合康hivert-y(t)vf变频器在矿井提升机上的应用方案

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1、双机联动直驱方案在矿井提升机上的应用前言矿井提升机是煤矿安全生产的关键设备之一，其作用是提升煤炭、矸石，升降人员和下放物料等，在整个煤矿生产中占有十分重要的地位。矿井提升机的安全、可靠、高效、准确平稳运行，集中体现在其电气控制系统中，电控系统性能的优劣直接影响全矿的安全生产和矿工的生命安全。目前在矿井提升机领域应用较多的是异步电动机的交直交变频（200kW~2000kW）和大惯量低速直驱同步电机的交直交变频（2000kW~8000kW），随着矢量控制技术日益成熟，提升系统中交流同步电动机的变频调速性能

2、指标日趋完善，逐步取代了以往的直流调速，成为大型矿井提升机控制的主流解决方案。HIVERT-TVF系列变频器专用于低速同步电机的矿井提升系统。目前单机最大功率可做到4500kW，单电机功率等级有一定的技术限制，用两台电机同步驱动一个滚筒可以使提升功率加倍。合康变频在低速大功率双电机联动直驱提升系统中已成功运行，现场配置两台3200kW同步电机，共同驱动多绳摩擦式提升机，至今应用情况良好。本文就合康高压同步矢量变频器在蒙大矿业双电机联动直驱提升系统上的应用进行简单介绍。 图1 变频器现场图  一、现场情

3、况乌审旗蒙大矿业有限公司位于蒙陕交界区鄂尔多斯市乌审旗无定河镇，是中煤集团控股、远兴能源参股的央企。变频设备自2011年5月投运，稳定运行至今。现场概况，变频器室如图1、主井井塔如图2、两电机与滚筒连接如图3。 图2 井塔提升机外景图 图3 提升机结构图 蒙大矿业年产原煤5.0Mt，主井提升系统安装一套容积均为40t的双箕斗，担负着全矿的原煤提升任务；提升系统主机参数、运行参数为：设备是多绳摩擦式提升机，主机型号是JKM-5.0×6（III），摩擦滚筒直径5米，导向轮直径5米，首绳摩擦钢丝绳是6根，尾

4、绳是3根；正常最大提升速度11.78米/秒，最大静张力差500kN，井筒直径6米，提升井深580.5米，两台同型号交流调速同步电机数据详见表1。表1：交流调速同步电机数据                       功率额定电压额定电流功率因数额定转速3200kW6000V329A0.982445r/min工作制励磁电压励磁电流接法工作频率S9268V320AY9Hz 二、双电机联动直驱的构成双电机联动直驱是由两台同步电机的转子与滚筒用一根轴连接在一起，滚筒在中间，电机分别在滚筒两侧，详细描述及图示如

5、下。（一）左侧电机、中间滚筒、右侧电机，如图3；（二）电机、滚筒相互之间通过大轴直连，如图4、如图5；   图4提升机左侧电机图                                                 图5提升机右侧电机图 （三）导向轮可增加钢丝绳的摩擦力、调整箕斗运行方向、调节多绳之间的间距，如图6。  图6 导向轮 （四）提升系统的两箕斗，额定提升重量为40吨，最大负荷50吨。如图7。  图7 箕斗 （五）制动系统采用ABB双闸盘液压盘式制动器，且对称安装，根据现场需求采取

6、工作制动和安全制动，如图4、图5为ABB盘式制动器分部。 三、双同步电机提升系统方案（一）两台同步电机联动直驱变频调速现场由两台独立的变频器分别驱动两台同步电机，这种方式可提高系统整体驱动能力。单台电机的驱动功率为3200kW，两台电机共同直驱一个滚筒，相当于提升机功率提高一倍。两台变频器分为主、从变频器，变频器之间通过光纤通讯方式保证变频器的同时启停控制。光纤通讯不受外界干扰，通讯速度高，能更好地实现转速、转矩控制，达到功率平衡。在系统待机的情况下，两台变频器可以进行主、从控制交替变换，即可以将主变

7、频器驱动改为从变频器驱动，同时也可以将从机驱动改为主机驱动。双电机联动直驱提升系统的好处在于：当一台变频器或电机出现故障时，另一台变频器仍可以全载半速运行，为煤矿的不间断生产提供保障。电气系统结构，如图8。图8 电气系统结构图 （二）传感器信号反馈装置在电机转子端装有高分辨率的绝对值编码器，该编码器负责检测同步电机的速度、位置数据，并实时传输给控制器，以完成同步矢量闭环控制。高分辨率绝对值编码器的信号是13位并行信号，它通过信号控制器组件，将并行信号转换成可以长距离传输的高速串行信号，实现了速度、位置

8、的实时监控。传感器信号反馈装置连接，如图9。 图9  绝对值编码器位置信号传送装置四、蒙大矿业双电机联动直驱的应用（一）变频器的选型根据提升机系统运行数据计算单台变频器的最大功率，最大正常运行负载40吨，电机角速度4.71弧度/秒，加速时间16.8秒，双侧空箕斗运行时提升系统总变位质量317848kg；计算步骤如下：转动惯量  加速扭矩  单台加速功率  单台恒速功率  单台最大功率  通过以上运算，我们选用两台变频器的型号为：HIVER-TVF10-0