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变频调速对矿山提升机的改造

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-09-27   浏览次数:49010
引言大多数矿用提升机还在沿用传统的线绕式异步电动机,用转子串电阻的方法调速。这种系统属于有级调速,低速转矩小,转差功率大

引言
大多数矿用提升机还在沿用传统的线绕式异步电动机,用转子串电阻的方法调速。这种系统属于有级调速,低速转矩小,转差功率大,启动电流和换档电流冲击大,中高速运行振动大,制动不安全不可靠,对再生能量处理不力,斜井提升机运行中调速不连续,容易掉道,故障率高。矿用生产是24小时连续作业,即使短时间的停机维修也会给生产带来很大损失。矿用提升机的技术改造要求迫在眉睫。使用我公司开发的iAStar专用变频器即很好的解决了这一问题。

该系统的优点
(1) 实现了软启动、软停车,减少了机械冲击,使运行更加平稳可靠。
(2) 起动及加速换挡时冲击电流很小,减轻了对电网的冲击,简化了操作、降低了工人的劳动强度。
(3) 运行速度曲线成S形,使加减速平滑、无撞击感。
(4) 安全保护功能齐全,除一般的过压、欠压、过载、短路、温升等保护外,还设有连锁保护、自动限速保护功能等。
(5) 设有直流制动、能耗制动、及回馈制动等多种制动方式,更加安全可靠。
(6) 该系统四象限运行,回馈能量直接送回电网,且不受回馈能量大小的限制,适应范围广,节能效果更加明显。

矿用提升机变频调速系统的工作原理
变频器是通过改变电机定子供电频率来改变电机的转速,以实现绞车的调速。交流异步电动机的转速公式为:n=60f2(1-s)/p
其中 n—电机转速 f1—定子供电频率; p—极对数 s—转差率;
该设备为交-直-交电压型变频调速系统,原理图如图1所示。

图1 矿用提升机变频调速系统原理图

该系统的运行过程主要分为两个过程:
(1) 绞车电机作为电动机的过程,即正常的逆变过程。该过程主要由整流、滤波和正常逆变三大部分组成,如图1所示。其中正常逆变过程是其核心部分,它改变电机定子的供电频率,同时也改变输出电压,达到调速的目的。
(2) 绞车电机作为发电机的运行过程,即能量回馈过程。该过程主要由整流、回馈逆变和输出滤波三部分组成,如上图1所示。其中该部分的整流是由正常逆变部分中IGBT的续流二极管完成。二极管D1和D2为隔离二极管,其主要作用是隔离正常逆变部分和回馈逆变部分。电解电容E2的主要作用是为回馈逆变部分提供一个稳定的电压源,保证回馈逆变部分运行更可靠。回馈逆变部分是整个回馈过程的核心部分,该部分实现回馈逆变输出的电压相位与电网电压相位的必须一致。由于回馈逆变输出的是调制波,为保证逆变的正常工作以及减少对电网的污染,我们加了一个输出滤波部分,使该系统运行更加稳定,可靠性更高。

鉴于矿区电压的波动性比较大的事实,由于变频器的回馈条件是要和电网电压有一个固定电压差值,假若某时刻网电电压比较高,再加上回馈时的固定电压差值,此时变频器的母线电压就会达到一个比较高的电压值,如果再有重车下滑,则母线电压会更高,此时的高电压就有可能威胁到变频器的大功率器件的安全,为此,该系统又加了一个刹车部分(如图1所示),以保证变频器的安全。

变频调速系统对原调速系统的改造
为了确保安全可靠,让变频调速系统与原调速系统并存,互为备用,随时可以切换。同时为了让操作者不改变操作习惯,工、变频系统都用原操作机构操作,如图2所示。

图2 工、变频系统切换控制


 
 
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