变频器在矿山绞车变频调速的应用

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1、内蒙古科技大学煤炭学院毕业设计答辩院系：内蒙古科技大学煤炭学院机电工程系专业：电气自动化技术班级：10-1班姓名：于学涛学号：1029309121指导教师：张博李宇设计题目：变频器在矿山提升绞车调速中的应用及分析1、单位介绍内蒙古大中矿业书记沟铁矿是年产800万吨铁矿石、铁精粉的大型矿山企业。2013年3月1日接签约单位内蒙古大中矿业通知到岗实习，实习期间我分在大中矿业的机动部电工组。实习期间主要参与了大中矿业分公司黑脑包铁矿绞车提升系统、空压机的电控系统、还有供配电系统及变频柜、开关柜等电气设备的安装任务。2、简述本设计主要介绍：矿用提升绞车、高压三相异步电动机、北京合康变频器设备认

2、识及变频调速的原理。重点分析了介绍提升绞车调速的优越点，分析了北京合康变频器的工作原理。矿山提升绞车井架3、矿井提升机系统简介矿井提升机是一种大型绞车。用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐步发展演变而来。目前，我国单绳缠绕式提升机，广泛采用交流绕线式电动机拖动，提升过程一般包括：起动加速、匀速、减速、爬行和停车几个主要环节2、异步电动机变频调速原理交流电动机的转速公式为：式中，n为转速，f1为定子电压频率；p为极对数，s为转差率。因此交流异步电动机的调速方法为：变频调速、变极调速和变转差率调速。具体归纳如下：变极调速：对笼

3、型转子变转差率调速：调压调速转子串电阻对绕线型变频调速：交—交变频调速交—直交变频调速矿井提升机的传动方案根据提升机对电控系统的要求，提升机的电气传动方案一般有以下几种，现将几种传动方案进行比较。1、绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速系统2、G―M直流可逆调速系统：V－M直流可逆调速系统：交流电动机交－交变频调速系统：变压变频调速的基本控制方式三相异步电动机定子每项电动势的有效值为：由式可知，只要控制好和，便可达到控制磁通m的目的，对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基频以上两种情况。1、基频以下调速由上式可知，要保持m不变，当频率f1从额定值f1N向下调节时，必须同时降低E1，

4、使。近似地补偿定子压降。带定子压降补偿的恒压频比控制特性示于下图中的b线，无补偿的控制特性则为a线。如图1所示。2、基频以上调速在基频以上调速时，频率应该从f1N向上升高，但定子电压Us却不可能超过额定电压UsN，最多只能保持Us=UsN，这将迫使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。把基频以下和基频以上两种情况的控制特性画在一起，如下图所示。如果电机在不同转速时所带的负载都能使电流达到额定值，即都能在允许温升下长期运行，则转矩基本上随磁通变化，按照电力拖动原理，在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于“恒功

5、率调速”。如图2所示。温升下长期运行，则转矩基本上随磁通变化，按照电力拖动原理，在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于“恒功率调速”。如图2所示。5、北京合康变频器的工作原理功率单元利用IGBT进行同步整流：同步整流控制器实时检测单元输人电压幅值及相位，通过控制整流侧IGBT所产生的电压与单元输入电压的相位差，从而控制电功率在电网与功率单元之间的流向一单元电压相位超前，功率单元将电能回馈给电网，反之电功率由电网注人功率单元。电功率的大小及流向由单元电压决定。就同步整流而言，整流侧相当于一个稳压电源，相位偏差通过单元稳压值与

6、单元实际电压误差、PID调节生主电路图6、合康变频器原理拓扑4、变频调速的优点变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变同步转速，从而实现交流电机调速的一种方法，变频调速调速范围宽，平滑性好。具有优良的动、静特性，是一种理想的高效、高性能的调速手段变频调速系统可以直接在线启动，启动转矩大，启动电流小，减小了对电网和设备的冲击，并具有转矩提升功能，节省软启动装置。变频器内置功能多，可满足不同工艺要求，具有外部接口端子，可同计算机，PLC联机。便于实现自动控制变压器柜、单元柜整体变频器柜绞车控制台内部线路4、对内蒙古大中矿业书记沟铁矿四号井副井的变频改造设计（1）、矿井提升机概况内蒙古大中

7、矿业书记沟铁4号井矿（风井区）副井提升系统，目前，副井提升机电控系统多采用交流电动机转子回路串电阻调速，由于采用常规继电器控制，导致系统调速精度低,可靠性差，维护费用大，电机启动电流及切换电流冲击大，设备运行不平稳，易引起电气及机械冲击；且控制线路复杂，工作稳定性和可靠性差，缺少故障诊断。功能，排查故障困难；转子回路串接电阻，白白消耗电能造成能源浪费；电机滑环处容易发生接触不良，引发设备故障，造成维护工作量增加及维修材料费用升高；并且所有接线端