變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦提升機中應(yīng)用

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1、變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦提升機中應(yīng)用摘要礦井是由主軸、卷筒、減速器、制動裝置及深度指示器等所組成。它是礦井投資大、構(gòu)造復(fù)雜的設(shè)備之一，是聯(lián)系地面與井下的主要生產(chǎn)設(shè)備。它的用途是：把井下有用的礦物(煤、礦石)和殲石提升到地面；把地下開采所需要的材料，由地面下放到井下；在地面和井底之間升降人員、設(shè)備等。礦井提升機在煤礦中應(yīng)用的范圍越來越廣泛，它的運行的經(jīng)濟性也關(guān)系著礦井的經(jīng)濟效益。如何減少提升機的耗電量也是煤礦技術(shù)人員關(guān)注的課題，而采用變頻調(diào)速技術(shù)就能解決礦井提升機耗電量大的問題，為礦井節(jié)約資金，提高礦井的經(jīng)濟效益和社會效益

2、。本文重點探討變頻調(diào)速技術(shù)在提升機中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞變頻調(diào)速技術(shù)；煤礦；提升機中圖分類號TD534文獻標識碼A文章編號1674-6708(2012)80-0140-020引言提升機是煤礦企業(yè)井下應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，在整個提升運輸過程中發(fā)揮著重要的作用。同時它也是煤礦耗電量較大的設(shè)備之一，而應(yīng)用變頻技術(shù)于煤礦提升機中，不僅能減少耗電量，節(jié)約電能，而且操作方便，運行平穩(wěn)能滿足當下礦井運輸?shù)陌踩?、可靠性要求，并降低了煤礦企業(yè)的成本，因此說變頻技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機有著重要的現(xiàn)實意義。1提升機的分類1.1按用途分1）主井提

3、升機。主井提升機的任務(wù)是專門提升井下生產(chǎn)的煤炭。年產(chǎn)30萬噸以上的礦井，主井提升容器多采用箕斗；年產(chǎn)30萬噸以下的礦井，一般采用罐籠或串車；2）副井提升機。副井提升機的任務(wù)是提升殲石、廢料、下方材料，升降人員和設(shè)備等。副井提升容器采用普通罐籠和串車。1.2按提升機類型分1）單繩纏繞式提升機。單繩纏繞式提升機是目前大部分為等直徑圓柱型滾筒，在個別的老礦井，還有使用變直徑滾筒提升機；2）多繩摩擦式提升機。多繩摩擦式提升機可分為塔式和落地式。1.3按拖動方式分按提升機電力拖動方式分為交流拖動提升機和直流拖動提升機。1.4

4、按井筒的傾角分提升機按井筒傾角分為立井提升機和斜井提升機。立井提升時，提升容器采用箕斗或罐籠等。斜井提升時，提升容器一般采用礦車（串車）或斜井箕斗。串車提升適用于井筒傾角不大于25°；斜井箕斗提升適用于井筒傾角在25°?35°范圍內(nèi)。近年來大型斜井提升多采用膠帶輸送機。目前,從國內(nèi)、外礦井提升機的發(fā)展來看，都在采用最新的技術(shù)，最新的工藝，最新的材質(zhì)，使提升設(shè)備向大型化、高效率、體積小，重量輕，能力大，安全可靠，運行準確和高度集中化、自動化方向發(fā)展。2變頻調(diào)速技術(shù)變頻調(diào)速技術(shù)就是完成變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速傳動任務(wù)的技術(shù)。它

5、的主要內(nèi)容包括了變頻器的結(jié)構(gòu)和工作原理、所用的功率器件、電動機運行的特性、調(diào)速系統(tǒng)所驅(qū)動的各類工作機械(即負載的特性和要求)。為了達到傳動的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩要求、保證靜、動態(tài)性能穩(wěn)定，還要應(yīng)用各種控制技術(shù)。此外，消除變頻器對外干擾和變頻器實際應(yīng)用的經(jīng)驗也是變頻調(diào)速技術(shù)研究的范疇?？傊?，變頻調(diào)速技術(shù)是電力電子技術(shù)、電氣傳動自動化、控制理論、計算機等多門學(xué)科的綜合，也是一門重要的學(xué)科分支。因變頻調(diào)速具有優(yōu)點全面、適用面廣等特點，所以說變頻調(diào)速技術(shù)將是稱為調(diào)速領(lǐng)域中的主要技術(shù)，并有統(tǒng)一調(diào)速領(lǐng)域之勢。3變頻調(diào)速的發(fā)展過程3.1變頻

6、器采用的電力電子器件電力電子器件是決定變頻器性能的關(guān)鍵，早期是晶閘管，由于它是半控器件，需要換相回路，后來被全控器件所取代。早期是晶閘管(SCR),被今天的全控器件所取代。今天的全控型器件，不僅可以自行開關(guān)，而且還可以提高功率;并能完善和提高變頻器的各種功能。3.2線路結(jié)構(gòu)整個變頻裝置是由元器件和線路連接而成的，1990年以前，線路基本上是由模擬電路分立元器件組成的，只有少量數(shù)字電路和集成塊。以后由大規(guī)模集成的數(shù)字電路逐漸增多，20世紀末就全面數(shù)字化；整流器、逆變器、SPWM波形形成、矢量控制等，都集成為一塊，甚至

7、集成為一體，因此裝置體積越來越小，可靠性大大提高。3.3計算機的使用20世紀90年代以后，計算機進入了變頻器的結(jié)構(gòu)和運行領(lǐng)域，提供多種功能：1）取代一部分模塊的功能，如SPWM波形的生成，矢量控制的實時計算等；2）實現(xiàn)各種保護并且智能化，如自監(jiān)控、自診斷；3）進行運行控制，如開機停機、加減速、正反轉(zhuǎn)、制動等。總之，計算機配合模塊及其他電氣設(shè)備，進行協(xié)調(diào)、控制、通信、執(zhí)行變頻調(diào)速系統(tǒng)各項功能，成為系統(tǒng)的神經(jīng)樞紐，目前正向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。3.4變頻器主電路拓撲結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣的是交-直-交變頻器的主電路拓撲結(jié)構(gòu)是逆變器為六拍三

8、相橋，一直保持了多年，20世紀90年代以后開發(fā)成功多電平電路如功率單元串聯(lián)電路，改進了性能，擴大了適用面，如制作高壓變頻器及特大功率變頻器。整流器原來是單一的半控和不控整流，90年代后發(fā)展為雙SPWM和SVPWM,不僅便于作四象限運行，還能改善網(wǎng)側(cè)的波形和功率因數(shù)。目前國外很多公司生產(chǎn)礦井提升機用的變頻器，都采用了數(shù)字控制。如德國Ensdorf礦井提升機為雙