頻器限制電動機轉換電能回饋電網325

7.5.2四象限變頻器（AFE）的電路結構326

7.5.3四象限變頻器（AFE）的能量回饋原理327

7.5.4網側逆變器（AFE）的技術特點328

7.5.5二電平四象限變頻器的能量回饋技術329

7.5.6三電平四象限變頻器的能量回饋技術329

7.5.7多重化單元串聯型四象限變頻器的能量回饋技術330

7.5.8電流源型變頻器的能量回饋技術331

7.5.9ABB中壓四象限（AFE）變頻器331

7.5.10西門子中壓四象限（AFE）變頻器334

7.5.11施耐德中壓四象限變頻器339

7.5.12利德華福四象限高壓變頻器341

7.5.13合康HIVERT矢量控制高壓變頻器343

7.6工程實例2：某石灰石下運膠帶輸送機採用四象限變頻調速裝置344

7.6.1工程概況344

7.6.2適配的電動機功率估算344

7.6.3下運膠帶輸送機的主要技術參數344

7.6.4四象限變頻器調速方案的比選344

7.6.5中壓四象限矢量控制變頻器345

7.6.6四象限變頻器調速系統及功能347

7.6.7四象限變頻器調速的節能效果348

7.7工程實例3：陝西某水泥廠下運膠帶輸送機四象限變頻調速裝置348

7.7.1輸送水泥的工藝流程348

7.7.2膠帶輸送機的主要參數348

7.7.3下運膠帶輸送系統兩種能量回收方式的選擇349

7.7.4下運膠帶輸送機四象限變頻調速裝置調速方案的選用349

7.7.5下運膠帶輸送機的緊急制動和機械調節制動350

7.7.6下運膠帶輸送機的控制和保護措施351

7.7.7下運膠帶輸送機的節能（發電量）估算352

第8章長距離膠帶輸送機的變頻調速系統與節能353

8.1長距離膠帶輸送機的特性及發展353

8.2長距離膠帶輸送機對電力驅動的技術要求354

8.2.1對起動/停車驅動方式和裝置的選擇354

8.2.2長距離膠帶輸送機的多滾筒驅動354

8.2.3用張力控制起動多點（滾筒）驅動長距離膠帶輸送機355

8.2.4雙滾筒驅動牽引力的理想和實際分配356

8.2.5多機功率平衡控制策略和程式設計358

8.2.6長距離膠帶輸送機的中間驅動技術359

8.2.7長距離膠帶輸送機的功率平衡目標和驗帶速度359

8.3工程實例1：大唐錫林浩特礦業公司平運長距離多驅動膠帶輸送機變頻調速系統360

8.3.1平運長距離膠帶輸送機的主要參數360

8.3.2多滾筒驅動配電方案和控制系統硬體361

8.3.3多滾筒驅動系統的PROFIBUS網路通信361

8.3.4變頻器控制（速度同步和轉矩平衡）方式361

8.4工程實例2：昌江華盛天涯水泥公司平運超長距離多驅動膠帶輸送機變頻調速系統362

8.4.1工藝布置和長距離膠帶輸送機的主要技術參數362

8.4.2對控制系統的主要要求363

8.4.3多點驅動控制技術和聯鎖集控363

8.4.4控制技術和聯鎖集控的配置363

8.4.5多站點通信的軟體實現364

8.4.6根據張力分時起動多驅動點的電動機364

8.4.7多驅動點負載均衡和速度同步364

8.4.8制動方案365

8.5工程實例3：梅花井礦井上運長距離膠帶輸送機變頻調速系統365

8.5.1上運長距離膠帶輸送機的主要技術參數365

8.5.2採用變頻調速的S形曲線軟起動/軟停止366

8.5.3變頻調速系統的組成和雙機驅動的主從控制366

8.5.4變頻調速系統的上位監控系統366

8.6工程實例4： 哈密某礦用多台高壓變頻器上運長距離膠帶輸送機變頻調速系統367

8.6.1上運長距離膠帶輸送機的主要技術參數367

8.6.2膠帶輸送機變頻調速系統的組成367

8.6.3多機驅動的速度同步和轉矩平衡368

8.6.4膠帶輸送機變頻調速系統的PLC控制369

8.7工程實例5：冀東海德堡下運長距離膠帶輸送機多點驅動控制系統370

8.7.1下運長距離膠帶輸送機的主要技術參數370

8.7.2下運長距離膠帶輸送機的系統構成、硬體配置和功能370

8.7.3PROFIBUS實現控制站軟體通信371

8.7.4多點驅動控制系統的特點372

8.7.5多點驅動各主電動機的分時起動372

8.7.6多點驅動各主電動機的負載均衡372

第9章港口膠帶輸送機的變頻調速系統與節能373

9.1港口膠帶輸送機系統的設備和裝卸工藝373

9.1.1港口現代化散料專用裝卸機械設備373

9.1.2專用煤炭裝卸碼頭的工藝流程377

9.1.3專用鐵礦石碼頭卸料堆取工藝流程378

9.1.4專用散糧和散化肥的裝卸流程378

9.2港口膠帶輸送機系統的控制和管理378

9.2.1控制及信息管理系統的組成和功能378

9.2.2膠帶輸送機系統的控制操作方式380

9.3港口膠帶輸送機運行負載特性和控制的發展趨勢381

9.3.1膠帶輸送機系統的運行特性應滿足港口生產要求381

9.3.2港口膠帶輸送機系統採用變頻調速控制是發展趨勢381

9.4港口膠帶輸送機運行時運量變化造成節能空間大382

9.4.1膠帶輸送機起動、停止時的空轉和設計選型造成的輕載383

9.4.2翻車機卸到膠帶輸送機上的散料量是變化的383

9.4.3取料機在堆場不同位置時膠帶的承載量變化383

9.4.4裝（卸）船機移艙時與之有關的膠帶輸送機空轉383

9.5工程實例1：羅涇礦石碼頭42台膠帶輸送機變頻調速系統384

9.5.1礦石碼頭概況和裝卸工藝簡介384

9.5.2膠帶輸送機採用變頻調速的原因385

9.5.3膠帶輸送機變頻調速系統的構成387

9.5.4膠帶輸送機變頻調速系統的控制方式388

9.5.5PLC、現場匯流排和工業乙太網組成的控制網路389

9.5.6膠帶輸送機運用變頻器的相關問題390

9.6工程實例2：曹妃甸港煤碼頭15台膠帶輸送機變頻調速系統391

9.6.1工程簡介391

9.6.2煤碼頭的工頻翻堆工藝及變頻調速的取裝系統工藝394

9.6.3膠帶輸送機配置雙驅或四驅電動機變頻調速系統的主接線394

9.6.4變頻調速系統主接線組成部分的選擇和技術要求394

9.6.5變頻電力電纜的選擇和電纜距離399

9.6.6變頻器690V 的ACS800-07的主要技術參數399

9.6.7膠帶輸送機變頻調速系統的諧波計算和治理措施404

9.6.8各變電所採用SVG進行無功補償和諧波治理的計算406

9.6.9膠帶輸送機多機變頻驅動的主從控制410

9.6.10膠帶輸送機運用變頻器的相關問題411

9.6.11膠帶輸送機運用變頻器的節能411

9.7工程實例3：黃驊港三期20台膠帶輸送機套用能量回饋型變頻器節能的工程實例 412

9.7.1膠帶輸送機系統簡介412

9.7.2膠帶輸送機的負載特性與控制要求414

9.7.3能量回饋型變頻器ACS800-17（690V）的特點和性能414

9.7.4膠帶輸送機多機變頻驅動的主從控制416

9.7.5變頻器防誤起動功能417

9.7.6變頻電控系統主電路417

9.7.7中央控制室PLC對膠帶輸送機系統的控制418

9.7.8膠帶輸送機套用變頻器的幾種

節能方式420

參考文獻422