煤矿提升机的变频改造.doc

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1、煤矿提升机的变频改造Coalmineelevatorfrequencyconversiontransformation　摘要：本文介绍了变频器在煤矿提升机上的应用，指出了原工频控制的弊端，变频改造的难点，四象限运行的特点，回馈功能的实现，论述了该类设备变频改造的前景。关键词：提升机四象限运行回馈Abstract:Thisarticleintroducedthefrequencychangeroncoalmineelevatorapplication,hadpointedouttheoriginallaborfreque

2、ncycontrolmalpractice,thefrequencyconversiontransformationdifficulty,fourquadrantsmovementscharacteristic,thebackcouplingfunctionrealization,elaboratedthiskindofequipmentfrequencyconversiontransformationprospect.Keyword:ElevatorFourquadrantsmovementsBackcouplin引

3、言：　　宁夏回族自治区宁煤集团高闸煤矿主井绞车，担负着整矿提煤、运料的繁重工作，一旦出现故障，就将影响整矿的生产。因此设备的正常运行起着至关重要的作用。该井为单钩运行，坡度为45°，坡长为300米。原采用280KW/380V绕线电机串电阻调速，用交流接触器实现速度段切换。形成了低速降压启动、档位切换加速、全速运行、档位切换减速、低速降压停车的工作过程。　　但是，在运行中存在明显的缺点，主要体现在以下几个方面：　　1、在料车空车下放时，电机的转速超过了同步转速，电机处于发电状态，由于没有处理环节，大量的无功能量消耗在转差

4、电阻上，致使电机能耗增加，不但浪费大量的电能，而且使电机铜损、铁损增加，增大了电机的维修费用。从现场情况看，下放时电机电流与提升时基本相同，都在500A左右，相当于电机的额定电流，而空载时电机电流大约应在额定电流的60%左右，从这点看，应有30%左右的无功能量消耗，使用电量增加。　　2、原控制系统采用绕线电机转子串电阻的方式进行调速，存在以下缺点：(1)大量的电能消耗在转差电阻上，造成了严重的能源浪费，同时电阻器的安装需要占用很大的空间。(2)控制系统复杂，导致系统的故障率高，接触器、电阻器、绕线电机碳刷容易损坏，维护

5、工作量很大，直接影响了生产效率。　　(3)低速和爬行阶段需要依靠制动闸皮摩擦滚筒实现速度控制，特别是在负载发生变化时，很难实现恒减速控制，导致调速不连续、速度控制性能较差。(　　4)启动和换档冲击电流大，造成了很大的机械冲击，导致电机的使用寿命大大降低，而且极容易出现“掉道”现象。　　(5)自动化程度不高，增加了开采成本，影响了产量。　　(6)低电压和低速段的启动力矩小，机械特性比较软，带负载能力差，无法实现恒转矩提升。　　针对以上这些问题，煤矿决定对原系统进行改造。根据当今科技的发展，采用技术含量较高的变频调速，替代

6、原来的绕线电机串电阻调速，是较理想的方案。变频调速实现了电机的软启动、软停车，连续平滑调速，特别是带能量回馈的四象限运行变频器，可以将电机在发电状态下的再生电能回送电网，降低了无功能耗，可节约大量的电能。一、变频控制方案　　1.变频控制的特点(1)变频系统甩掉了原电控调速用的交流接触器及调速电阻，提高了系统的可靠性，改善了操作人员的工作环境。(2)实现了低频低压的软起动和软停止，使运行更加平稳，机械冲击小。(3)启动及加速过程冲击电流小，加速过程中最大启动电流不超过1.3倍的额定电流，提升机在重载下从低速平稳无级平滑地

7、升至最高速，也没有大电流出现，大大地减小了对电网的冲击。(4)增加了直流制动功能，使重车停车时更加平稳。(5)转矩补偿达到规范要求，重车启动正常。(6)节能效果显著。据实测，在低速段节能明显，一般可达到20%左右。采用回馈制动，节能效果越明显。(7)采用变频控制后，原绕线式电机转子短接，在电机维护方面，避免了转子炭刷的烧损及维护。(8)采用芯片统一控制和PLC外端电路接口相结合，使调速系统具有很高的可靠性，增加了系统的抗干扰能力，同时利用PLC强大的控制功能实现灵活的控制方式。(9)机内带有回馈单元，回馈能量可直接输给

8、电网，且不受回馈能量大小的限制，适应范围广，节能效果明显，系统可以实现四象限运行。(10)安全保护功能齐全，除了过压、欠压、过载、过热、短路等自身保护外，还设有外围控制的连锁保护，包括制动闸信号与正、反转信号的连锁，变频器故障信号与系统安全回路的连锁，机内备有自动减速程序等。　　2.方案的确定设计时，因绞车系统一般都满负荷运行，而