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湖南煤業(yè)集團(tuán)有限公司(簡稱湘煤集團(tuán))是經(jīng)湖南省人民批準(zhǔn)成立的大型-國有獨(dú)資企業(yè)。是煤炭企業(yè)、煤炭生產(chǎn)企業(yè)50強(qiáng)。是省的省份。能源安全主平臺(tái),省重點(diǎn)扶持的九大之一,總設(shè)計(jì)產(chǎn)能3000萬噸/年。
2009年,湘煤集團(tuán)集中優(yōu)勢原煤資產(chǎn),杭州國產(chǎn)空壓機(jī)變頻器,與-電力、大唐等大型企業(yè)共同發(fā)起成立湖南黑金時(shí)代有限公司,寶源礦業(yè)有限公司是其子公司之一.
北屏通礦是寶源礦業(yè)公司旗下的兩個(gè)礦山之一。北平通礦副井提升機(jī)采用繞線異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)的調(diào)速方式采用傳統(tǒng)的串聯(lián)電阻調(diào)速方式。這種調(diào)速方法屬于落后技術(shù),存在以下不足:
(1)大量的電能消耗在防滑電阻上,造成-的能源浪費(fèi)。
(2)控制系統(tǒng)復(fù)雜,導(dǎo)致系統(tǒng)故障率高。繞線電機(jī)的接觸器、電阻器、碳刷等易損壞,國產(chǎn)空壓機(jī)變頻器,維修工作量大,直接影響生產(chǎn)效率。
(3)低速和爬行階段需要依靠制動(dòng)皮摩擦輥來實(shí)現(xiàn)調(diào)速,-是負(fù)載變化時(shí),難以實(shí)現(xiàn)減速控制,導(dǎo)致調(diào)速不連續(xù),調(diào)速性能差。
(4)啟動(dòng)和換檔沖擊電流大,造成很大的機(jī)械沖擊,-降低電機(jī)的使用壽命,極易發(fā)生“跌落”。
(5)自動(dòng)化程度不高,增加開采成本,影響生產(chǎn)。
(6)低速段啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小,機(jī)械特性比較軟,負(fù)載能力差,不能實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩提升。
針對以上問題,煤礦決定對原有系統(tǒng)進(jìn)行改造。根據(jù)當(dāng)今科技的發(fā)展,用-變頻調(diào)速代替原有的繞線電機(jī)串電阻調(diào)速是一種理想的解決方案。礦山對多個(gè)用戶現(xiàn)場進(jìn)行多方面考察后,選用山東鑫豐光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的豐光牌jd-bp37-500t高壓變頻起重系統(tǒng)。
變頻器工作原理
主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分,變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波是電感。 它由三部分構(gòu)成,將工頻電源變換為直流功率的“整流器”,吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”,以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。
整流器
近大量使用的是二極管的變流器,它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器,由于其功率方向可逆,可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。
平波回路
在整流器整流后的直流電壓中,含有電源6倍頻率的脈動(dòng)電壓,此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng),采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓(電流)。裝置容量小時(shí),如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量,可以省去電感采用簡單的平波回路。
逆變器
同整流器相反,逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,以所確定的時(shí)間使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時(shí)間和電壓波形。
控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電(電壓、頻率可調(diào))的主電路提供控制信號(hào)的回路,它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”,主電路的“電壓、電流檢測電路”,電動(dòng)機(jī)的“速度檢測電路”,將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”,以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。
。1)運(yùn)算電路:將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。
。2)電壓、電流檢測電路:與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。
。3)驅(qū)動(dòng)電路:驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。
。4)速度檢測電路:以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測器(tg、plg等)的信號(hào)為速度信號(hào),送入運(yùn)算回路,根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
腐蝕性氣體
故在此種環(huán)境下使用變頻器應(yīng)按要求采用符合平安規(guī)程要求的密封外殼。由于腐蝕性氣體對變頻器內(nèi)部pcb板、塑料制品外殼等的電氣絕緣性能有-的破壞作用。
振動(dòng)和沖擊
對變頻器的正常使用同樣影響較大,這兩種會(huì)引起變頻器發(fā)生電氣接觸-、元器件開焊的物理現(xiàn)象。為此加強(qiáng)日常頤養(yǎng)和檢修工作不容大意。
二、電氣環(huán)境
防止電磁干擾
此工作過程肯定發(fā)生很多電磁波干擾,變頻器在工作中因?yàn)榇嬖谡骱湍孀儹h(huán)節(jié)。這些高頻電磁波對附近的儀器儀表均有一定的干擾。為此和變頻器同網(wǎng)絡(luò)的儀器儀表應(yīng)先做好接地工作,各種電氣元件、儀器儀表之間的連線應(yīng)選用帶有屏蔽層的電纜線,且必需將屏蔽層做接地處理。
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