变频调速技术在矿井提升机中探究

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1、变频调速技术在矿井提升机中探究【摘要】矿井提升机是煤矿生产的重要机电设备，用于矿山的矿物、物料及设备的运输工具，在矿井系统中起着关键性作用，其技术性能直接关系到煤矿企业生产效率及安全。随着变频节能技术优越性的体现，在连续作业24小时矿用生产设备中得到广泛应用，尤其是在矿井提升机中的应用，节能效果更加显著，对于提高煤矿经济效益具有重要的现实意义。【关键词】矿井提升机；变频调速；异步电机1前言随着电子技术和计算机技术的发展，矿井提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展，促使提升机的电气控制系统更是日新月异。计算机和PLC的相互结合应用更促进了提

2、升机的控制系统性能，自动控制水平及安全可靠性能都达到了一个新的高度。矿井提升机肩负着矿石、物料、人员等的运输责任，传统的矿井提升机控制系统主要采用继电器-接触器进行控制，通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行启动和调速。传统的矿井提升机控制方式技术落后，存在着较大的能量浪费，调节性能差，负荷启动对电机及电网冲击大，破坏设备绝缘，机械磨损加剧，降低设备使用寿命、可靠性差、操作复杂、故障率高等突出问题。对于当前煤矿企业负盈利生产的情况下，对矿井提升机控制系统进行研究具有重要的现实意义。随着交流变频调速技术广泛应用，在提升机控制系统中可充分发挥其交

3、流调速的优势，变频调速技术中矢量控制和直接转矩控制都能满足提升机恒转矩负载这一特征，对于提高矿井提升机安全使用具有极大的提高。2变频调速技术分析2.1变频调速原理变频调速是属于改变频率的调速，通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的。变频调速系统是由变频器、传动电机和控制装置组成，变频器主要由整流、滤波、再次整流、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器是应用微电子技术和变频技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。异步电机的转速n可以表示为：式中，n2为同步转速，Anl为转差损失的转速，p为磁极对数，s

4、为转差率，f为电源的频率。可见，改变电源频率就可以改变同步转速和电机转速。2.2交流变频调速特性（1）调速时平滑性好，效率高。低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。（2）调速范围较大，精度高。(3)起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。(4)变频器体积小，便于安装、调试、维修简便。(5)易于实现过程自动化。(6)在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。2.3与直流调速方法的比较(1)交流电机单机容量却可以数倍于直流电机的单机容量。(2)直流电机由于受换向限制，其电枢电压最高只能做到一千多伏，而交流电机可做到6〜lOkVo(3)

5、直流电机受换向器部分机械强度的约束，其额定转速随电机额定功率而减小，一般仅为每分钟数百转到一千多转，而交流电机的达到每分钟数千转。(4)交流调速系统在节约能源方面有着很大的优势，交流拖动的负荷在总用电量中占一半或一半以上的比重，负荷节能显著，可获得十分可观的节电效益。3电阻调速提升机控制系统缺陷分析传统的国内矿用提升机调速系统为转子串电阻交流调速电气传动方案，用交流绕线式异步电动机转子串电阻调速方案，用交流接触器进行速度段切换。提升机电控系统调速方式存在的问题如下：(1)转子回路串接电阻，调速时大量的电能消耗在电阻上，不仅电能消耗严重浪费资源

6、，同事造成工作环境恶劣,噪声较大；(2)电阻只能分级切换，该调速方式属于有级调速，调速不连续，运行中机械振动大，矿车冲击大，设备运行不平稳，制动不安全，易引起电气及机械冲击；(3)启动及换挡时电流冲击大，启动电流一般是额定电流的2〜3倍，常会引起总开关跳闸；(4)维修量大，不方便。由于操作时交流接触器频繁动作，易造成触点及线圈的烧坏，转子更换碳刷频繁；(5)线绕电机滑环存在接触不良问题，设备体积大，发热严重使工作环境恶化(甚至使环境温度高达6(rc以上),容易引起设备故障，设备维护工作量大、维护费用高；(6)矿井是连续24小时工作，生产量大，

7、任务繁重，由于电控系统设计落后，制造工艺落后，即使是短时间的维修，也会给生产带来损失。4变频调速技术在提升机中的应用采用变频调速技术在矿井提升机中的应用，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。矿井提升机起动及加速换挡时冲击电流很小，大大减少了对电网的冲击，控制性能大幅度提高，操作简单、降低了工人的劳动强度。变频调速技术提高了矿井提升机负载能力，运行速度曲线成S形，低速力矩可达200%,具有过压、欠压、过载、短路、温升、连锁保护、自动限速等保护功能，大大提高了系统安全可靠性。4.1变频器选型变频器容量选择应电动机的额定值，为

8、充分发挥电动机的负载能力，提高起重设备的安全性能，可采用佳灵牌专用提升变频器进行控制。普通变频器的过载能力一般为150%,lmin,瞬态过载力矩只能达到150%〜1