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变频调速系统对矿山提升机的改造

发布时间:2004-08-07 08:30   类型:应用案例   人浏览


            变频调速系统对矿山提升机的改造  
   交-直-交变频调速系统已在泵类、风机类负载上得到广泛应用,并且正在大面积推广。但大多数矿用提升机还在沿用传统的线绕式异步电动机,用转子串电阻的方法调速。这种系统属于有级调速,低速转矩小,转差功率大,启动电流和换档电流冲击大,中高速运行振动大,制动不安全不可靠,对再生能量处理不力,斜井提升机运行中调速不连续,容易掉道,故障率高。矿用生产是24小时连续作业,即使短时间的停机维修也会给生产带来很大损失。矿用提升机的技术改造要求迫在眉睫。但是,不可能把风机、水泵用的变频器直接应用到提升机上,因为提升类负载对变频器有着不少特殊的要求。鉴于提升绞车的特殊性,我公司研制开发的矿山提升机变频调速系统.2  该系统的优点(1) 实现了软启动、软停车,减少了机械冲击,使运行更加平稳可靠。(2) 起动及加速换挡时冲击电流很小,减轻了对电网的冲击,简化了操作、降低了工人的劳动强度。(3) 运行速度曲线成S形,使加减速平滑、无撞击感。(4) 安全保护功能齐全,除一般的过压、欠压、过载、短路、温升等保护外,还设有连锁保护、自动限速保护功能等。(5) 设有直流制动、能耗制动、更加安全可靠。3  矿用提升机变频调速系统的工作原理    变频器是通过改变电机定子供电频率来改变电机的转速,以实现绞车的调速。交流异步电动机的转速公式为:            其中 n—电机转速   f1—定子供电频率;     p—极对数   s—转差率;该设备为交-直-交电压型变频调速系统,原理图如图1所示。该系统的运行过程主要分为两个过程:(1) 绞车电机作为电动机的过程,即正常的逆变过程。该过程主要由整流、滤波和正常逆变三大部分组成,如图1所示。其中正常逆变过程是其核心部分,它改变电机定子的供电频率,同时也改变输出电压,达到调速的目的。(2) 绞车电机作为发电机的运行过程,即变频器制动过程。该过程主要由正常逆变部分中IGBT的续流二极管与制动单元与制动电阻完成。此过程为当提升机工作在下放过程中时,电动机相当于一台发电机,电能通过电动机反馈到变频器直流母线上,导致直流母线电压过高,根据这一现象,运用制动单元与制动电阻消耗掉直流母线多余能量,以达到变频器准确停车的目的。4  变频调速系统对原调速系统的改造    为了确保安全可靠,让变频调速系统与原调速系统并存,互为备用,随时可以切换。同时为了让操作者不改变操作习惯,工、变频系统都用原操作机构操作,如图2所示。 图2    工、变频系统切换控制5  现场应用情况及运行效果    该系统改造后节能效果明显,尤其是斜井单沟和竖井矿井,节电率都在30%以上。同时变频改造后绞车运行的稳定性和安全性都大大增加,因此大大减少了运行故障和维修时间,矿区的产量也提高不少。用户反应普遍较好。



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