可控硅交-交变频双闭环控制智能型电源的研究与应用

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1、可控硅交-交变频双闭环控制智能型电源的研究与应用淮北矿业集团公司朔里煤矿杨杰内容摘要：本文简要介绍淮北矿业集团朔里煤矿主井提升绞车低压制动电源改造情况。从制动电源的产生、工作原理、存在的问题、改造方法和改造后的节电效果等几方面浅析，说明改造的必要性。关键词：可控硅；交-交频；智能控制；应用1.概况安徽淮北矿业集团公司朔里煤矿，矿井下生产的煤炭全靠一个竖井，即主井提出。该井安装了一套容量为800kw的提升绞车。提升绞车在正常的运行过程中，特别是接近上下口阶段，其制动全靠额外提供的低频低压制动电源。在没有其专用电源的情况下，只得使用低频

2、发电机组，以此来获取低压低频制动电源。这样的转能量换，利用效率非常低，浪费极大，又使得系统庞大而运行不可靠。因此，对这种获取电源和电源的粗笨制动方式，有必要进行技术改造。2.低频制动电源工作原理主井电气制动电源采用的是低频发电机组。电源装置由130KW和7.5KW两台拖动机、同步发电机、整流子变频机和低频发电机五台电机组成，其中7.5KW电机拖动同步发电机和整流子变频机，130KW电机拖动机低频发电机。控制励磁的磁放大器将测速与给定信号进行综合比较输出控制量控制脉冲变压器的输入，脉冲变压器的输出控制单相全波半控整流电路晶闸管的导通角

3、大小，从而控制整流输出的大小，而整流输出是供给同步发电机励磁的，同步发电机将直流信号放大为交流同步信号给整流子变频机励磁，整流子变频机经过放大将交流同步信号变为2.5—3HZ低频信号，给低频发电机励磁，经过低频发电机功率放大器后，供给主电机进行低频制动和低频拖动。控制逻辑控制关系见如图1所示。1测速给定信号控制励磁的磁放器器单相全波半控整流电路同步发电机整流子变频机低频发电机提升机减速段制动、拖动低频电源图1低频机组控制逻辑关系图3.低频发电机组存在的缺陷原低频发电电源装置存在着以下几点缺陷：①占地面积大，噪音大，故障率非常高；②由

4、于发电机使用了大量的碳刷，碳刷与滑环接触不好容易造成低频电源质量差，引起机械系统冲击，运行不稳定，也大大缩短了设备的使用寿命，维护量增大；③尽管提升是间歇进行的，而整个发电机组却又只是为保证每次提升中减速段的短暂大约25秒使用的，但由于设备自身电控系统的性能决定不能频繁开起，因此整个发电机组却必须保持每天23小时（除1小时检修）连续运转，因而浪费电能巨大。它要比可控硅电源浪费的电能多了。4.技术改造方法参考有关资料，学习外边好的经验。经过仔细的研究，决定将原来的低频发电机组电源装置改造，使用可控硅交—交变频电源装置。可控硅电源装置的

5、主回路，采用三相零式结构，其工作原理见如2图所示。2图2交—交变频装置结构图新的可控硅低频电源装置采用的是全数字无环流工作方式，主控触发回路采用世界先进的德国西门子技术，它由16位单片机80C196KC为控制核心的变频器配以辅助电路构成，具有控制精度高，运算速度快，工作无噪音，保护齐全可靠，体积小，重量轻，节能效果显著，生产效率高等优点。5.改造后节电效果新改造成的可控硅低频电源装置，在2006年10月检修以后投入使用，系统运行运行安全可靠了，故障率也小，维护量和维护费用大大减少。控制技术的提高，最明显的是节电。可控硅低频电源装置与

6、原发电电气制动电源相比，节电十分显著。愿两台功率为130KW和7.5KW的拖动机，每天要运行23小时计算。考虑到每提升一勾只用25秒左右（轻、重勾所用时间不一样）时间，且考虑空载电流小于额定电流等综合因素，再乘以系数0.5。每年按355天的有效运行时间计算，则每年可节约的电能W为：W=（130+7.5）×23×355×0.5=561343.75（kw·h）若按当前0.58元/kw·h的进矿平均电价计算，一年可节约电费32.55万元。显然，节电效益相当可观。36.结论该主井提升绞车低压电控系统的改造，仅局限于低频发电机组制动电源的改造

7、，还没有直接进入高压部分。因此，若再进一步采用高压变频技术改造，还能取代一部分控制系统，届时节电量还将提高一大步。由于系统设施的减少，故障率也将大大减少，维护量和维护费用能减少的很多。采用高压变频技术改造后，系统的自动化水平大大提高，运行也更加安全、可靠了。同时，还能显著的提高矿井生产能力。[作者简介]杨杰，男，1966年7月生，1994年7月毕业于合肥工业大学“电气自动化”专业，高级技师，现在淮北矿业集团朔里煤矿机电科从事机电技术管理工作。地址：安徽淮北市朔里朔里煤矿电话：0561-4903490邮编：2350544