四象限高压变频器在煤矿副井提升机中的应用
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变频器在煤矿提升机控制系统中的应用摘要:矿井提升机是煤矿运送人员、设备和原煤的运输设备,其运行的安全性和效率一直是企业发展的核心要求。
随着开采量的上升,20世纪80年代投运的矿井提升设备在防护性、故障率和可维护性等方面逐渐暴露出很多问题,已经不能满足当前企业的发展要求,因此许多煤矿都开始进行技术改造,将技术先进的变频器和PLC等应用于矿井提升机控制系统中,以提高矿井提升机的安全性和运行效率。
本文对变频器在煤矿提升机控制系统中的应用进行探讨。
关键词:PLC;变频器;提升机1提升机控制系统要求1.1以四象限运行为主以电机的转速为纵轴,以电机的转矩为横轴建立直角坐标系,以此划分的四个象限可用来描述电机的工作状态。
电机的运行有单象限运行和四象限运行两种,单象限运行的电机只能正向或反向电动。
由提升机的工作特性可知,其驱动电机须满足电机的四象限运行要求,即正向电动、回馈发电制动、反接制动和反向电动四种运行状态。
1.2速度加减准确作为人员上下井的交通工具,提升机的速度控制需要考虑乘客的舒适性,另一方面,激烈的加速和减速会在电机电枢中产生很大的冲击电流,因此,需要根据提升机在井筒中的位置,控制提升机的运行速度,准确加减速是提升机控制系统的核心要求。
1.3行程指示精准提升机司机在操作时,需要观察提升机的运行位置,因此系统中需要配置一个能够显示容器位置的装置,采用圆盘式指深器可显示当前提升机的准确位置。
1.4故障监测功能健全煤矿提升机是煤炭和人员上下的主要通道,如果出现故障,必然影响企业的生产,如果有人员困在提升机内,甚至可能发生人身伤害,因此系统中必须配置健全的故障监测功能,对提升机可能产生的各类故障进行预警,方便检修人员确定故障位置,缩短故障停工时间。
1.5可调闸制动可靠在提升机出现不可预知的故障后,制动系统是实现安全停车的最后防线。
可调闸的制动工作模式有工作制动和安全制动两种,工作制动是司机操作停车制动,安全制动指的是当发生故障后,系统自动调闸制动。
高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用作者:尚玉龙来源:《科学与财富》2017年第13期摘要:提升机系统因其强大的优势与特征被广泛应用于各个行业领域,矿井企业在生产运输中也实现对提升机系统的有效应用。
科学技术的不断进步与发展促使高压变频技术的产生,这不仅可实现矿山提升机工作效率的有效提升,同时可实现对矿山生产安全性能的保障。
本文主要对高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用进行探究。
关键词:高压变频器;矿山提升机;应用一、高压变频器应用于矿山提升机电控系统的目的以及现实意义矿井提升机电控系统的发展对我国矿井企业的生产力发展有极大的促进作用,现阶段科学技术正在进行不断的进步与发展,传统的矿井提升机电控系统已经不能满足时代的需求与发展,必须结合实际情况与先进的科学技术对其进行合理的改革与创新。
从根本上避免传统,提升机电控系统对企业生产力的阻碍,交流绕线电机转子串联电阻是传统企业提升机电控系统的主要调速形式,但电动机的转子调速技术已经不能实现对现代社会生产力的满足,在实际工作时,只能对单一的速度模式进行供应,多级速度运行是现代社会生产工作的主要目标,因此实现对传统矿井提升机电控系统的改革势在必行。
传统的提升机电控系统在实际工作时,恒加速以及恒减速都会对提升机的正常工作造成影响,严重时容易造成事故的发生。
在实际启动以及制动过程中不能实现对提升机的有效控制是传统矿井提升机电控系统存在的主要缺陷。
同时,消耗太大也是提升机电资源的明显缺点,这对矿井企业实现经济效益最大化有极大的阻碍。
接触点较多以及电路连接较复杂是提升机工作状态的显著特征,上述特征极易造成机械发生故障的现象。
这不仅对煤矿企业自身长远健康发展有影响,同时对社会以及经济发展有阻碍作用,提升机在启动和制动时,会出现噪声过大等因素,这是对工作环境的一种严重污染,提升机控制系统中的特点对矿井生产力有直接影响,同时对矿井企业的经济效益有决定作用。
在这种大环境与大背景之下,高压变频技术应运而生,这对矿井提升机电控系统来说是一次巨大的变革,实现了对矿山提升机在工作中工作效率与完全性能的有效提高。
高压变频器在矿井提升机中的应用摘要:科学技术的快速发展为电控系统发展注入了新鲜血液,高压变频技术凭借其自身灵活性、高效性等优势而出现,将高压变频器应用到矿山提升机当中,除了能够优化设备性能,且能够改善设备运行效率和安全性,在很大程度上提高了矿山企业综合竞争力科学技术发展。
本文对高压变频器在煤矿主井提升机中的应用进行分析研究,希望能够对改善目前的作业状况有所帮助,给企业带来更多的效益。
关键字:高压变频器;提升机;应用1引言矿井提升机是矿井生产的咽喉,对矿井的生产及安全起着至关重要的作用。
煤矿提升机的主要任务就是将采集到的原煤安全的提升到地面,这是一项长期重复操作的机械运动,然而煤矿提升机的工作又是在比较复杂条件下进行,提升机的拖动装置需要不停的完成启动、调速和停止之间的转换,所以探讨高压变频技术在煤矿提升机的应用具有积极的现实意义。
随着电气传动技术,尤其是高压变频技术的出现,运用直线性运行方式,实现对矿山提升机性能的优化,迎来了矿山提升机电控系统的调整,为矿山企业生产经营提供了极大的支持。
2高压变频系统高压变频器就是通过改变输出电流的频率来改变电动机的转速的,但它是采用先进的功率单元串联叠波技术,是一种串联叠加性变频器,即采用多台单相三电平逆变器串联输出,最后输出电压和频率都可调的高压交流电。
在控制理论方面,高压变频器一般采用矢量控制和转矩直接控制的方式,在调速控制方面,采用数字信号处理器以及高级专用集成电路来控制,使得调速系统的集成度越来越高。
在使用功能方面,除了基本的外部调速功能外,内置的PLC编程软件还能够完成编程,控制提速等功能。
一般高压变频器采用的是多单元串联的方式来实现高压,使得相电压的变化在规定的范围内。
变频单元采用的交-直-交的三相可控整流,通过控制实现电动机的制动。
总之,高压变频调速系统作为一种高新技术的节能产品,采用先进的单元串联多电平技术、数字控制技术、脉宽调制技术等,具有高效节能、高功率因数、高可靠性等特点。
6KV四象限变频器在矿井提升机上的应用摘要:提升机是煤矿生产的主要设备,异步电机采用转子串电阻的方式调速,四象限矢量控制再生制动型的高压变频器,给大功率提升机调速带来了科技进步,主副井绞车安装四象限高压变频后运行效果良好,在试验、使用过程中,真正解决了重载下放问题,减速和重载下放产生的电能回馈电网,节电效果显著。
关键词:四象限高压变频器提升机矢量控制再生制动异步电动机1概述矿井提升机主要作用是提升人员、物料,提升绞车采用绕线式异步电动机,转子编码串电阻的方法调速,这种系统属于有级调速,低速转矩小,转差率大,启动电流和换挡电流冲击大,加之每钩提升重量都有可能改变,造成了提升系统在调速控制阶段速度控制较为困难,大量电能消耗在电阻上,而且停车位置不能很准确地定位,为改善提升系统运行的安全性、实现节能降耗和提高控制精度的目的;矿井提升机电控系统改造为四象限高压变频PLC电控系统。
四象限高压变频器运行,动态响应速度快,可以准确制动和定位,调速精度高,安全可靠性高。
2 四象限高压变频器工作原理四象限高压变频调速装置,采用先进的H桥串联高压变频理论,直接高-高结构,变频器的整流侧和逆变侧均采用IGBT模块,电机在电动状态时,能量从电网经整流回路和逆变回路流向电机,变频器工作在一、三象限,当电机工作在发电状态时,电机产生的能量通过逆变侧回馈到直流母线,当直流母线电压超过一定值,直流逆变成交流,通过控制逆变电压相位和幅值,将能量回馈到电网,变频器工作在二、四象限。
功率单元采用交-直-交变频技术,三相输入、单相输出,提高了工作可靠性。
功率器件采用进口IGBT模块,系统采用目前应用最成熟的PWM调节方式,系统具有极高的动态响应能力和最低的IGBT开关损耗,整流侧和逆变侧均采用IGBT模块实现四象限运行,制动时实现能量回馈电网,节省能源消耗。
3 四象限高压变频调速的主要效果1)节电效果好;电能再生循环利用,四象限再生制动型变频器能够在负力下放时使电能回馈电网,高压变频器每年能为矿提升系统节省电能消耗约20%~30%以上,避免电能以热量的形式耗费,同时也能有效解决变频器温升问题。
浅析高压变频器在副井提升机上的应用【摘要】高压变频调速是用高压交流变频器直接驱动鼠龙式异步电动机,具有结构简单,调速特性好,调速精度高,响应速度快,可以准确制动和精确定位,节能效果明显,是矿井提升的首选方案。
【关键词】高压;变频器;煤矿;提升;节能1.引言早期煤矿提升机电气系统大部分采用转子串电阻调速方式,但其技术相对落后,能耗过大,结构复杂,故障率高;也有用直流调速的,直流调速性能较好,但由于直流电机结构复杂,功率范围受到一定限制,运行维护费用高昂;变频调速作为一种新型的调速方式,是用交流变频器直接驱动鼠龙式异步电动机(或将转子短接的线绕式交流电机),结构简单,运行可靠、调速精度高、动态响应快,还要求可以精确定位,因此已作为矿井提升的首选方案。
萍乡矿业集团青山煤矿副井提升系统,提升高度为367m、提升速度为5.5m/s、供电电压为6KV,提升电机为线绕式三相异步电动机,采用转子串电阻调速,电机功率为475KW,定子电压为6kV、定子电流为56.9 A、额定转速为741r/min。
此系统在2011年已经改造,改为高压变频器驱动电动机,于2011年12月完成,已运行两年,性能稳定,节能效果非常明显。
2.改造前后两种调速系统的比较2.1青山煤矿原调速系统简介萍乡矿业集团青山煤矿副井提升系统原采用绕线式异步电动机,转子串电阻调速。
这种调速方式控制复杂,调速电阻、接触器、绕线电机电刷等容易损坏;而且这种调速方式速度控制性能不好,不能精确定位;提升机启动和制动频繁使得在这种调速方式产生相当大的损耗;调速电阻分级切换,实现的是有级调速,设备运行不稳定,引起机械冲击及电气冲击。
所以设备的故障率高,严重影响生产效率。
2.2高压变频系统简介高压变频器就是通过改变输出电流的频率来改变电动机的转速的,但它是采用先进的功率单元串联叠波技术,是一种串联叠加性变频器,即采用多台单相三电平逆变器串联输出,最后输出电压和频率都可调的高压交流电。
变频器在煤矿提升机控制中的应用分析变频器是一种广泛应用于煤矿提升机控制系统中的设备,其应用在提升机的运行中起着重要的作用。
本文将分析变频器在煤矿提升机控制中的应用。
1. 变频器的基本原理及作用变频器是一种电子设备,用于控制交流电机的转速。
它通过改变电源频率来改变电机的转速,从而实现对提升机的运行速度的控制。
变频器可以实现提升机的平稳启动和停止,调整运行速度,提高运行效率,降低能耗,减少设备损坏等。
2. 变频器在提升机启动中的应用在煤矿提升机的启动过程中,传统的直接启动方式会带来较大的起动电流冲击,容易对电网和设备造成影响,同时也会对提升机的机械部件造成较大的损伤。
而采用变频器控制的启动方式,可以通过调整变频器的输出频率和电压实现平稳启动,避免冲击,保护电网和设备,延长设备使用寿命。
3. 变频器在提升机调速中的应用煤矿提升机的运行速度需要根据实际情况进行调整,传统的调速方式通常依靠机械传动或者调整电源电压来实现,但这些方式不够灵活,调速范围较小。
而采用变频器控制的调速方式,可以通过改变变频器的输出频率来实现提升机的精确调速,实现提升机在不同工况下的精确运行。
4. 变频器在提升机制动中的应用提升机在减速和停止的过程中需要进行制动,传统的制动方式通常是采用机械制动或者电阻制动,但这些方式存在能耗高、制动效果不佳等问题。
而采用变频器控制的制动方式,可以实现电机的反馈制动,将电机的动能转换为电能,节约能源的同时也提高了制动效果。
5. 变频器在提升机故障诊断中的应用煤矿提升机设备的故障会对生产效率产生影响,因此及时准确地进行故障诊断和排除是非常重要的。
采用变频器控制的提升机系统可以通过监测和分析变频器的运行状态、电流、温度等参数,实现对故障的快速诊断和预警,提高故障排除的效率,缩短停机时间,保证生产的连续进行。
综上所述,变频器在煤矿提升机控制中具有很大的应用潜力。
通过使用变频器控制系统,可以实现提升机的平稳启动和停止、精确调速、高效制动以及故障诊断等功能,提高设备的运行效率,降低能耗,延长设备寿命,同时也提高了煤矿提升机系统的安全性和可靠性。
高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用探索摘要:随着社会经济形势的变化、技术的更新,提升机被广泛应用到了各个行业,根据其应用效果,在矿山行业内的应用效果最为明显,合理应用提升机,可在矿山企业内形成崭新的工作模式,整体的工作效率显著提高,给企业带来巨大的经济和社会效益。
作为矿山企业中的关键设备,在运行和使用的过程中出现了任何的故障,都可能会影响正常的生产任务开展。
基于此,本文就高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用进行简要探索。
关键词:高压变频器;矿山提升机;应用1矿井提升机驱动系统性能概述传统的矿井提升机以继电器-接触器为其控制系统主要元器件,但其在运行过程自动化、智能化等方面一般,新型矿井提升机采用先进的自动化控制系统。
新型矿井提升机控制系统由主控系统、行程控制系统、驱动系统、信号系统及监控系统组成,提升机开启后其上位机会实时显示运行状态,便于监控管理,并通过各项现代化技术的应用,提升生产效率。
变频器是矿井提升机变频驱动系统的关键部件,一端连接电源和驱动电机,另一端连接控制系统;控制系统向变频器发出指令,变频器便依据指令进行输出电流频率的调整,控制驱动电机在不同频率下运行。
依据《煤矿安全规程》,矿井提升机在运送人员和物料时应严格按照0.75m/s2和1.25m/s2的加速度控制,如遇紧急情况需改变速度或急停时,必须平滑缓慢改变运行速度,保证运行的可靠性和稳定性。
2高压变频器的工作要求在提升机电控系统中的应用高压变频器需符合以下要求:(1)在使用高压变频器的过程中,要提高生产作业和设备运行的安全性,由于矿山作业环境具有复杂性,因此必须确保在高压变频器中采用现代化技术。
(2)高压变频器具有传统系统所不具备的调速控制功能,完全可在提升机的运行中达到无级调速的目的,在操作过程中,提升机保持四象限运动的状态,因此为保障高压变频器的配置可满足矿山提升机的使用要求,需确保高压变频器可应对系统运行时电能需求量控制要求,以控制系统能耗。
我们旳系统优势变频器采用美国ABB企业、日本富士和西门子企业旳高端工业产品。
ABB在业界是交流变频旳领跑者, 产品广泛用于全球高层大型直通电梯, 矿山主副井提高等安全规定严格旳场所。
变频器都配置专业提高控制器单元, 配合原厂提高宏, 具有刹车模块控制器, 大量用于高层大型直通电梯, 工业罐笼提高, 煤矿主副井, 斜巷轨道绞车等安全规定严格旳场所。
PLC控制单元采用德国西门子S7系列CPU, 该CPU旳性能和稳定性在国际上受到很高旳评价。
整套系统构造合理, 采用原则工业现场总线, 符合国际原则, 可随时并入全矿旳无人值守自动化生产系统。
设计为双CPU备份, 一台出现故障, 可以自动切换到此外备用PLC 上, 变频失效自动切换到手动模式, 电源自动切换, 做到保险系数双备份, 大大提高安全系数。
本产品集现代化计算机技术、防爆技术、变频技术和热管散热技术为一体旳高科技产品, 尤其是四象限型变频器, 具有世界先进旳技术水平, 当提高机重物下方时, 可将电动机发电能量返馈回电网, 提高了下方操作安全性旳同步节省了大量电能。
目录1 您旳新选择-绞车变频调整控制系统 (3)2 可依赖旳技术 (4)3 系统构成 (5)4 系统旳长处 (9)5 使用特点 (11)6 工作原理 (16)7 先进旳电机控制方式 (18)8 我们更先进旳 (20)9 我们旳服务 (21)10 设备清单 (24)煤矿井下防爆运送绞车肩负着运送人员、材料和矸石旳任务, 是煤矿生产旳重要设备。
目前国内普遍采用旳调速措施是采用在电动机转子回路内接入金属电阻, 用鼓形控制器逐段切除电阻来到达调速旳目旳。
电阻调速控制装置旳缺陷有: 隔爆电阻箱能耗大, 散热难以处理, 且占用了极大旳峒室旳面积, 增长了开拓费用;电阻调速属有级调速, 开环控制, 调速范围小, 精度低, 安全性能差;在减速和下放时, 需投切动力制动直流电源或低频电源, 易导致设备损坏, 且挥霍了大量旳电能;此外, 原有旳控制系统保护不够齐全, 安全可靠性差。
高压变频器在煤矿提升机上的应用摘要:田陈煤矿副井提升机负责全矿的人员和物料的提升,原电控系统采用的是交流提升机电控系统,采用串电阻调速方式,故障率高,耗电量大,且对工作人员的工作环境产生不利的影响。
田陈煤矿通过对副井绞车电控系统改造,使绞车的电控系统使用高压变频装置,绞车拥有转速启动功能,实现电机在旋转中再启动,且有充足的过载能力,工作可靠、安全,低速爬行平稳,转速精度高,加速曲线直、不抖动,减速能量回馈,较好的节电效果。
Application of High V oltage FrequencyConverter in the auxiliary shaft hoistAbstract: Tian Chen coal mine auxiliary shaft hoist is responsible for all personnel and materials to enhance the original electronic control system uses AC hoist control system, using the series resistance speed control mode, failure rate, power consumption, and work staff adversely affect the environment. Tian Chen through the auxiliary shaft mine winch electric control system, so that the winch system uses high frequency electronic control gear, winches have speed start function, the motor in the rotation and then start, and there is plenty of overload, reliable, safe, slow speed steady speed, high precision, acceleration curve straight, do not shake, slow energy feedback, better energy-saving effect.关键词:变频器;变频调速;提升机Keywords:frequencyconverter;speedgoverningwithfrequencyconversion;hoist前言矿井提升机是在繁重而又复杂的条件下进行工作的设备,因此要求提升机的拖动装置能适应频繁启动、停止、调速及换相,并能实现重载启动。
高压变频器在矿山提升机方面的应用分析摘要:作为一种重要的机械设备,提升机在矿山生产作业中发挥着重要的作用,为矿山生产效益最大化目标的实现提供了可靠保障。
因此,为了保持提升机的高效工作,应对其电控系统进行深入研究。
与此同时,由于矿山提升机电控系统运行中各种影响因素的客观存在,会引发提升机的机械故障,影响着该设备的正常工作。
为了避免这种现象的出现,应重视高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用分析。
关键词:高压变频器;矿山提升机;应用1 高压变频器在矿山提升机方面应用的概述1.1 高压变频器在矿山提升机方面应用的现实意义科学技术的发展扩大了电控系统的发展。
随着矿井提升机电控系统的出现,中国的矿业企业也有了进一步的发展市场。
然而,科学技术的快速进步,传统的矿井提升机电控系统的短板越来越突出,严重阻碍了矿山企业的发展。
在传统的矿山企业中,提升机电子控制系统的电阻串接在交流电机的转子上,通过串联电阻进行调速控制。
电机转子调速技术只能在一个单一的速度模式进行,无法进行操作的多层次模式,跟上生产力的步伐,转子转速控制技术已经远远不能满足生产发展的需要,电动葫芦电控系统在正常运行过程中会进行恒加速度和恒减速运动,但该模型容易造成事故,一般无法快速有效地控制。
启闭机启闭时,提升机功率消耗过大,经济效益低。
提升机工作时,由于电路连接系统复杂,控制系统接触面过宽,容易造成机械故障。
但电梯在启动和制动时的噪声会严重影响人们的工作氛围,提升机的特性将对矿山生产效率产生很大的影响,进而影响矿山企业的经济效益。
随着科学技术的飞速发展,高压变频技术无疑优化了矿井提升机的工作效率和安全指标,并迎来了矿井提升机电气控制系统的又一次波澜壮阔的变革。
不仅可以快速调节电机转速甚至可以无级调速,而且还降低了电梯运行中的能耗,使经济工作更加绿色、经济,为矿山企业的发展带来强大的支持。
1.2 矿井提升系统高压变频器的工作条件提升系统可以应用于各个行业,无论是矿山企业的生产过程、运输过程,还是矿山企业的安全生产过程,都发挥着中流砥柱的作用。
宝米勒MC200E系列四象限变频器在养护室提升机上的应用摘要:本文主要介绍了宝米勒MC200E系列变频器在水泥板养护室提升机上的应用。
该四象限变频器的整流部分采用PWM整流单元,采用IGBT做整流桥,用高速度、高运算能力的DSP 产生PWM控制脉冲。
一方面可以调整输入的功率因数,消除对电网的谐波污染,让变频器真正成为“绿色产品”;另一方面可以将电机制动产生的能量回馈到电网,达到节能的效果。
一、引言养护室是根据远大住工所提出的要求进行设计的专门用来对生产的水泥板进行快速、高效的养护,从而缩短水泥板的生产周期。
而养护室提升机是水泥板生产运输过程中的重要环节,生产线将生产好的水泥板运送到养护室门口,由提升机将其运送到养护室内,当养护完成后,也是由提升机将水泥板送出养护室,它是生产系统和养护室相联接的枢纽,由于提升机载生产过程中的“迎来送往”,对其可靠性、安全性、经济性要求都很高。
而宝米勒的四象限变频器在提升机上已成功应用,并安装多台。
二、提升机电气传动要求1、提升机的组成:提升设备主要由提升平台、提升钢丝绳、电动机、减速器、可移动钢架及装卸载设备、控制柜等组成。
2、提升机负载特性分析与对变频器技术要求:(1)负载特性:恒转矩负载,启动转矩大,提升机在下放时,电机处于发电状态,有较大电能回馈。
(2)对变频器驱动要求:①启动转矩大,调速特性好;②低频时能输出较大转矩,悬挂时不能溜车;③过载能力强;④下放时,电机有较大能量回馈,变频器能够消耗回馈的能量或将其回馈到电网;(3)调速目的:提升工艺需要,节能。
三、应用四象限变频器在远大住工养护室提升机上的成功案列。
现场具体情况如下:1、设备描述2、电机参数3、变频器配置变频器型号额定功率额定电压额定电流MC200E0550T4 55kW 380V 112A MC200G0075T4 7.5kW 380V 18AMC200E0075T4 7.5kW 380V 18A现场图片4、变频器调试(1)将电机与减速机连上,这样电机运行时会带动提升机的卷筒旋转(卷筒上未挂钢丝绳),属于轻负载。
华飞GBP高压变频器在越南煤矿提升机的应用变频系统的改进是目前提升机领域技术水平提高和降低能耗的显著有效的方法。
本文对提升机高压变频器速度调节整体系统的原理和结构进行了研究,同时结合越南提升机变频改造的应用,介绍了华飞公司GBP系列新型回馈技术的四象限矢量高压变频器,在煤炭提升领域上的应用情况。
标签:高压变频器;矢量控制;低频回馈;矿井提升机1 引言随着越南工业现代化进程的不断提升,其煤矿设备的更新换代正快速进行。
在煤矿的多种传动设备中,矿井提升系统是最重要、且耗能最大的设备之一。
提升机的整个运行过程的可靠与否直接影响了其产能,并直接关系到煤矿的安全生产水平,因此矿井提升机改造成为矿井设备改造的主要对象之一。
华飞公司从2009年开始为越南煤矿提升机变频改造服务,先后在下龙湾和锦普的东北矿、宏泰矿、统一矿等多个煤矿进行了提升机高压变频改造,GBP 型四象限高压变频器在越南煤矿取得了良好的应用效果,深得越南用户的认可。
2 转子串电阻调速存在的问题与中国相似,越南煤矿提升机系统在未升级改造前,其调速方法多采用老式的交流串电阻的方式,此种技术相对较落后,且存在较多问题,具体如下:①由于提升机的特性需频繁启停,此种方式带来了大量热量的产生;②串电阻系统的控制接线比较复杂,在长期的稳定性上存在致命的问题,发生故障时缺乏诊断功能;③因其需要频繁启停,在机械结构方面会有很大的损伤;④老式的调速方式,精度较低,控制方式较为粗矿;⑤因其控制的粗矿性,副井上人员乘坐的舒适性不高;⑥电机因其控制和操作的弊端,寿命会大大减小。
针对以上多方面的弊端和诟病,对次系统进行变频改造是不二选择。
3 GBP四象限高压变频器特点及优势GBP四象限高压变频器是焦作华飞电子电器股份有限公司生产的新一代低频回馈矢量控制型高压变频调速器,高压变频器功率单元的数量6kV为15个,10kV为24个。
功率单元经串联叠波升压后,三相输出Y接,中性点悬浮,得到驱动电机所需的可变频三相高压电源。
建材发展导向高压变频器在煤矿机电设备中的应用高宏亮(山西西山金城建筑有限公司,山西太原030053)摘要:目前,我国很多煤矿机电设备的调速方式比较落后,严重地浪费了电能,从而使得设备的使用寿命变得更低。
而要想 使能源的消耗量降到最低,根本方法就是要注意煤矿机电设备中高压变频器的应用。
关键词:高压变频器;煤矿机电设备;应用高压变频调速技术节能效果以及调节性能,相对于其他 技术具有无冲击启动的优良特性,因此在煤矿中得以应用广泛。
1高压变频器原理1.1控制精确度高一般的变频器都会使用磁通矢量进行控制,从而让交流 电机调速功能和直流电机相差无几,而且其控制精确度也会更高。
1.2工作可靠性高变频器大多数都要使用电子器件,其使用时间长,而且 保护功能非常完善,当用其对提升绞车进行控制时,有着非 常好的可靠性,运行很稳定无需维护。
使用高压变频器进行工作,基本上不需要进行太多的维 护,这样就能大大节省维护成本,降低维护人员的工作量。
1.3调速范围广,运行稳定高压变频器有很广的调速范围,而且可以进行无级调 速,在低速状态下运行稳定性很好。
1.4能耗小高压变频器进行调速时,属于转差功率不变模式,在调 速当中,可以显著降低能耗,起到节能效果具体表现为以下 两个方面:一是在提升状态下节能。
提升绞车在上升过程 中,电机一直在电动状态下运行,因为提升绞车处在恒转知 负载状态,它的转速能够降低多少,就可以起到多大的节能 效果;二是下放状态下的节能。
提升绞车在下放过程中,电机工作状态为发电状态,这时会把势能转化成电能,假如变 频器所用的为能量同馈变频器,变频器就会将电能返同到电 网中。
2高压变频器运行故障及对策2.1风扇故障对高压变频器正常运行影响及相应对策高压变频器在一次正常运行过程中出现了跳闸现象,跳 闸报告显示为重故障。
经检查发现:高压变频器内冷却风扇 发生了故障,导致柜内环境温度上升,进而使高压变频器停 比运行而跳闸。
浅析PLC—高压变频器在煤矿提升机上的应用针对交流提升机串电阻调速电控完成PLC改造后存在的缺点,通过改造方案的对比,提出了利用原有PLC引进高压变频器的技术改造方案,结果表明改造后运行平稳可靠、精度高、节能效果明显,缩短了提升时间,取得了良好的效益。
标签:PLC高压变频器;提升机;电控系统引言矿井提升机是矿井开采中的重要设备,矿井提升机的安全和可靠运转不仅关系着矿井的生产,而且还涉及到矿井职工的生命安全,特别是电控系统在很大程度上制约着矿井的安全生产,因此使提升机的电控系统的安全设计成为矿井工程技术人员重点研究的重要课题[1]。
对于矿井提升机的电控系统改造来讲,不仅要利用好原有的设备,还要将原有设备和新设备密切地配合来保证系统的可靠性。
目前,我国矿井提升机普遍采用的是电机转子回路串电阻调速系统,通过逐级切断串入的电阻,来达到分级调速的目的。
这种调速方法属于功率消耗型调速系统,耗电量较大;而且这种调速系统的控制性能不够理想,还会给电网造成很大的谐波影响。
提升机调速系统进行改造是必然趋势,由于变频调速的调速特性很好,过渡过程非常平稳,而且节能效果明显。
因此,将变频调速技术、可编程控制器(PLC)技术应用到提升机电控系统当中,是提升机安全稳定运行的可靠保障。
1 矿井提升机的概况1.1 概述西马煤矿副井绞车在上世纪1985年8月安装,绞车型号:JKM-2.8/4(Ⅱ),洛阳矿山机械厂生产。
电机型号YR630-12/1430,哈尔滨电机厂生产。
在2004年电控系统进行了技术改进,电控设备采用了天津民益公司生产的TKM-D2-PC2电控系统,采用了PLC-SCR编码启动电控系统取代了原来的继电器-接触器电控系统;用KDG可控硅低频装置代替了原来的KZC动力制动系统。
电控系统采用SIEMENS的S7-300型PLC作为控制主元件,S7-200型PLC作为后备保护,实现了双线保护。
转子切换采用了SLR编码控制技术,用无触点的可控硅交流开关切换转子电阻,将启动级数增加至20级。
• 136 •内燃机与配件高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用之探讨朱子敬(冀中能源邯矿集团云驾岭煤矿机电区,邯郸056300)摘要:科学技术的不断发展,为矿山机械设备工作性能的不断改善提供了重要的技术支持,促使矿山生产效益得以持续增加。
结合当前矿山提升机电控系统的运行状况,可知系统的安全运行与高压变频器的合理运用密切相关。
为了增强矿山提升机电控系统的 运行稳定性,确保各项生产计划的顺利实施,应扩大高压变频器的实际应用范围。
基于此,本文将对高压变频器在矿山提升机电控系 统中的应用进行系统阐述。
关键词院高压变频器;提升机;电控系统;应用范围0引言作为一种重要的机械设备,提升机在矿山生产作业中 发挥着重要的作用,为矿山生产效益最大化目标的实现提 供了可靠保障。
因此,为了保持提升机的高效工作,应对其 电控系统进行深入研究。
与此同时,由于矿山提升机电控 系统运行中各种影响因素的客观存在,会引发提升机的机 械故障,影响着该设备的正常工作。
为了避免这种现象的 出现,应重视高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用 分析。
1矿山提升机电控系统中运用高压变频器的必要性分析随着现代矿山企业发展速度的不断加快,提升机电控 系统在矿井生产中的实际应用范围正在逐渐扩大,为矿山 生产效率提高带来了重要的保障作用。
与此同时,由于提 升机电控系统实际运行中依然存在着一定的问题,影响着 矿山生产作业计划实施,需要采取必要的技术措施完善提 升机电控系统的服务功能,确保其运行稳定性。
若采用传 统的提升机电控系统时,由于系统内电动机的转速只有一 种,无法达到多速度工作状态下系统的加速要求,可能会 引发系统故障,加大电能消耗量,影响着矿山生产成本经 济性。
因此,需要在矿山提升机电控系统运行中注重高压变 频技术的合理运用,实现对提升机电控系统性能优化,提 高提升机工作效率的同时确保系统运行安全性,并将提升 机电控系统中的电能需求量控制在合理的范围内,增加矿 山生产效益。
四象限高压变频器在煤矿副井提升机中的应用
作者:郭永库王殿东王超越
来源:《科技创新与应用》2014年第08期
摘要:在煤矿中,提升机是生产运行的主要设备。
文章中提升机异步电机连接方式为转子与电阻串联,采用四象限矢量控制再生制动型的高压变频器调速。
此种方法为大功率提升机调速带来了科技进步。
在实际生产试验中,副井安装四象限高压变频后运行效果良好,真正解决了重载下放问题,同时使减速和重载下放产生的电能及时回馈电网,节电效果显著。
关键词:四象限高压变频器;提升机;矢量控制;再生制动
1 概述
目前,在煤矿生产中,副井提升机的主要作用是提升人员与物料。
提升绞车普遍采用绕线式异步电动机,并采取转子编码串电阻的方法调速,该系统为有级调速。
但是其相对低速转矩小,转差率大,且启动电流和换挡电流冲击非常大,同时载物重量多变,使得副井提升系统在速度控制上较为困难;在电阻上消耗了很大能量,且停车位置不准。
这种系统不仅能源消耗巨大,并且无法实现精度控制,给煤矿安全生产带来了很大隐患。
本文中副井提升系统由四象限高压变频器控制系统组成,主要结构由变频单元柜、高压开关柜、电抗器柜、控制柜、移相变压器组成[1]。
四象限高压变频器可四象限运行,采用矢量控制技术,分离电机转矩电流与励磁电流并独立控制,采用速度闭环与电流闭环控制,使得转矩控制动态响应迅速,从而获得良好的调速性能。
该控制系统节电效果良好,可使重载下放时不用加配重,避免过卷(过放)事故,并提高了电网容量资源利用率,同时其采用的电力电容寿命长,性能好,耐电压冲击,进一步提高了煤矿生产的安全性[2]。
考虑到四象限高压变频器运行稳定,动态响应迅速,制动和定位准确等优点;经反复调试试验,完成了副井提升机四象限高压变频电控系统的设计[3]。
并在铁法能源公司小青矿的生产中得到了实际应用,结果表明该副井提升控制系统动态响应速度快,可控性高,制动和定位准确,调速精度高,大大提高了安全可靠性。
在煤矿安全生产中具有重要的实际意义。
2 四象限高压变频器工作原理
图1 功率单元主回路原理图
图1为四象限功率单元主回路原理。
变频器的逆变与整流侧功率器件采用IGBT,选取先进的H桥串联高压变频理论。
当变频器工作在一、三象限时,电机为电动状态,从电网吸收
能量;而在二、四象限时,电机为发电状态,产生的电能通过逆变侧传输到直流母线,达到设定电压时即可完成直-交变换,并通过控制逆变侧电压相位与幅值回馈给电网优质的电能。
高压变频器拓扑结构如图2所示,四象限高压变频器功率单元采用交-直-交变频技术,变频器控制采用目前应用成熟的PWM脉宽调试方式,使系统具有较高的动态响应能力与较低的开关损耗。
根据煤矿生产特点,变频系统电压为6kv,采取三相18个功率单元结构,将每相额定电压为580V的6个功率单元相互串联;这样从电网传输的三相6kV交流电可经由隔离移相变压器二次绕组至单个功率单元。
各功率单元串联成三相Y型连接,供给电动机6kV电压。
2.1 变频器输出侧
变频器输出侧由每个变频功率单元的两个交流输出端子依次串联,分别形成U、V、W 相,再接成Y型,给高压电动机直接供电。
实际控制中,可通过本相上的6个功率单元输出SPWM波相互叠加得到正弦波,并且即使在低速下输出也能保持良好的波形,避免了由输出谐波电流引起的电机发热和转矩脉动及电机振动等一系列问题。
实测高压变频器输出电压、电流波形:
图3 高压变频器输出电压图4 高压变频器输出电流
2.2 变频器输入侧
输入侧是将6KV高压经过高压开关柜加到移相隔离变压器的原边,再由移相隔离变压器的副边分为多组并通过移相之后分给每个变频功率单元独立供电。
这种结构使整流输出波形由几十个脉冲波序列构成多级移相叠加,可使电网侧的电流波形显著提高,功率因数达到到0.95以上。
实测高压变频器输入电压、电流波形:
图5 高压变频器输入电压图6 高压变频器输入电流
3 四象限变频器整机现场重物下放测试
副井提升机绞车电机有关参数:电动机型号:YR118/44-10 ;电动机容量:2×630KW;定子电流:2×76.3A ;定子电压:6000V;转子电压:895V;转子电流:438A;转速:592转/分。
试验过程:2012年10月5日由小青矿机电科、运转队、荣信电力电子股份有限公司技术人员和天津深蓝电控设备技术有限公司技术人员共同做载重试验。
副井使用高压变频载重试验结果如下表1。
经过装载重量的变化及提升速度的变化试验,每次负力下放,变频设备运行均平稳可靠,到减速点后均能按要求减速至0.5m/s以下,司机可平稳带闸停车。
此时变频设备可满足绞车负力下放的正常操作,可避免因误操作或负力下放所产生的事故,提高了绞车运行的安全性。
4 结束语
本文主要对煤矿副井控制系统引入四象限高压变频器进行设计研究,并通过小青煤矿的现场运行应用验证了该方法的实际价值。
应用四象限高压变频器后,副井系统重载平稳,运行稳定,操作维护简易,提高了煤矿安全效益;副井由正负力混合提升,变频器采用再生制动,使提升机变频器在减速或下放重物时自动转入向电网馈电状态,节省大量电能,每年节约电能约40万度。
提高了经济效益,具有广阔的实际应用价值。
参考文献
[1]李方圆.变频器控制技术[M].北京:电子工业出版社,2010.
[2]马修峰.变频技术在煤矿主通风机设计中的方案优化[J].煤矿机电,2010,4.
[3]朱秀斌.基于变频器调速和 PLC 的风机控制系统的研究[J].煤炭技术,2012,30(12):69-71.。