变频调速技术在矿用架线式电机车上应用

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1、万方数据第2期2006年4月工矿自动化IndustryandMineAutomationNo．2Apr．2006文章编号：1671—251X(2006)02一0068—03变频调运技术在矿用架线式电机车上的应用张然(徐州煤矿机械厂科技开发部，江苏徐州221004)摘要：介绍了变频调速技术在矿用架线式电机车的应用情况，指出了其选用及安装的一些注意事项，并对其应用进行了展望。关键词：煤矿；架线式电机车；变频调速；节能中图分类号：TD641；TP29文献标识码：B0引言变频调速技术已被广泛应用于各行各业，取得了显著的

2、经济效益，迄今也在许多煤矿中获得使用。本文欲通过对直流架线式电机车进行变频改造的应用实例，对扩大变频调速技术在煤矿设备的应用范围进行展望，以期能对煤矿企业节能降耗和技术改进有所帮助。1在矿用架线式电机车上的应用与效果我国矿用直流架线式电机车，一般采用的是结构复杂、造价昂贵、耐潮性差、故障率高、维修费用大的直流电动机传动。调速系统还是采用传统电阻降压调速方式实现调速功能，其设备结构复杂，组合件都是在触点开关状态下工作，由于频繁动作，造成触点接触不良及器件的使用寿命减少，且噪声较大。这种传统的调速方式不仅维修量大，

3、而且因带电阻运行，造成了电能的极大浪费。我厂根据用户的要求，对ZKIO一6／550型直流架线式电机车进行变频调速改造。采用专用TJY系列交流电动机替换原直流电动机，控制系统采用DTC变频调速器。该调速器采用进口原装控制电路和进口智能型IGBT(IPM)模块组件。这种DTC变频器控制技术，可使三相鼠笼式异步电动机达到和超过直流电动机的启动转距(零转速大转矩启动，转矩可达200％以上)，可满足电机车在低速时最大启动牵引力，使机车强劲有力。同时调速器还具有以下特点：真正的无极调速，频率可从0．1Hz调到收稿日期：20

4、06一Ol一19作者简介：张然(1961一)，工程师，长期从事煤矿机械和矿用电器开关工艺设计工作，已发表多篇论文。100Hz；随时可用的电制动；调速器设有电动机自动检测功能，当司机操作不当至使电动机温度过高时，调速器自动封锁输出；调速器设有欠压自动复位功能，当电机车过架线连接处瞬时断电1～2S后，调速器可自动重启，此时速度与过架线连接处前速度一样；调速器还设有电动机短路、接地、缺相保护功能，更有效地保护电动机；同时因调速器具有超速的启动转矩，当机车掉道时，可很容易将机车拱上轨道；本调速器可在没有光码盘或测速电动

5、机的反馈条件下，仍能精确控制三相异步电动机的速度和转距。表1为交流变频调速电机车与直流电阻调速电机车的性能比较，从表1可以看出，研制成功的交流变频调速电机车彻底解决了直流电动机损坏率高、触头式调速器维修量大、降压调速电阻耗能高的老大难问题，变频调速节电率可达35％以上。采用变频调速对架线式电机车进行技术改造，淘汰了直流电动机，采用交流电动机运行，其应用前景非常广阔。首台ZKIO一6／550型直流架线式变频调速电机车诞生于2000年3月，据淮北矿业集团朱庄煤矿(用户)自行估算，年节约电费8．5万元，节约设备维修费

6、1．8万元。据业内专家估计：我国矿井运输电机车电动机功率多为3．5～40kW，总装机容量约为I．2万kW，计有1～2万台。矿用电机车多为昼夜18h运行，使用变频调速技术进行节能改造的潜力巨大。2变频器在选型安装中应注意的问题变频器具有结构简单、功能完善、性能可靠、节能显著的特点，被越来越多的企业所采用，给企业带来显著的经济效益。但在实践应用中，如果对变频万方数据2006年第2期张然：变频调速技术在矿用架线式电机车上的应用·69·表1交流变频调速电机车和直流电阻调速电机车的性能比较序号项目直流电阻调速电机车交流变

7、频调速电机车电动机直流电动机转子上因为有线圈和易磨损的换向铜三相异步交流电动机转子上没有线圈，是由硅钢片压制成的铁滚1可靠性头、碳刷等，故障率高、维修费用大。子，故可称为永不损坏。调速器直流调速器由于是凸轮控制触头的通与断，断开时2变频调速器没有触头、接点，基本无维修。维修量产生电弧，经常烧蚀触头，所以维修量很大。变频调速电机车由于不用高耗能降压电阻，节电率可达35％，如果由于直流调速器电机车带电阻运行，因此电能白白一个独立供电系统全部采用变频调速电机车，电机车可设置成惯性3节能性消耗在电阻上，同时由于电阻发热

8、导致电阻瓷架和馈电功能，那么就可利用机车下坡道拉重载车时电动机发出的电能电阻片烧坏。回馈到直流架线上，供给此时在上坡道运行的空载电机车电能，这样节电率>60％。(1)有级分档调速，不可能均匀调速，在低速行驶时(1)为无级均匀调速，频率最低可调至0．1Hz司机需不停地在1档和零档之间转换。(2)为全速度段控制方式，速度不仅可调高还可调低，车速的快慢与(2)调速器只能加速，不能减速。减速是