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利德華福能量回饋型高性能高壓變頻調速係統在礦井提升機上的應用
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一、前言

    龍煤集團雙鴨山分公司集賢煤礦是一家從事煤炭開采多年的老礦,目前年產優質煤炭200萬噸。該煤礦的 主井提升機為雙筒式礦井提升機,滾筒直徑為3.5米,提煤容器為箕鬥,提媒工藝如下示意圖:

     該采煤提升係統為目前中小煤礦普遍采用,采用箕鬥作為提升容器,一個箕鬥在井底煤倉自動裝載後,被提升到地麵卸載;另一箕鬥由地麵下降到井下煤倉處裝煤。
 

    
     箕鬥通過機房的雙滾筒帶動,機房雙滾筒采用兩台800千瓦電機通過減速機拖動,電機的調速方式采用傳統的串電阻調速方式,該調速方式屬於落後技術,存在以下缺點:
(1)大量的電能消耗在轉差電阻上,造成了嚴重的能源浪費,同時電阻器的安裝需要占用很大的空間。
  (2)控製係統複雜,導致係統的故障率高,接觸器、電阻器、繞線電機碳刷容易損壞,維護工作量很大,直接影響了生產效率。
  (3)低速和爬行階段需要依靠製動閘皮摩擦滾筒實現速度控製,特別是在負載發生變化時,很難實現恒減速控製,導致調速不連續、速度控製性能較差。
   (4)啟動和換檔衝擊電流大,造成了很大的機械衝擊,導致電機的使用壽命大大降低。
  (5)自動化程度不高,增加了開采成本,影響了產量。
  (6)低電壓和低速段的啟動力矩小,帶負載能力差,無法實現恒轉矩提升。
目前,變頻器調速係統作為當前最先進的交流電機調速係統,越來越多的應用於各種交流電機拖動場合,作為礦井提升機這種特殊行業、teshufuzai,yingyongdeanlihaibijiaoshao,youqishizhenduigaoyabianpintiaosuxitong,shuangyashanxinlikuangbiaoxinliyi,ganyuchuangxin,tongguoduojiabidui,kaocha,juedingcaiyongbeijinglidehuafudianqijishuyouxiangongsishengchandenenglianghuikuixinggaoxingnengshiliangkongzhibianpinqiduiyuanxitongjinxinggaizao。
二、能量回饋型高性能高壓變頻器係統簡要介紹

  
      北京利德華福電氣技術有限公司生產的能量回饋型高壓變頻器屬於高性能具備矢量控製功能的新一代變頻器,廣泛應用於礦井提升機、需要快速製動的風機以及大型軋鋼機負載上,其基本組成為:激磁湧流抑製櫃、變壓器櫃、功率櫃及控製櫃。設備原理如上圖,現簡要說明:
     1)湧流抑製:變壓器在受電瞬間,會產生激磁湧流,該數值在正常額定電流的6到8倍bei左zuo右you,在zai電dian網wang容rong量liang較jiao小xiao的de情qing況kuang下xia,可ke能neng引yin起qi電dian網wang急ji劇ju負fu向xiang波bo動dong,影ying響xiang其qi他ta設she備bei的de正zheng常chang運yun行xing。為wei了le解jie決jue該gai問wen題ti,北bei京jing利li德de華hua福fu針zhen對dui該gai場chang合he運yun行xing的de變bian頻pin器qi加jia裝zhuang了le激ji磁ci湧yong流liu抑yi製zhi櫃gui,其qi主zhu要yao組zu成cheng部bu分fen為wei高gao壓ya電dian阻zu及ji真zhen空kong接jie觸chu器qi,二er者zhe並bing聯lian。當dang變bian頻pin器qi受shou高gao壓ya電dian瞬shun間jian,高gao壓ya電dian阻zu串chuan入ru變bian壓ya器qi輸shu入ru回hui路lu,通tong過guo電dian阻zu的de限xian流liu作zuo用yong降jiang低di激ji磁ci湧yong流liu,減jian小xiao電dian網wang的de負fu向xiang波bo動dong。延yan時shi兩liang秒miao鍾zhong後hou,受shou變bian頻pin器qi控kong製zhi係xi統tong控kong製zhi,並bing接jie在zai高gao壓ya電dian阻zu的de真zhen空kong接jie觸chu器qi自zi動dong吸xi合he,切qie除chu高gao壓ya電dian阻zu,變bian頻pin器qi投tou入ru正zheng常chang運yun行xing。
     2)變壓器:該變壓器為移相變壓器。移相變壓器給每個功率模塊供電,移相變壓器的副邊繞組分為三組,根據電壓等級和模塊串聯級數,一般由24、30、42、48脈衝係列等構成多級相疊加的整流方式,可以大大改善網側的電流波形(網側電壓電流諧波指標滿足IEEE519-1992和GB/T14549-93的要求)。使其負載下的網側功率因數接近1。由於變壓器副邊繞組的獨立性,使每個功率單元的主回路相對獨立,類似常規低壓變頻器,便於采用現有的成熟技術。
3) 功率模塊:功率模塊是變頻器中重要的組成部分,變頻器輸出側由每個單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電,通過對每個單元的PWM波形進行重組,可得到階梯正弦PWM波形。這種波形正弦度好,dv/dt小xiao,對dui電dian纜lan和he電dian機ji的de絕jue緣yuan無wu損sun壞huai,無wu須xu輸shu出chu濾lv波bo器qi,就jiu可ke以yi延yan長chang輸shu出chu電dian纜lan長chang度du,可ke直zhi接jie用yong於yu普pu通tong電dian機ji。同tong時shi,電dian機ji的de諧xie波bo損sun耗hao大da大da減jian少shao,消xiao除chu負fu載zai機ji械xie軸zhou承cheng和he葉ye片pian的de振zhen動dong。對dui於yu能neng量liang回hui饋kui變bian頻pin器qi的de功gong率lv模mo塊kuai,其qi結jie構gou更geng為wei複fu雜za,功gong率lv單dan元yuan的de輸shu入ru部bu分fen不bu再zai是shi整zheng流liu二er極ji管guan,而er是shi可ke控kong的de開kai關guan器qi件jian(IGBT),並在每個功率模塊中加裝電流檢測裝置,通過對輸入部分IGBT的de控kong製zhi,實shi現xian電dian流liu的de雙shuang向xiang流liu動dong,從cong而er實shi現xian變bian頻pin器qi的de四si象xiang限xian運yun行xing功gong能neng。當dang某mou一yi個ge功gong率lv模mo塊kuai出chu現xian故gu障zhang時shi,通tong過guo控kong製zhi使shi輸shu出chu端duan子zi短duan路lu,可ke將jiang此ci單dan元yuan旁pang路lu退tui出chu係xi統tong,變bian頻pin器qi可ke降jiang額e機ji械xie運yun行xing;由此可避免很多場合下停機造成的損失。
需要說明的是,上述所有功能的實現,均由變頻器的大腦――主控係統來實現,北京利德華福變頻器的主控係統大體由高速單片機處理器、人機界麵、PLC組成。單片機處理器利用公司具有自主知識產權的先進矢量控製技術,通過光纖通訊的方式對每個功率單元進行PWM控製。人機操作界麵解決高壓變頻調速係統本身和用戶現場接口的問題,提供友好的全中文監控界麵,使用方便、快捷,同時可以實現遠程監控和網絡化控製。內置PLC則用於櫃體內開關信號的邏輯處理,可以和用戶現場靈活接口,滿足用戶的特殊需要。   
三、改造方案
電機參數
電機型號
YR800-10/1180
電機功率
800KW
額定電壓
6000/3000V
額定電流
97/194A
額定轉速
592r/min
生產廠家
哈爾濱電機廠
 
高壓變頻器參數
型號
HARVEST-FVA06/200
額定容量
2000KVA
輸入/輸出電壓
6KV/6KV
額定電流
200A
生產廠家
北京利德華福電氣技術有限公司
 
改造方案如下圖:

 
     原(yuan)有(you)的(de)串(chuan)電(dian)阻(zu)調(tiao)速(su)方(fang)式(shi)繼(ji)續(xu)保(bao)留(liu),通(tong)過(guo)切(qie)換(huan)開(kai)關(guan)將(jiang)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)融(rong)入(ru)到(dao)原(yuan)係(xi)統(tong),保(bao)證(zheng)兩(liang)個(ge)係(xi)統(tong)操(cao)作(zuo)的(de)相(xiang)對(dui)獨(du)立(li)性(xing)。當(dang)變(bian)頻(pin)器(qi)投(tou)入(ru)運(yun)行(xing)時(shi),閉(bi)合(he)QS3、QS4,通過轉子切換櫃將繞線式異步電動機轉子短接,則變頻器投入礦井提升機係統,變頻器接受主控台指令正、反轉及調速指令,驅動雙電機同步調速正反轉運行;當原有串電阻調速係統投入運行時,QS5、QS6 bihe,tongguozhuanziqiehuanguijiangyuanyoudianzuchuanruraoxianshiyibudiandongjizhuanzihuilu,tongguoqiehuanguidebianxiangjichuanruzhuanzidianzudezhujiqiehuan,dadaobianxiangjitiaosudemude。shangtuzhongdeQS3、QS4、QS5、QS6 等deng隔ge離li開kai關guan相xiang互hu之zhi間jian保bao持chi機ji械xie互hu鎖suo,且qie開kai關guan狀zhuang態tai全quan部bu納na入ru主zhu控kong台tai操cao作zuo係xi統tong,這zhe樣yang,高gao壓ya變bian頻pin調tiao速su係xi統tong可ke以yi和he原yuan係xi統tong互hu為wei備bei用yong,增zeng加jia礦kuang井jing提ti升sheng機ji運yun行xing的de可ke靠kao性xing。變bian頻pin器qi本ben體ti部bu分fen說shuo明ming如ru下xia:
1)高壓變頻器采用單元串聯多電平拓補結構,輸入諧波小,功率因數高;
2)gaoyabianpinqiweikeyisixiangxianyunxingdenenglianghuikuixingbianpinqi,caiyongzuixianjindeshiliangkongzhijishu,jiasushikeyishixianzuidadezhuanjushuchu,jiasushijiansuoxiaozhizuiduan,erjiansushi,keyikongzhidianjizaisixiangxianyunxing,shuchuzhidongzhuanju,jiansushijiansuozhizuiduan,tongshi,jiangshinengzhuanhuaweidianneng,huikuizhidianwang,congerdadaojienengdemude;
3)kaolvdaokuangyongdianwangrongliangjiaoxiao,bianpinqipeibeijiciyongliugui,zaibianpinqisongdianchuqi,jiangjiciyongliuyizhidianzutouruzhuhuilu,yanshiliangmiaohou,tongguozidongqiehuanhuilu,qiechujiciyongliuyizhidianzu,tongguocizhongjishufangan,jiangdibianyaqijiciyongliu,baozhengbianpinqishunjiantourushibuduidianwangzaochengdianyabodong;
4)單台變頻器直接拖動兩台電機,簡化控製手段,降低故障風險。
四、變頻器在礦井提升機係統中的應用

 
   上圖為雙鴨山集賢煤礦立井雙箕鬥提升係統主要組成部分,係統中包括:電機、高壓變頻器、主控台、液壓站、潤滑站、高壓開關櫃、減速機、聯軸器、雙滾筒、箕鬥、天輪及原串電阻調速係統,因本文主要講述高壓變頻器在礦井提升機係統中的應用,關於串電阻調速係統則在本文中不再詳述。
     圖中,高壓變頻器作為動力調速裝置,在整個提升係統中起著舉足輕重的作用,下麵則對此進行詳細說明。
     變bian頻pin器qi通tong過guo高gao壓ya開kai關guan櫃gui受shou高gao壓ya電dian,並bing且qie通tong過guo變bian頻pin器qi控kong製zhi係xi統tong檢jian測ce高gao壓ya電dian的de相xiang序xu,電dian壓ya等deng一yi係xi列lie參can數shu,如ru果guo參can數shu超chao出chu變bian頻pin器qi正zheng常chang範fan圍wei,則ze利li用yong變bian頻pin器qi自zi身shen的de保bao護hu功gong能neng對dui變bian頻pin器qi實shi施shi保bao護hu,為wei了le降jiang低di變bian壓ya器qi初chu期qi受shou電dian的de激ji磁ci電dian流liu,避bi免mian受shou電dian時shi電dian網wang波bo動dong對dui其qi他ta運yun行xing設she備bei的de影ying響xiang,該gai變bian頻pin器qi配pei備bei了le激ji磁ci湧yong流liu抑yi製zhi櫃gui,降jiang低di激ji磁ci電dian流liu,降jiang低di電dian網wang波bo動dong的de幅fu度du。
     變頻器與主控台的接口主要如下:
     變頻器接受主控台的正轉、反轉、急停以及轉速給定等指令,變頻器反饋給主控台的信號有:待機、運行、輕故障、重故障、旁路故障、輸出轉速及輸出電流等。
     變bian頻pin器qi受shou高gao壓ya電dian後hou,主zhu控kong台tai通tong過guo檢jian測ce電dian機ji的de待dai機ji信xin號hao,判pan斷duan變bian頻pin器qi已yi經jing可ke以yi運yun行xing,主zhu控kong台tai在zai自zi動dong模mo式shi下xia,通tong過guo控kong製zhi變bian頻pin器qi,實shi現xian礦kuang井jing提ti升sheng機ji運yun行xing的de5段速度曲線,即啟動加速段、勻速段、一次減速段、勻速爬行段和二次減速製動段,下麵一一說明。
     1) 啟動加速段:zhukongtaijieshoujingxiacaozuorenyuandedadianmingling,duibianpinqishuchuzhengzhuanhuofanzhuanmingling,bianpinqianzhaoyuxianshedingdejiasushijianyunxingzhizuidipinlv,jiangyunxingxinhaofankuigeizhukongtai,cishizuoyongyushuangguntongshangdebaozhaxitongchuyubaozhazhuangtai,guntongjingzhi,tuodongguntongdedianjichuyuduzhuanzhuangtai。zhukongtaijieshoudaobianpinqiyunxingxinhaohou,panduanbianpinqishuchudianliu,dangjiancedianliudadaodianjiedingdianliuhou(雙電機係統,額定電流為單電機額定電流的二倍),zhengmingdianjiyijinghuodelezugoudelicizhuanju,yinyeyazhanyeyafadejixietexingyoushihuifashengweixiaobianhua,weilebimianliuchexianxiangdefasheng,zhukongtaizaicishaozuoleyanshi,yimiaozhonghouzhukongtaiqudongyeyazhanyeyafa,yeyafazaiqudongguntongbaozhaxitong,songkaibaozhaxitong,dianjiduzhuanjieshu,kaishixuanzhuan,tongguojiansuji,guntongkaishiyunxing,congertongguogangshengtuodongliangzhijidoushangxiayunxing。bianpinqijieshouzhukongtaizhuansugeidingxinhao,zhubutigaoyunxingpinlv,anzhaoyuxianshedingdejiasushijianzhubutigaoyunxingpinlv,guntongzhuansuzhubutigao;
      2 )勻速段:當轉速給定指令提高至50赫茲,變頻器運行至50赫茲時,進入勻速段,此階段,變頻器維持最大輸出,滾筒運行至最高速度,拖動箕鬥在最高速度下運行;
     3 )一次減速段:主(zhu)控(kong)台(tai)通(tong)過(guo)立(li)井(jing)係(xi)統(tong)的(de)位(wei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)接(jie)收(shou)箕(ji)鬥(dou)運(yun)行(xing)位(wei)置(zhi)信(xin)號(hao),當(dang)到(dao)達(da)一(yi)次(ci)減(jian)速(su)區(qu)間(jian)的(de)時(shi)候(hou),主(zhu)控(kong)台(tai)按(an)照(zhao)預(yu)先(xian)設(she)定(ding)的(de)程(cheng)序(xu)減(jian)小(xiao)轉(zhuan)速(su)給(gei)定(ding)指(zhi)令(ling)數(shu)值(zhi),變(bian)頻(pin)器(qi)接(jie)收(shou)到(dao)新(xin)的(de)轉(zhuan)速(su)給(gei)定(ding)數(shu)值(zhi)後(hou),執(zhi)行(xing),開(kai)始(shi)降(jiang)低(di)運(yun)行(xing)頻(pin)率(lv),拖(tuo)動(dong)電(dian)機(ji)及(ji)滾(gun)筒(tong)減(jian)速(su)運(yun)行(xing)。此(ci)時(shi)因(yin)箕(ji)鬥(dou)之(zhi)前(qian)還(hai)處(chu)於(yu)高(gao)速(su)運(yun)行(xing),突(tu)然(ran)降(jiang)速(su)後(hou),由(you)於(yu)慣(guan)性(xing)作(zuo)用(yong),電(dian)機(ji)進(jin)入(ru)發(fa)電(dian)狀(zhuang)態(tai),開(kai)始(shi)向(xiang)變(bian)頻(pin)器(qi)注(zhu)入(ru)能(neng)量(liang),變(bian)頻(pin)器(qi)則(ze)利(li)用(yong)自(zi)身(shen)的(de)能(neng)量(liang)回(hui)饋(kui)功(gong)能(neng),將(jiang)此(ci)部(bu)分(fen)能(neng)量(liang)通(tong)過(guo)逆(ni)變(bian)回(hui)饋(kui)至(zhi)電(dian)網(wang),同(tong)時(shi)根(gen)據(ju)預(yu)先(xian)設(she)定(ding)的(de)降(jiang)速(su)曲(qu)線(xian),對(dui)電(dian)機(ji)實(shi)施(shi)反(fan)作(zuo)用(yong)力(li),達(da)到(dao)快(kuai)速(su)降(jiang)速(su)的(de)目(mu)的(de);
     4 ) 勻速爬行段:主(zhu)控(kong)台(tai)通(tong)過(guo)箕(ji)鬥(dou)的(de)位(wei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)信(xin)號(hao),通(tong)過(guo)預(yu)設(she)數(shu)值(zhi),給(gei)定(ding)變(bian)頻(pin)器(qi)低(di)轉(zhuan)速(su)數(shu)值(zhi),變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)此(ci)轉(zhuan)速(su)信(xin)號(hao)下(xia)維(wei)持(chi)低(di)頻(pin)率(lv)輸(shu)出(chu)不(bu)變(bian),箕(ji)鬥(dou)低(di)速(su)運(yun)行(xing),進(jin)入(ru)勻(yun)速(su)爬(pa)行(xing)段(duan);
     5) 二次減速製動段:zhukongtaitongguojidoudeweizhichuanganxinhao,panduanjidoujijiangjinruyudingtingdouweizhihou,geibianpinqigengdizhuansuxinhao,bianpinqiyunxingzhizuidipinlv,dangjidoujijiangdaodayudingweizhihou,zhukongtaifachujitingzhiling,bianpinqitingzhiqudongdianji,tongshikongzhiyeyazhan,guanduanyeyafa,congerqudongguntongbaozhaxitong,jingguoerjizhidong,baozhaxitongbaosi,guntongjingzhi,jidoutingyun,zhixingxiemeijizhuangzailiucheng。xuyaoshuomingdeshi,dangzhukongtaifajitingzhilingdeshihou,bianpinqitongguozishenbianchengyanshi0.5miaotingzhipinlvshuchu,cizhongjishushouduanshiweilebaozhengzaiguntongbaozhaxitongyijingqizuoyongdeshihou,bianpinqirengyouduanshijianlijushuchu,fangzhibaozhaxitongbaozhashunjianbianpinqilijushuchuweiling,yinqiliuchexianxiang,jingxianchangfanfuyunxing,zhengminglegaifangandekexingxing。
     當然,在變頻器運行的各個階段,主控台通過軸編碼器,分別監測電機、滾筒的轉速,除了顯示箕鬥運行速度、實時深度等數值,還通過多個速度監測結果綜合判斷係統運行是否正常,另外,通過立井位置傳感器、繩索、潤滑站、液壓站、電機過熱保護器等係列參數,實現礦井提升機係統的上過卷、下過卷、鬆繩、潤滑油油壓過低或過高(潤滑站主要是給減速機潤滑)、液壓站油壓過高或過低、電機過載、絞車過速等一係列保護功能。
     變bian頻pin器qi的de加jia減jian速su時shi間jian設she置zhi很hen重zhong要yao,其qi設she置zhi根gen本ben原yuan則ze有you兩liang個ge方fang麵mian,第di一yi,盡jin可ke能neng利li用yong變bian頻pin器qi自zi身shen的de快kuai速su響xiang應ying功gong能neng,加jia減jian速su時shi間jian盡jin量liang短duan,提ti高gao箕ji鬥dou的de運yun行xing速su度du,提ti高gao生sheng產chan效xiao率lv;第二,最大加速度不允許超過國家安標,防止安全事故,基於以上兩點考慮,實際應用中,變頻器從0至50赫茲的加速時間設置為12秒,從50赫茲至0赫茲的減速時間設置為9.7秒,經現場實際運行,完全滿足現場運行要求。
變(bian)頻(pin)器(qi)運(yun)行(xing)中(zhong),不(bu)但(dan)自(zi)身(shen)具(ju)備(bei)完(wan)善(shan)的(de)各(ge)項(xiang)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng),還(hai)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)接(jie)口(kou)電(dian)路(lu)實(shi)時(shi)將(jiang)故(gu)障(zhang)信(xin)息(xi)傳(chuan)送(song)給(gei)主(zhu)控(kong)台(tai),實(shi)現(xian)聯(lian)鎖(suo)保(bao)護(hu),最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)保(bao)證(zheng)礦(kuang)井(jing)提(ti)升(sheng)機(ji)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)。
下麵是一組現場主要設備實圖,今展示出來,提高感性認識。

 能量回饋高性能高壓變頻器調速係統

主控台

雙電機

 
液壓站

 
雙滾筒

天輪
 
五、變頻器在實際中應用遇到的問題及解決辦法
 實際調試過程中,曾經遇到如下問題:每次主控台給變頻器正轉或反轉指令,變頻器開始啟動,在抱閘係統鬆開之前,提升機係統減速機部分都會發生“咣、咣”liangshengbijiaodadeshengxiang,henmingxian,budanchanshengzaoyin,erqieduijiansujidejixiebufenyeshiyizhongsunhai。zaixifenxiwenti,zuihoubamuguangdingzailedianjiyujiansujizhijiandelianzhouqishang,shiwuturuxia:

    蛇she形xing彈dan簧huang聯lian軸zhou器qi屬shu於yu一yi種zhong結jie構gou先xian進jin的de金jin屬shu彈dan性xing變bian剛gang度du聯lian軸zhou器qi,它ta靠kao蛇she簧huang嵌qian入ru兩liang半ban聯lian軸zhou節jie的de齒chi槽cao內nei來lai傳chuan遞di扭niu矩ju,主zhu要yao由you兩liang個ge半ban聯lian軸zhou節jie,兩liang個ge半ban外wai罩zhao,兩liang個ge密mi封feng圈quan及ji蛇she形xing彈dan簧huang片pian組zu成cheng。聯lian軸zhou器qi以yi蛇she形xing彈dan簧huang片pian嵌qian入ru兩liang個ge半ban聯lian軸zhou節jie的de齒chi槽cao內nei,來lai實shi現xian主zhu動dong軸zhou與yu從cong動dong軸zhou的de鏈lian接jie。運yun轉zhuan時shi,是shi靠kao主zhu動dong端duan齒chi麵mian對dui蛇she簧huang的de軸zhou向xiang作zuo用yong力li帶dai動dong從cong動dong端duan,來lai傳chuan遞di扭niu矩ju,如ru此ci在zai很hen大da程cheng度du上shang避bi免mian了le共gong振zhen現xian象xiang發fa生sheng,且qie簧huang片pian在zai傳chuan遞di扭niu矩ju時shi所suo產chan生sheng的de彈dan性xing變bian量liang,使shi機ji械xie係xi統tong能neng獲huo得de較jiao好hao的de減jian震zhen效xiao果guo,其qi平ping均jun減jian震zhen率lv達da36%以yi上shang。蛇she形xing彈dan簧huang片pian采cai用yong優you質zhi彈dan簧huang鋼gang製zhi造zao經jing過guo嚴yan格ge的de加jia工gong,處chu理li具ju有you良liang好hao的de機ji械xie性xing能neng,使shi聯lian軸zhou器qi的de壽shou命ming比bi非fei金jin屬shu彈dan性xing元yuan件jian聯lian軸zhou器qi大da為wei延yan長chang。
 
 問題就是出在蛇形彈簧聯軸器上。因變頻器為了滿足現場快速啟動的要求,設置了轉矩提升功能,加大啟動轉矩,加速時間又很小( 從0到50赫茲之間僅為12秒) ,這樣一來,當(dang)變(bian)頻(pin)器(qi)啟(qi)動(dong),電(dian)機(ji)很(hen)快(kuai)得(de)到(dao)足(zu)夠(gou)的(de)勵(li)磁(ci)轉(zhuan)矩(ju),電(dian)機(ji)堵(du)轉(zhuan),電(dian)機(ji)急(ji)速(su)運(yun)行(xing)至(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)最(zui)低(di)頻(pin)率(lv)。此(ci)時(shi),電(dian)機(ji)轉(zhuan)矩(ju)較(jiao)大(da),通(tong)過(guo)聯(lian)軸(zhou)器(qi)直(zhi)接(jie)驅(qu)動(dong)減(jian)速(su)機(ji),減(jian)速(su)機(ji)主(zhu)動(dong)輪(lun)和(he)從(cong)動(dong)輪(lun)之(zhi)間(jian)是(shi)有(you)間(jian)隙(xi)的(de),因(yin)此(ci)時(shi)抱(bao)閘(zha)係(xi)統(tong)處(chu)於(yu)抱(bao)閘(zha)狀(zhuang)態(tai),滾(gun)筒(tong)還(hai)處(chu)於(yu)靜(jing)止(zhi)狀(zhuang)態(tai),則(ze)減(jian)速(su)機(ji)主(zhu)動(dong)軸(zhou)與(yu)從(cong)動(dong)軸(zhou)齒(chi)輪(lun)間(jian)迅(xun)速(su)發(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang),發(fa)生(sheng)“咣”yishengxiang,raner,bianpinqizaidizhuansuxia,qishuchuzhuanjuhenxianranwufahegongpinshuchushixiangbi,zheyang,dangjiansujizhudongzhouchilunyucongdongzhouchilunzhijianfashengdiyicipengzhuanghou,yinshexingdanhuanglianzhouqidedanxingzuoyong,shunjianchanshengfanzuoyongliju,danxingyueda,fanzuoyonglijuyueqiang,erbianpinqicishishuchudezhuanjuzehennanchixukanghenggaifanzhuanju,yushi,shexingdanhuanglianzhouqidaidongdianjishunjianfanzhuan,zhudongzhouchilunyucongdongzhouchilunzhijianyouyicifashengpengzhuang,youfashengyici“咣”的de聲sheng響xiang,直zhi至zhi再zai次ci驅qu動dong從cong動dong軸zhou時shi,此ci時shi滾gun筒tong抱bao閘zha係xi統tong已yi經jing鬆song開kai,電dian機ji開kai始shi正zheng常chang運yun行xing,則ze再zai無wu該gai機ji械xie聲sheng響xiang。下xia一yi次ci,提ti升sheng機ji從cong靜jing止zhi狀zhuang態tai到dao運yun行xing狀zhuang態tai,則ze現xian象xiang依yi舊jiu。
 
基ji於yu以yi上shang分fen析xi,最zui後hou,我wo們men利li用yong變bian頻pin器qi先xian進jin的de設she置zhi功gong能neng,在zai變bian頻pin器qi加jia速su時shi間jian上shang作zuo了le一yi些xie改gai動dong,將jiang原yuan有you的de加jia速su時shi間jian分fen作zuo三san段duan,其qi中zhong,在zai第di一yi段duan加jia速su時shi間jian為wei0至4赫茲2秒,第二段加速時間為4到15赫茲2秒,15至50赫茲加速時間為8秒。這樣,保證在整個加速時間12miaobubian,erzhuyaoshiliyongdiyiduanjiasushijianlaijiejuejixiezhuangjidewenti,ji,dangbianpinqijieshoudaozhengzhuanhuofanzhuanzhilinghou,qidong,cishi,dianjideqidongzhuanjuyijudiyiduanjiasushijianerzhubujianli,qizhuanjudetishengbuzaishishunjianzhizuidazhi,,ershiyouleyigexiedu,zuoyongzaishexinglianzhouqidelijushigezhubuzengjiadeguocheng,chongfenliyongleshexinglianzhouqidedanxinggongneng,buzhiyushexinglianzhouqidanxingguoda,zaochengfanlijucongerchongjicongdonglun,danglijuzhizuidashi,guntongbaozhaxitongyijingsongkai,tishengjixitongkaishitisheng,yiqieqiadaohaochu,zaiwu“咣、咣”的機械聲響,問題得到徹底解決。
 
六、改造前後變頻器與原串電阻調速係統的對比
 
 
能量回饋型高壓變頻器
原串電阻調速係統
快速性
變bian頻pin器qi應ying用yong在zai礦kuang井jing提ti升sheng機ji中zhong,考kao慮lv到dao負fu載zai的de特te殊shu性xing,往wang往wang設she置zhi餘yu量liang較jiao大da,保bao證zheng在zai最zui短duan的de時shi間jian內nei變bian頻pin器qi可ke以yi加jia速su到dao最zui高gao頻pin率lv,減jian速su時shi,依yi靠kao變bian頻pin器qi自zi身shen的de能neng量liang回hui饋kui功gong能neng,將jiang勢shi能neng轉zhuan化hua為wei電dian能neng回hui饋kui電dian網wang,同tong時shi產chan生sheng反fan力li矩ju,達da到dao快kuai速su減jian速su的de目mu的de,快kuai速su性xing好hao。
 
轉(zhuan)子(zi)串(chuan)電(dian)阻(zu)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong),其(qi)機(ji)械(xie)特(te)性(xing)較(jiao)軟(ruan),轉(zhuan)子(zi)逐(zhu)級(ji)切(qie)換(huan),其(qi)加(jia)速(su)時(shi)間(jian)不(bu)能(neng)過(guo)快(kuai),另(ling)外(wai),降(jiang)速(su)時(shi),電(dian)機(ji)部(bu)分(fen)不(bu)再(zai)接(jie)受(shou)高(gao)壓(ya)電(dian),其(qi)降(jiang)速(su)時(shi)間(jian)完(wan)全(quan)取(qu)決(jue)於(yu)係(xi)統(tong)的(de)機(ji)械(xie)特(te)性(xing),降(jiang)速(su)時(shi)間(jian)不(bu)可(ke)調(tiao),在(zai)低(di)速(su)爬(pa)行(xing)階(jie)段(duan),采(cai)用(yong)660V低壓變頻器維持3赫茲運行,其頻率也不可調,快速性較差
穩定性
變頻器屬無級調速係統,調速運行時,電機運行平穩,無脈動感,係統穩定性好,
串電阻調速係統屬有級調速,轉子電阻切換過程中,電機轉速變化較大,電機運行不平穩,有脈動感,係統穩定性差。
維修周期
變頻器自身結構緊湊,作為係統,機械器件很少,除了定期更換濾網,防止濾網堵塞,其他維修工作量幾乎沒有,維修周期長。
串chuan電dian阻zu調tiao速su係xi統tong換huan向xiang切qie換huan櫃gui需xu要yao真zhen空kong接jie觸chu器qi,接jie觸chu器qi動dong作zuo頻pin繁fan,維wei護hu工gong作zuo量liang大da,需xu要yao定ding期qi更geng換huan,另ling外wai,因yin采cai用yong電dian機ji轉zhuan子zi滑hua環huan,其qi維wei護hu工gong作zuo量liang較jiao大da。整zheng體ti設she備bei維wei修xiu周zhou期qi短duan。
對係統的影響
變頻器自身的軟啟動功能及平穩無級調速功能,決定了係統機械衝擊大大減小,電機、減速機,滾筒、箕鬥運行的軌道等等受到的衝擊均降到最低。
串電阻調速係統無軟啟動功能,其調速屬有級調速,穩定性差,啟動瞬間對電機、減速機,滾筒衝擊較大,降低係統使用壽命。另外,箕鬥運行的軌道受到箕鬥反複衝擊,維修工作量相當大。
節能方麵
變頻器自身效率高,具有自動功率因數補償功能,網側功率因數接近1,且屬高性能調速係統,能量損耗小,在係統降速階段,可將一部分勢能轉化為電能回饋至電網,節能效果明顯
串chuan電dian阻zu調tiao速su係xi統tong自zi身shen效xiao率lv低di,調tiao速su時shi,相xiang當dang一yi部bu分fen能neng量liang以yi熱re損sun耗hao的de方fang式shi通tong過guo轉zhuan子zi外wai接jie電dian阻zu浪lang費fei掉diao,另ling外wai,在zai降jiang速su過guo程cheng中zhong,無wu能neng量liang反fan饋kui功gong能neng,無wu法fa將jiang部bu分fen勢shi能neng轉zhuan化hua為wei動dong能neng,屬shu於yu低di性xing能neng調tiao速su係xi統tong,無wu節jie能neng效xiao果guo。
綜合效益
基於以上說明,變頻調速係統綜合效益高
基於以上說明,串電阻調速係統綜合效益低
 
七、結束語
 
     raoxianshidianjizhuanzichuandianzutiaosu,dianzushangxiaohaodaliangdezhuanchagonglv,suduyuedi,xiaohaodezhuanchagonglvyueda。shiyongnenglianghuikuixingbianpintiaosu,shiyizhongbuhaonengdegaoxiaodetiaosufangshi。dianjizaifadianzhuangtaixiayunxingshihaikeyijiangnenglianghuikuizhidianwang,jienengshifenxianzhu,qudelehenhaodejingjixiaoyi。lingwai,tishengjibianpintiaosuhou,xitongyunxingdewendingxingheanquanxingdedaodadadetigao,jianshaoleyunxingguzhanghetinggonggongshi,jieshenglerenlihewuli,tigaoleyunmeinengli,jianjiedejingjixiaoyiyehenkeguan。
    

 

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