高压变频器在煤矿主井提升机改造中的应用(I)

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1、万方数据★煤炭科技·机电与信息化-k高压变频器在煤矿主井提升相改埴巾的应用罗道明(中煤能源集团大屯煤电公司姚桥煤矿选煤厂，江苏省徐州市沛县，221611)摘要简要阐述了高压变频器的工作原理，介绍了高压变频器在姚桥矿主井提升系统改造中的应用实践和经济效益。关键词高压变频器提升机调速PLC控制系统中图分类号TD534文献标识码BApplicationofhigh--voltagefrequencychangerinupgradingofcoalminemainshafthoistLuoDaoming(YaoqiaoCoalMineCoalPrepPl

2、ant，DatunCoal&ElectricPowerCo，ChinaCoalEnergyCoLtd，P0Box115，PeixianCounty，Xuzhou，JiangsuProvince221611，China)AbstractGivingabriefaccountofthenecessityoffrequencychangingtechnologyincoalproduction，thispaperdiscussestheapplicationofhighvoltagefrequencychangersinindustrialproduc

3、tionaswellasintheupgradingofthemainshafthoistsystemofYaoqiaoCoalMine．Opti—maleconomyresultingfromtheapplicationoffrequencychangingtechnologyisalsorevealed．Keywordshighvoltage，frequencychanger，hoist，speedregulation，PLCcontrolsystem煤矿地面的大动力设备主要包括：主井提升机(或主运输带式输送机)、副井提升机、主通风机、压风机

4、等高压大功率用电设备。因此，电机的节能经济运行应从高压大功率设备的变频改造着手进行。尤其是煤矿的立井主提升机因其每天约超过20h连续运行，是煤矿生产中的主要耗能设备，对其进行变频改造使其节能经济运行尤为必要。1主井提升机调速现状及其存在的问题目前，国内还有很多矿井的主井提升机采用交流异步电动机的转子串电阻方式进行工作。其主井提升系统主要由异步电动机、电控、调速电阻、滚筒、箕斗、钢绳等组成。以下就某煤矿主井提升机改造项目进行探讨和研究。某煤矿主立井原提升系统是双钩8．8t箕斗缠绕式提升机，调速系统是交流6kV／630kW双机驱动的绕线电机串电阻调速

5、系统。采用接触器控制电阻的投切，加速时间长达约20S左右；减速爬行至停车时间长达29S左右，加速时电机电流持续接近100A，耗能严重。且起动时电机的冲击电流高压变频器在煤矿主井提升机改造中的应用大大超过电机额定电流。因此，2008年对该主井提升机进行了变频改造。串电阻调速方式存在的固有缺陷和问题如下：(1)转子回路串接电阻，消耗电能造成巨大的能源浪费；(2)电阻只能分级切换，实现的是有级调速，设备运行不平稳易引起电气及机械冲击，对电机轴承、钢丝绳、减速器齿轮等造成巨大冲击，威胁系统的机械安全；(3)低速转矩小，转差功率大，启动电流和换档电流冲击大

6、；(4)中高速运行振动大，制动不安全不可靠；(5)司机的开车熟练程度和责任心完全影响提升时间、电机电流，尤其是夜班司机易疲倦，存在安全隐患；(6)线绕电机转子因为工作温度高容易开焊，滑环存在接触不良问题，容易引起设备故障；(7)设备维护工作量大、维护费用高；(8)两台电机分别串接三相转子电阻体积庞大，发热严重，夏季温度高达60℃以上，导致工73万方数据作环境恶劣；(9)电机的功率因数低，无功损耗较大。2主井提升机的变频改造2．1变频工作，老系统备用采用1套荣信电力电子股份有限公司生产制造的规格型号为RHVC—A06／1600～TR的高压变频装置和

7、PLC电控系统对现有老系统进行了改造。此变频系统是提升机专用的矢量控制四象限H桥串联多电平技术的高压变频调速装置。因老系统目前尚可以使用故不拆除而作为备用系统保留。2．2工频手动切换系统配置了手动工频旁路。在变频系统需要维护或发生故障时，切换柜能实现工频旁路，旁路后改为原来的转子串电阻调速系统。而且电控工艺系统也改造为高可靠性的PLC电控系统，由此PLC电控系统完成与老系统的切换控制。3高压变频原理RHVC系列高压变频调速系统由主控柜和功率柜组成，作为一种高新技术节能产品，采用了目前国际上先进的IGBT功率单元串联多电平技术、数字控制技术、SPW

8、M脉宽调制技术。具有高效节能、高功率因数、高可靠性等特点。功率柜为三相Y接输出，逆变器输出采用每相5个功率单元输出的SPWM波相叠加，形