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高压变频技术在矿井提升机中的应用


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 高压变频技术在矿井提升机中的应用 作者:董延科 苏继磊 张庆喜 来源:《中小企业管理与科技· 中旬刊》2014 年第 05 期 摘要:随着我国社会和经济的发展,越来越多的矿井年生产能力可以达千万吨,单台提升 机(特别是主井提升机)的装机容量的要求也就越来越大,要求配置主拖动电动机的容量达到 6MW 及以上。本文对高压变频技术在矿井提升机中的应用进行一个分析研究。 关键词:大型低速同步电动机 容量 方案 高压变频器 大型矿井提升机 1 概述 高压变频调速技术,特别是能量回馈技术的高速发展为矿井提升机的调速和节能改造创造 了条件。由多级回馈功率单元串联组成的大型低速同步电动机高压变频器,其单机容量可达到 15MW 以上,额定频率在 10Hz 左右,具有低速大扭矩的特点,适合于拖动装机容量达 6~ 8MW 的大型矿井提升机。 2 矿井提升机技术升级在煤矿中的重要作用 矿井提升机电力拖动系统具有良好的安全可靠性、控制精度及调速性能。矿井提升机的电 控系统的技术性能和可靠性直接影响着矿井的安全生产。 电气控制系统固然设计有多种控制功能,但有些功能在现场实现起来非常困难;并且控制 逻辑功能使用了大量的电气触点,这些触点又都是暴露在空气中,受灰尘和大气氧化的影响, 时有失效现象发生;再加上有些功能是电参量与机械闸形成闭环控制,跟随性很差,导致电气 保护功能、控制精度和可靠性较差,控制系统相关的保护功能失效,系统运行安全得不到保 证,而且维护工作量较大。 提升系统在调速区运行时,速度的调节和控制主要方法是在电机转子回路串电阻和利用工 作闸来调整拖动力矩,在调速过程中大量电能白白消耗在转子电阻上,不但造成了大量电能的 浪费和调速电阻工作温度升高,寿命缩短,维护量和维护用度增大,而且电阻室空间空气温度 很高(夏季温度在 50℃以上)。 提升系统工作在加速、减速、爬行区的时间占全程运行时间的 70%,司机需要频繁操纵来 完成提升工作,司机频繁操纵且极易疲惫。 因此,对该系统电控进行技术改造,解决系统存在的题目和弊病,提升系统安全运行系 数,实现高效节能运行非常必要。(表 1) 3 高压变频调速技术应用优势 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 3.1 节能:相比较于之前的转子串电阻调速方式,采用变频调速后,在生产力提升 30%的 情况下,用电量节约超过 20%。 3.2 系统安全性得到提升:采用变频调速之后,系统能够按照设计的速度曲线自主的进行 提升速度的精确控制,避免了超速、过卷的发生,极大的提升了整个系统的安全性。 3.3 提高生产效率:变频器加速时间 10s,减速时间 10s,每次的提升时间减少明细,生产 效率得到有效提高。 3.4 设备维护量减少:在整个提升过程中完全依靠电力牵引与制动,制动闸瓦只需在停车 和安全回路保护动作时才进行抱闸,因此这样就大幅度的减少了闸瓦的磨损。 3.5 工作环境得到改善:原有的大功率调速电阻被取消,电阻发热导致环境温度高的问题 被彻底解决,大大改善了运行现场的工作环境。 3.6 启动时对电网冲击小:变频器为最好的软启动装置,启动时对电网的冲击小于一倍电 流。 4 效益分析及推广远景 采用高压变频电控系统对现有传统电控系统进行技术改造后,变频器主要作用是通过对交 流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节,来提高电机传动系统运行效率,实现节能降耗 目的。变频器调速是交流电动机最理想、最有前途的调速方案。近代交流传动逐渐成为电气传 动的主流。异步电

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