矿井提升装备变频技术的发展及应用

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广叫低压变频驱动提升机
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高压 变频 驱动 提升 机
图 １ 提 升 机 的 几 种 类 型 表 １ 串电阻调速与高压变频对比
收 稿 日期 ：２０１６—０２—２５ 作者简 介 ：郝军峰 （１９８２一 ），男 ，山西翼城人 ，本 科 ，中级 工程 师 ，注 册 安 全 工 程 师 ，现 任 山 西省 煤 矿 节 能监 测 中 心检 测 站 队 长 ，研 究 方 向 ：矿 山设 备 。
Байду номын сангаас
串电阻驱 动提 升机
提升机 卜’．１直流驱动提升机Ｉ
我国原 电力工业部 《供 电营业规则》规定 ，无功 电力应 就 地平 衡 。当用 电容 量 达到 １００ ｋＶＡ或 者 以 上 的高压供电用户 ，在使用电能时功率因素必须达 到 ０．９０或者更 大。冲击性无功功率会导致 电网电压 的波 动 ，影 响供 电 电 压 的 质 量 。 国标 ＧＢ １２３２６— ２０００（（电能质量 电压波动和闪边》中就冲击性载荷对 电 网电压造 成 的波 动 范 围进 行 了限制 。所 以对于 矿
中图 分 类 号 ：ＴＤ６３３
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１００３—７７３Ｘ（２０１６）０５—０１５３—０２
引 言
提升机被称为矿 山“咽喉设备”，是联系井上 、井 下 的重要 运输 装 备 ，直接 影 响矿 井 生 产 ，关 系作 业 人 员生命安全。提升机 的安全运行需要对提升容器 的 位 置 进 行 精 确 控 制 ，提升 速 度 、制 动 距 离 、制 动 减 速 度等参数都必须严格控制 ，以防出现过卷等安全事 故 。高速 、重载 、大功率提升系统 的需求越来越多 ，对 于安 全制 动距 离 、软启 动 、软 停 车 、低 速爬 行 、悬 停 功 能等有 很高要 求ｎ＿２］：需提供大容量 、高效率 的电动 机 及 驱动 系 统 ；需 提 供对 电网友好 无 谐 波污 染 、高 功 率 因数的驱动系统 ，实现环保运行 ；重载低速 、悬停 、 堵 转 满足 提 升机 特殊 工艺 需 求 ；软 启 动 ，平 稳 加减 速 ，降低机械 冲击 ；需提供提升机系统综合性智 能化 平 台 ，实 现 智 能化 控 制 ；接 口通 讯 功 能 完备 ，能 够 实 现远 程监 控 、远程 诊 断功 能 。 １ 提 升 机 的发展
系统维护成本 与串联式 相同
与绕线式相 同
直 流调 速 系统 类 型 特点 ：能 实 现 电机 四象 限无 极调速 ，调 速 精度 高 ；在制 动状 态 产生 的电 能可 以回 馈 电网；调速系统功率 因数低 ，小于 ０．７２；在调速过 程 中产 生 大量 的谐 波 对 电 网污染 ，而且 谐波 治 理 的 成 本较 高 。直 流调 速 与高 压变 频 调 速 的主要 参数 对 比（如 下 页表 ２所示 ）。
郝 军峰
（山西省煤矿节能监测 中心 ， 山西 太原 ０３００４５）
摘 要 ：按照矿井提升机的发展阶段 ，对比矿井提升设备的几种控制方法 ，分析提升机 变频器的工作原理，探讨 变频
提升 机 的成 套 技 术优 点及 应 用类 型 ，为矿 井的提 升 设 备 变频技 术 改造提 供 指导 。
关 键 词 ：提 升 装备 变 频技 术 煤矿 生 产
操作难 易度 操作复 杂重，司要机 经验很 操作简单 ，自动化程度高
整体效率 转 差功率损耗高
＞９６％（含变压器 ）
额定 ０．７～０．９，随负载变化 功率因数 大 ，平均功率 因数低 ，无功
冲击 大
＞０ ９６
闸瓦磨损情况 需要 闸瓦减速 ，闸瓦磨 损 仅在 严重
和停车瞬 间磨损 闸瓦
如 图 ｌ所示 ，提 升机 的发展 经历 三个 阶段 ，主要 的差别是采取 的调速方式不同。按照调速的电压可以 分 为 直流调 速 和交 流调 速两类 。直 流调速 主要是 指提 升机采用直流电机 ，需要专用 的直流 电源 ；交流调速 主要有 转子 串 电阻调速 和变频 调速 ［３］。转 子 串电阻调 速 的特点 是 ：有级 调 速 ；重 物 下放 状 态无 法 通过 转 子 电阻在额定转速以下运行 ；减速和爬行需要附加拖动 装 置 ；转差 功 率 以发 热 的形式 消耗 在 电阻上 ，能 耗 较 高 。相 比较 而言 ，变频调 速是最 近发 展起来 的，串电阻 调 速与 变频调 速 的主要参 数（如表 １所示 ）。
＞１０００ ：１；连 续 可 调
电缆成本 是异 步式的 ８倍
电 机 维 护 成本
电机效 率
是异 步式的 ２倍 低 速高直速联：效：效率 率 ０一．０９３．８ ５
性能参 数 绕 线式 异步电机转子 串联 串联多 电平高压变频调速
电 阻调 速 系统
系统
电 机 电 压 ＡＣ ６ｋＶ、ＡＣ １０ ｋＶ
ＡＣ ６ ｋＶ、ＡＣ １０ ｋＶ
调 ｊ童Ｊ眭能
有辅级助调制速动，设调消备速耗，性 制能动差能，量需 无
极 制
调 动
速 能
， 速度连续可调 ， 量可 回馈 电网
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第 ３１卷
表 ２ 直 流调 速 与 高 压 变 频 对 比
性 能参数 直流 电机可控硅调 速系统 异步电机 串联多 电平 高压 变频调 速系统
电机 电压 ＤＣ４００￣９５０Ｖ 电 流 大
ＡＣ ６ ｋＶ、ＡＣ １０ ｋＶ
装 置 精调 度 速 ＞１０００ ：１：连续可调
总 第 １５７期 ２０１６年 第５期
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机 械 管 理 开 发
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Ｔｏｔａｌ １５７ Ｎｏ．５，２０１６
ＤＯＩ：ＩＯ．１６５２５０．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１３４￣ｈ．２０１６．０５．６１
矿 井提 升装备变频 技术 的发展及应 用