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礦山機械

    德弗斯DS6系列變頻器在煤礦提升機上的應用


    要:相比礦用提升機采用傳統制動方式存在的一些問題,以及使用普通變頻器控制礦用提升機,在啟動和停止瞬間因輸出力矩不夠而產生的"溜鉤"現象,本文以某煤礦采用德弗斯DS6變頻器控制的礦用提升機為例,詳細介紹了DS6控制礦井提升機在低頻啟動和制動時的優越性以及四象限運行在節能上的突出優勢。
    關鍵詞:DS6 礦井提升機 四象限 矢量控制
    1.引言
    礦井提升機是煤礦、鐵礦、有色金屬礦生產過程中重要的設備。提升機的安全、可靠運行,直接關系到企業的生產狀況和經濟效益。變頻調速是近年來發展起來的一門新興的自動控制技術,它利用改變被控對象的電源頻率,成功實現了交流電動機大范圍的無級平滑調速,在運行過程中能隨時根據電動機的負載情況,使電機始終處于最佳運行狀態,在整個調速范圍內均有很高的效率,節能效果明顯。采用變頻器對異步電動機進行調速控制,由于使用方便、可靠性高并且經濟效益顯著,所以得到廣泛應用。
    2.應用環境分析
    2.1煤礦提升機系統組成
    礦井提升機的主要結構由電動機、減速箱、盤形制動器、液壓站、滾筒、鋼絲繩、深度指示器等部分組成;它采用電動機連接減速機驅動滾筒帶動鋼絲繩從而拉動容器在井筒中升降,完成輸送任務,減速和停車時采用液壓站配合盤形閘制動,見下圖:

    圖1 提升機系統

    圖2 提升機模型


    2.2提升機負載特性

    提升機應具有大的啟動轉矩,通常超過150%的額定轉矩,若考慮超載實驗等因素,至少應在起動加速過程中提供200%的額定轉矩;由于機械制動器的存在,為使變頻器輸出轉矩與機械制動器的制動轉矩平滑切換,不產生溜鉤現象,必須充分研討變頻器啟動信號與機械制動器動作信號的控制時序;
    當絞車向下運行在減速段時,電動機將處于再生發電狀態,其能量要向電源側回饋,必須根據不同的現場情況研討如何處理這部分再生能量。絞車在提升重物離開地面時瞬間負載變化劇烈,變頻器應能對這種沖擊性負載進行平滑控制;由于生產效率的要求,提升機必須具備快速啟停提升能力,這對變頻器穩定性提出更高要求。

    3.系統方案
    3.1 德弗斯DS6變頻器性能介紹
    優異的控制性能
    -可驅動異步電機機和永磁同步電機;
    -提供VF、開環矢量、閉環矢量三種控制方式;
    -電機溫度檢測,實時監控電機溫度,同時優化控制性能;
    -控制單元、功率單元可選擇外部獨立電源供電或母線供電;
    -多機柜產品正負母線配置熔斷器,有效隔離故障單元,避免故障擴大;
    -提供STOSS1SLSSBC安全功能保護;
    豐富的產品類型
    -系列提供二極管、可控硅、IGBT PWM整流單元;
    -系列提供標準變頻器單元、逆變單元、LCL PWM濾波單元;
    -系列提供標準傳動和四象限傳動柜式產品;
    模塊化結構設計
    -模塊化設計,采用輪滑結構,方便組裝與現場維護;
    -控制單元與功率單元采用光纖通訊,可靠性強;
    -單元接線方式上進下出,滿足客戶共母線方案使用;
    -標準柜機產品滿足單邊維護需求;
    高可靠性
    -關鍵器件采用國際知名品牌長壽命器件;
    -系統單元之間采用光纖通訊,實現光電隔離;
    -單元產品散熱采用軸流風扇方案,確保但愿產品可靠性;




    3 系統電氣接線圖

    4.客戶評價
    通過煤礦長時間的運行觀察和絞車司機的使用反饋,由DS6變頻器驅動的全變頻煤礦提升機系統運行良好,與傳統的交流切電阻提升機電控相比,性能可靠、操作方便、安全性高、四象限運行回饋電網的電能可以迅速收回設備成本。
    5.結束語
    變頻調速是近年來發展起來的一門新興的自動控制技術,它利用改變被控對象的電源頻率,成功實現了交流電動機大范圍的無級平滑調速,在運行過程中能隨時根據電動機的負載情況,使電機始終處于最佳運行狀態,在整個調速范圍內均有很高的效率,節能效果明顯。采用變頻器對異步電動機進行調速控制,由于使用方便、可靠性高并且經濟效益顯著,所以得到廣泛應用,因此,應用礦用提升機專用變頻器,對提升機原有控制系統進行改造,將成為歷史的必然趨勢。

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