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毕 业 论 文

论文题目： 变频调速器在矿山中的应用

系 别： 能源工程系

专业班级： 矿山机电

学生姓名： 肖海

指导教师： 李列熊

2012 年 5 月 16 日

变频调速器在矿山中的应用

摘要：

能源是国民经济和社会发展的基础和战略资源，能源问题已经成为经济社会可持续发展的一个刚性约束问题。加强节能降耗工作是落实科学发展观、实施可持续发展战略、转变经济发展方式的必然途径。据统计，我国煤矿开采仅在2005年即耗能5086.81×104t标准煤, - 2 - 耗电376.04×108kW·h,分别占全国总耗能量和总耗电量3.86%和3.49%,所以,煤炭工业堪称我国第一能源工业,既是产能大户,又是耗能大户,同时也是节能潜力大户。

所以，在煤矿中应用变频调速技术对于提高煤矿生产设备的效率，节约能量都是至关重要的。本文主要对变频器在煤矿中的应用作以介绍。

关键词：煤矿 变频器 能源 调速 应用 变频调速

节能

第一章 绪论

1.1 矿山的分类

矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属等;按生产建设规模可分为大型矿山、中型矿山和小型矿山三类；按采掘方式可分为露天开采矿山和地下开采矿山两大类。

1.2 露天矿山设备概述

露天矿山是以大型设备为主要特点，要求优良的电气传动系统，以保证这些大型设备的高效率运行。露天矿山的这些大型设备包括用于穿孔的牙轮钻机，用于装载矿、岩石的挖掘机，用于运输矿、岩石的大型汽车等。它们都要求电气传动系统具有良好的调速性能，目前这些大型设备大多采用直流调速传动系统。

1.3 地下矿山设备概述

地下矿山的生产较露天矿山复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。因此，井下生产设备的体积受限，这些设备以小型化为主，体积小、重量轻，对电气传动的要求不高。但提升、排水、通风、压气等固定设备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，因此，这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。

第二章 变频器在露天矿山设备中的应用

2.1 变频器在挖掘机中的应用

挖掘机用于装载矿岩，其工作条件非常恶劣，特别是在爆破不好的情况下挖根底作业，经常出现过大的冲击载荷，甚至堵转。因此，挖掘机对电气传动系统就有较高的要求:要求电气传动系统的机械特 - 3 - 性曲线的包络面积大，有足够的有用功率;要求有良好的调速性能，能四象限运行，能快速地进行加、减速和反转，动态响应速度快;要求系统制动性能好，并能回收能量;要求系统运行可靠，维修方便等。由于挖掘机对电气传动系统的这些特殊要求，所以，我国挖掘机目前应用的电气传动系统主要还是直流传动系统。例如:WK-4M、WK10、WD-1200和195-B等型号的挖掘机都是采用直流发电机-直流电动机系统;从美国Harnischfeger公司引进制造的 P&H-2300XP和P&H-2800XP型挖掘机则是采用晶闸管变流器-直流电动机系统。虽然后者比前者技术先进，效率也有所提高，但这两种系统都还存在直流电机的固有的缺点，即维修工作量大、效率较低等。

上世纪90年代后期，我国有个别矿山从美国B-E公司引进了变频器-鼠笼型电动机系统，这是全交流化的挖掘机电气传动系统。变频调速由德国SIEMENS公司开发、提供的电压型变频器。现以395-B挖掘机为例作一简要说明:高压交流电由电缆经集电环引入挖掘机，由1600kVA主变压器将6kV变为575V，由1950A的整流器将交流变为直流，经滤波后送入公共直流母线。在直流母线上有4台容量为750kVA的逆变器，其中2台并联供电给1台容量为1066kW的提升电动机;第三台逆变器供电两台容量各为243kW的回转电动机;第四台逆变器供电给容量为294kW推压电动机。当某工作机构处于再生制动工作时，逆变器将再生制动能量反馈到公共直流母线上，可供其它工作机构使用，使能量得到充分利用。使用不完的制动能量，可以通过制动电阻消耗掉。

实践证明，交流变频调速挖掘机和前两种直流调速挖掘机相比，具有节约电能、调速性能好、可靠性高、维护量小、生产效率高、功率因数高（0.95以上）等优点，是公认的挖掘机电气传动系统的发展方向。 - 4 - 2.2 变频器在牙轮钻机中的应用

牙轮钻机是露天煤矿、尤其是大型露天煤矿的主要穿孔设备。为使牙轮钻机在不同的岩层中都能保持较佳的钻进状态，要求钻机的回转机构能根据岩层的性质进行无级调速。钻机的提升、行走机构也需要无级调速。目前，牙轮钻机的回转机构和提升、行走机构一般都是直流电动机传动。主要有三种调速装置:（1）采用晶闸管直流调速装置的牙轮钻机有:YZ-55，YZ-35和YZ-12型;（2）采用大功率磁放大器调速装置的有KY-250型牙轮钻机和从美国进口的45R型牙轮钻机;（3）采用直流发电机组调速装置的有从美国进口的60R型牙轮钻机。

牙轮钻机上应用变频调速技术不仅是为了节能，更重要的是为了提高钻机的生产效率，降低维修工作量。回转机构电动机安装在钻杆的顶端，工作条件异常恶劣，以往使用的直流电动机经常损坏，维修工作量大，影响牙轮钻机的正常作业和效率的提高。因此采用坚固耐用的交流鼠笼型电动机代替直流电动机，用变频调速装置代替直流调速装置，就成为人们公认的牙轮钻机电气传动的发展方向。在牙轮钻机上应用变频调速技术的难点在于:钻机的回转机构等对调速装置的性能要求高，因为由于岩层地质条件的不同，钻机在钻进工作时有可能被卡钻，使回转机构堵转，这就要求调速装置的机械特性曲线具有挖土机特性，并具有立即反转和立即重新起动、钻进功能;牙轮钻机振动大，对调速设备的防振要求高。

2.3 电动轮汽车的电气传动 - 5 - 目前，大型露天煤矿的运输主要是采用无轨运输，而主要运输设备是大型汽车，特别是电动轮汽车成为了大型露天煤矿的主要运输设备。这是因为电气传动比机械传动有更多的优点。如调速性能好，响应速度快，调速平滑无冲击;可实现恒功率调节，能充分利用柴油发动机的功率，耗油少;制动安全，牵引特性好等。目前，世界各国大型露天矿，包括我国的大型露天矿都普遍采用电动轮汽车。

电动轮汽车的电气传动系统主要有柴油发动机带动的直流发电机-直流电动机系统和柴油发动机带动的交流发电机-交流电动机系统，它通过控制发电机的励磁来控制电动机的转速。随着变频调速技术的发展，人们也在探讨将变频调速技术应用于电动轮汽车电气传动的可能性。但目前尚未见到成功的先例。不过，作为大型露天矿山的主要运输设备的电动轮汽车，人们会继续努力，研究将变频调速技术应用于电动轮汽车，以进一步改善其调速性能，提高其运输能力。

第三章 变频器在地下矿山设备中的应用

3.1 变频器在矿井提升机中的应用

矿井提升机是煤矿生产的关键设备之一，其作用为提升煤炭、矿石，升降人员和设备等，在整个煤矿生产中占有十分重要的地位。

矿井提升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，在保证提升设备的安全可靠的情况下，按照提升设计的要求工作。矿井提升设备按井筒倾角可分为竖井提升设备和斜井提升设备;按提升容器可分为罐笼提升机和箕斗提升机等;按提升用途可分为主提升机（专们或主性提升矿石，一般称为主井提升机），副井提升机（提升废石、升降人员、运送材料和设备等，一般称为副井提升机）和辅助提升机（如天井电梯、检修提升等）。

矿井提升是地下矿山生产的咽喉，所以，无论哪种提升机，对电气传动的要求都很高，因为电气传动系统性能的优劣，可靠性的高低，都直接关系到矿山生产的效率和矿山生产的正常进行。对矿井提升机电气传动系统的要求是:有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定 - 6 - 位功能，可靠性要求高等。

而目前在矿井提升机中，能够在较大功率、转矩型负载、要求调速范围较大等场合应用的交流驱动调速方法，以绕线式异步电动机转子串电阻调速为主。这种串电阻调速方式，利用控制器或磁力站对串入转子回路中不同阻值的电阻进行组合，达到调速目的。但缺陷明显，主要反映效率非常低，它以增加转差功率的消耗来换取转速的降低。转速越慢，效率越低，大部分功率被转换成热能而消耗掉。

目前，我国地下矿山矿井提升机的电气传动系统主要有:对于大型矿井提升机，主要采用直流传动系统，有采用直流电动机-直流发电机系统和晶闸管变流器-直流电动机系统;这两种系统都存在着直流电动机固有的缺点，如效率不高，维修工作量较大等。对于中、小型提升机，则多采用交流电气传动系统，如采用交流绕线式电动机，使用电机转子切换电阻调速，这种电气传动系统虽然设备简单，但它是有级调速，调速性能差，效率低，大量的电能消耗在电动机转子电阻上，而且可靠性也差。

采用交流感应电动机，用变频调速方案就能很好地解决这个问题。变频调速是通过改变定子供电频率来达到电机调速的目的，无论转速高低，其机械特性基本上与自然机械特性平行，所消耗的转差功率都基本不变，因此效率很高，有着明显的节电效果，且调速的平稳性大大提高。在节能、减少维修及提高产品产量等方面都取得了明显的经济效益。

将变频调速技术应用于矿井提升机是矿井提升机电气传动系统的发展方向。我国已有几台大型矿井提升机采用交-交变频调速系统，取得了很好的效果，但其缺点是功率因数不高，谐波大，需加谐波和功率因数补偿装置。随着变频调速技术的发展，交-直-交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机中应用。例如国外已有矿山将有源前端三电平变频器应用于矿井提升机上，据介绍，采用这种变频调速的交流提升机可以克服直流调速系统和交-交变频调速系统的缺点，是提升机电气传动的发展方向。对于小型交流提升机已有成功应用变频器的实例，如山东宁阳县华宁煤矿的380V,180kw 的提升机上用的就是变频调速技术。

矿井提升机应用变频调速技术，较原控制系统优越性体现在以下几个方面：

（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）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。

（4）设有能耗制动及回馈制动等多种制动方式，使安全性更加可靠。

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一、建立完善的毕业论文（设计）治理规章制度，加强过程治理和监督

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要真正做到对毕业论文（设计）规范治理和监督，学院对毕业论文（设计）三个阶段的工作进行全面监控，前期学生完成查阅文献、文献综述、开题报告，采取指导教师负责制。中期重点检查工作进度，学生提交文献综述、开题报告、英文文献翻译和进展报告，指导教师提交工作日志，学院对检查中出现的问题及时反馈给指导教师和学生，做到早发现问题，早解决问题，从而保证了毕业论文（设计）能按时按质完成。终期检查包括学术不端检测、答辩和成绩的评定以及毕业论文（设计）材料的归档。三个阶段的检查都分为两个层次：教师自查和学院督导专家检查，对不能及时完成各个阶段任务的学生首先提出警告，在规定的时间内仍然不能达到要求的学生，经指导教师和督导专家审议，不能参加答辩。这既保证了毕业论文（设计）的质量，同时也提高了学生对毕业论文（设计）重要性的认识，培养了学生严谨、高效的学习习惯。

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一、“公忠”思想在公共责任中的表现

从十月革命一声炮响，马列主义传入中国，特别是经过中国共产党领导全国各族人民英勇奋斗，建立了新中国，中国的社会历史性质就发生了根本的，翻天覆地的变化。在政治、经济、文化飞速发展的时代潮流下，各种新思想，新技术都从四面八方传进我国，因此，我们不能只把目光锁定在光鲜亮丽，迅猛发展的一面，更要看到这些新的东西给我们带来的冲击。随着市场经济的发展，我国公共管理部门面临着更加严峻的考验。公共管理伦理是产生于一定社会经济基础，并反映一定社会经济关系的上层建筑，他一经产生便对一定的社会政治经济关系起到能动的反作用。公共管理伦理在社会政治生活中的作用是巨大的，2000年以前亚里士多德就说过，它是“国家中人们的粘合剂”，现代英国学者沃拉斯声称，它“能够影响政治力量的倾向”。从而公共管理伦理具有引导、规范、维系以及选择的功能。这些功能要想实现，最重要的莫过于“公忠”所起到的作用。在公共责任上，“公忠”思想主要体现为：

1、引导国家公共管理部门的行政人员在工作中必须对国家权利主体负责，提高自身职责，为国家谋利益。“公忠”精神的原则和基本精神具有社会普遍性，行政行为具有公共性。又因为行政系统掌握着一定的社会政治资源并处于特殊地位，其行为和风貌不经为大众所关注，而且渗透到社会生活的各个方面，形成巨大的影响，直接对社会大众起示范效应和导向作用。

2、以“公忠”为标准来认识、评价和把握行政过程中担任行政角色的行政行为，通过外在的舆论评价和内心信念的体验以及一定的制约制度，形成强大的规范场，引导和约束行政系统的运行和行政管理者的行政行为，即通过伦理规范限定行政活动范围、行为模式，是行政过程趋于程序化、规范化。 3、“公忠”从某种角度上它直接影响着统治的稳固和国家的治乱兴衰。行政人员是否具有这种思想，势必成为全社会关注的焦点。如果行政官员都能克以奉公，秉公办事，秉承“公忠”思想，也许所有的社会问题都能的到根本性改变。

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汽修毕业论文6000字范文 第1篇

1、前言

21世纪，汽车作为人类才智结晶，渐渐成为人们生活中的一部分。汽车在使用中，受到客观与主观因素的影响，会产生问题及故障，降低汽车使用性能及平安性。与传统时代不同，现代汽车修理对于技术要求较高，高效的诊断技术，能够提升汽车修理科学性，确保汽车更具稳定性，保障人们出行平安。因此加强对修理现代汽车中电子诊断技术应用的讨论具有特别重要的现实意义。

2、传统汽车诊断技术缺陷

传统诊断技术，是指在汽车诞生时，为排解和修理汽车故障采纳的一种诊断技术，该项技术主要通过检修人员长期积累下来的工作阅历进行直观性诊断。在不拆卸汽车的状况下，检修人员结合自己的听觉、视觉及嗅觉进行推断，其中听觉主要推断汽车部件发动机是否存在杂音； 视觉主要观看零部件磨损状况，通过此，能够尽快对故障风险及其缘由进行诊断，从而进行修理和零件更换[1].虽然人工检测能够在肯定程度上提升检修精确 性，但是我们不能够确定其中存在的潜在隐患。尤其是随着现代汽车结构日渐简单，许多隐患难以通过肉眼观看到，使得人员始终处于危急当中。

3、现代汽车修理技术特点

汽车现代化进展，使得修理技术也获得了长足进展，并呈现出独特 - 2 - 性。详细来说，首先，检测设备具有完善性。电子信息技术渐渐成为汽车的一部分，并渗透至主体构造当中[2].因此，对于汽车的检测设备也朝着完善性、现代性方向进展，检测设备具有高科技为汽车修理供应了极大的支持。其次，全新的诊断设备及技术在现实中得到了应用，在肯定程度上突破了传统检修方法的弊端和缺陷，修理人员借助先进的设备，能够对汽车实际和潜在故障进行检测，提高修理有效性。最终，在汽车修理中，各类电子设备的设置及应用得到了广泛应用，虽然尚处于进展阶段，但将来进展的主流趋势是全电子化，为汽车修理及养护奠定了坚实的基础。可见，电子诊断技术的应用是现代汽车进展的必定选择，只有这样，汽车行业才能够实现持续性进展。