浅谈矿井提升机变频调速系统改造方案（精）

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1、浅谈矿井提升机变频调速系统改造方案［摘要］提升机是矿井的关键和重大安全设备Z—，用于矿山的竖井、斜井的提升系统,用作提升矿物和物料及设备等，是矿井系统设备的咽喉。在整个生产过程中，占冇非常重要的地位，它不仅关系到矿井的正常安全生产和生产效率，而且玄接影响上下井人员的生命财产安全。矿用生产是24小时连续作业，即使短时间的停机维修也会给生产带来很人损失。因此，设备的安全可靠运行就显的特别重要。目前我矿的电控系统存在着很多的不足，矿用捉升机的技术改造要求迫在眉睫。下面以洪村煤矿矿井提升机系统为改造对彖试做探讨。［关键字］提升机、提升机变频、变频、提升机变频调速一、原控制系统与改造后系统对比目

2、両我矿井提升机采用交流绕线式界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。目両捉升机电控系统存在的不足：（1）挡位调节，调速不连续，运行中机械振动大，矿车冲击大，制动不安全；（2）启动及换挡吋冲击电流大，启动电流一般是额定电流的2-3倍，有时会更大，如果加速快，甚至会引起总开关跳闸；（3）调速时大量的电能消耗在电阻上，不但浪费严重，也造成工作环境的恶劣，空间噪声人；（4）维修虽人，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，转了更换碳刷频繁；（5）耽课生产。矿井是连续24小时工作，生产量人，任务繁重，由于电控系统设计落后，（1984年安装）制造工艺落后，即

3、使是短时间的维修，也会给生产带来损失。随着交流变频技术的发展和成熟，变频调速性能的优越性H益显现。以变频器为核心的调速系统，在交流矿井捉升机上也越来越多的被采用，彻底改变了沿袭儿十年的交流绞车转子串电阻分级调速的模式，使提升机获得平稳、安全、可靠的运行状态。避免严重的机械磨损，防止较人的机械冲击，减少机械部分维修的工作量，延长捉升机械的使用寿命。采用变频控制的捉升机,基木上可以获得与直流电机相同的调速和制动性能。控制系统、提升机数字行程控制等系统采用PLC和触摸屏实现控制、监视及人机通讯。确保提升机电控系统具备先进性、可靠性、经济性、精确性、兼容性、高效性等功能特点。为了确保安全可靠，

4、让变频调速系统与原调速系统并存，互为备用，随时可以切换。二、系统改造总体思路1）改造必要性捉升机以绕线式界步电动机转子串电阻（金属或液体电阻）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収转速的降低。转速越慢，效率越低，人部分功率被转换成热能而消耗掉。采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慕木不变，因此效率很高，冇着明显的节电效果,n调速的平稳性大大提

5、高。在节能、减少维修、提高产品产量及产品质量等方面都取得了明显的经济效益，是电机调速的发展方向。2)改造方案为满足安全生产，系统改造保留了原有的工频系统，让变频调速系统与原调速系统并存，互为备用，随时可以切换。如图1所示：变频调速系统原调速系统图1工、变频系统切换控制高压提升机系统主回为工频电源经过原工频操作的换相器接到变频旁路开关栢的工频输入端子。KKK2、K3为三台高压隔离开关，为了确保不向变频器输出端反送电，KkK3与K2采用电磁互锁操动机构，实现电气互锁。K4为转子侧双掷开关，变频运行时，K4切换到变频侧，绕线电机转子线圈经双掷开关K4后处于短接状态；工频运行时，K4切换到工频

6、侧，绕线电机转子线圈经K4接至原调速电阻装置。当KI、K3闭合，K2断开，K4切换到变频侧,电机变频运行；当KI、K3断开，K2闭合，K4切换到工频侧，电机工频运行，此时变频器从高压中隔离出来，便于检修、维护和调试。如图2所示：(3)输入侧结构输入侧由移相变压器给每个单元供电，每个功率单元都承受电机电流、1/10的相电压、1/30的输出功率。1()个单元在变压器上都有口己独立的三相输入绕组。功率单兀Z间及变压器二次绕纽之间相互绝缘。二次绕纽采用延边三角形接法，目的是实现多重化，降低输入电流的谐波成分。本机屮移相变压器的副边绕纽分为三区，采川48脉冲整流方式。这种多级移相叠加的整流方式可

7、以大大改善网侧的电流波形，使具负载卜•的网侧功率因数接近1,输入电流谐波成分低。实测输入电流总谐波成分小于3%。(4)输出侧结构输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接阳成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到如图5所示的阶梯PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需耍降额使用，可直接用于IH设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由