变频调速器在矿山中的应用 毕业论文 (2)

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1、变频调速器在矿山中的应用摘要：能源是国民经济和社会发展的基础和战略资源，能源问题已经成为经济社会可持续发展的一个刚性约束问题。加强节能降耗工作是落实科学发展观、实施可持续发展战略、转变经济发展方式的必然途径。据统计，我国煤矿开采仅在2005年即耗能5086.81×104t标准煤,耗电376.04×108kW·h,分别占全国总耗能量和总耗电量3.86%和3.49%,所以,煤炭工业堪称我国第一能源工业,既是产能大户,又是耗能大户,同时也是节能潜力大户。所以，在煤矿中应用变频调速技术对于提高煤矿生产设备的效率，节约能量都是至关重要的。本文主要对变频器在煤矿中的应用作以介绍。关键词：煤矿变频器

2、能源调速应用变频调速节能第一章绪论1.1矿山的分类矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属等;按生产建设规模可分为大型矿山、中型矿山和小型矿山三类；按采掘方式可分为露天开采矿山和地下开采矿山两大类。1.2露天矿山设备概述露天矿山是以大型设备为主要特点，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。1.3地下矿山设备概述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，使生产设备环境潮湿、阴

3、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、通风、压气等固定设备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，因此，这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。第二章变频器在露天矿山设备中的应用-11-2.1 变频器在挖掘机中的应用 挖掘机用于装载矿岩，其工作条件非常恶劣，特别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。因此，挖掘机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，

4、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。由于挖掘机对电气传动系统的这些特殊要求，所以，我国挖掘机目前应用的电气传动系统主要还是直流传动系统。例如:WK-4M、WK10、WD-1200和195-B等型号的挖掘机都是采用直流发电机-直流电动机系统;从美国Harnischfeger公司引进制造的P&H-2300XP和P&H-2800XP型挖掘机则是采用晶闸管变流器-直流电动机系统。虽然后者比前者技术先进，效率也有所提高，但这两种系统都还存在直流电机的固有的缺点，即维修工作量大、效率较低等。上世纪90年代后期，我国有个别矿山从

5、美国B-E公司引进了变频器-鼠笼型电动机系统，这是全交流化的挖掘机电气传动系统。变频调速由德国SIEMENS公司开发、提供的电压型变频器。现以395-B挖掘机为例作一简要说明:高压交流电由电缆经集电环引入挖掘机-11-，由1600kVA主变压器将6kV变为575V，由1950A的整流器将交流变为直流，经滤波后送入公共直流母线。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

6、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。实践证明，交流变频调速挖掘机和前两种直流调速挖掘机相比，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）等优点，是公认的挖掘机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煤矿、尤其是大型露天煤矿的主要穿孔设备。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

7、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，更重要的是为了提高钻机的生产效率，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提高。