谈变频调速技术在矿山中的应用

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1、谈变频调速技术在矿山中的应用1概述矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属等;按采掘方式可分为露天开采矿山和地下开采矿山两大类。本文主要先容变频调速器在金属矿山中的应用的目前状况和应用远景，对煤矿亦有参考价值，由于露天煤矿和露天金属矿开采方式和生产设备基本相同，地下矿山除需要考虑设备的防爆新题目外，大部分生产设备也和金属矿大同小异。露天采矿和地下采矿所用的生产设备有很大不同。露天矿山是以大型设备为主要特征，要求优良的电气传动系统，以保证这些大型设备的高效率运行。露天矿山的这些大型设备包括用于穿孔的牙轮钻机，用于装载矿、岩石的电

2、铲(挖掘机)，用于运输矿、岩石的大型汽车等。它们都要求电气传动系统具有良好的调速性能，目前这些大型设备大多采用直流调速传动系统。地下矿山的生产较露天矿山复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境湿润、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。因此，井下生产设备的体积受限，这些设备以小型化为主，体积小、重量轻，对电气传动的要求不高。但提升、排水、透风、压气等固定设备是地下矿山的要害部分，也是耗电大户，因此，这些设备的平安运行和节能就显得至关重要。根据我们多年来从事矿山电气传动的经验及在矿山进行变频调速的应

3、用实践，我以为，在矿山应用变频调速技术对于进步矿山生产设备的效率，节约电能都是至关重要的。但遗憾的是在矿山应用变频调速技术还很不普遍，除了因变频器的投资新题目外，和人们对变频器的熟悉不夠有关，也和不能正确了解矿山设备对变频器的非凡要求、不能正确地应用变频器、因此所带来的负面影响有很大关系。本文主要先容目前矿山应用变频器的状况，矿山设备对电气传动的非凡要求，以及如何正确地选用变频器等。2变频器在露天矿山设备中的应用2.1电铲电铲用于装载矿岩，其工作条件非常恶劣，非凡是在爆破不好的情况下挖根底作业，经常出现过大的冲击载荷，甚至堵转

4、。因此，电铲对电气传动系统就有较高的要求:要求电气传动系统的机械特性曲线的包络面积大，有足够的有用功率;要求有良好的调速性能，能四象限运行，能快速地进行加、减速和反转，动态响应速度快;要求系统制动性能好，并能回收能量;要求系统运行可靠，维修方便等。由于电铲对电气传动系统的这些非凡要求，所以，我国电铲目前应用的电气传动系统主要还是直流传动系统。例如:、ENS公司开发、提供的电压型变频器。现以395-B电铲为例作一扼要说明:高压交流电由电缆经集电环引进电铲，由1600kVA主变压器将6kV变为575V，由1950A的整流器将交流变

5、为直流，经滤波后送进公共直流母线。在直流母线上有4台容量为750kVA的逆变器，其中2台并联供电给1台容量为1066kW的提升电动机;第三台逆变器供电两台容量各为243kW的回转电动机;第四台逆变器供电给容量为294kW推压电动机。当某工作机构处于再生制动工作时，逆变器将再生制动能量反馈到公共直流母线上，可供其它工作机构使用，使能量得到充分利用。使用不完的制动能量，可以通过制动电阻消耗掉。实践证实，交流变频调速电铲和前两种直流调速电铲相比，具有节约电能、调速性能好、可靠性高、维护量小、生产效率高、功率因数高(0.95以上)等优

6、点，是公认的电铲电气传动系统的发展方向。2.2变频器在牙轮钻机中的应用牙轮钻机是露天矿山、尤其是大型露天矿山的主要穿孔设备。为使牙轮钻机在不同的岩层中都能保持较佳的钻进状态，要求钻机的回转机构能根据岩层的性质进行无级调速。钻机的提升/行走机构也需要无级调速。目前，牙轮钻机的回转机构和提升/行走机构一般都是直流电动机传动。主要有三种调速装置:(1)采用晶闸管直流调速装置的牙轮钻机有:YZ-55，YZ-35和YZ-12型;(2)采用大功率磁放大器调速装置的有KY-250型牙轮钻机和从美国进口的45R型牙轮钻机;(3)采用直流发电机

7、组调速装置的有从美国进口的60R型牙轮钻机。牙轮钻机上应用变频调速技术不仅是为了节能，更重要的是为了进步钻机的生产效率，降低维修工作量。回转机构电动机安装在钻杆的顶端，工作条件异常恶劣，以往使用的直流电动机经常损坏，维修工作量大，影响牙轮钻机的正常作业和效率的进步。因此采用坚固耐用的交流鼠笼型电动机代替直流电动机，用变频调速装置代替直流调速装置，就成为人们公认的牙轮钻机电气传动的发展方向。在牙轮钻机上应用变频调速技术的难点在于:钻机的转机构等对调速装的性能要求高，由于由于岩层地质条件的不同，钻机在钻进工作时有可能被卡钻，使回转

8、机构堵转，这就要求调速装置的机械特性曲线具有挖土机特性，并具有立即反转和立即重新起动、钻进功能;牙轮钻机振动大，对调速设备的防振要求高。变频调速在牙轮钻机中的应用首先是由美国B-E公司在55R型牙轮钻机上应用。我国矿山的牙轮钻机的变频调速还在开发试验之中，尚未在推广应用。2.