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煤礦提升運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但由于煤礦生產(chǎn)的特殊環(huán)境和安全上的特殊要求，變頻器在煤礦的應(yīng)用起步比較晚。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，煤礦的增產(chǎn)、降耗、提效被提到了重要地位，設(shè)備節(jié)能改造勢(shì)在必行。變頻調(diào)速在煤礦固定機(jī)械、提升運(yùn)輸及采煤機(jī)上也有了一定的應(yīng)用并取得了較好的效果。本文就變頻調(diào)速在煤礦提升運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行探討。
變頻調(diào)速的發(fā)展概述
礦井提升是礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵，所以，無(wú)論哪種提升機(jī)，對(duì)電氣傳動(dòng)的要求都很高，因?yàn)殡姎鈧鲃?dòng)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，可靠性的高低，都直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)的效率和礦山生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
目前，我國(guó)礦井提升機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要有：對(duì)于大型礦井提升機(jī)，主要采用直流傳動(dòng)系統(tǒng)，有采用直流電動(dòng)機(jī)-直流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和晶閘管變流器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；這兩種系統(tǒng)都存在著直流電動(dòng)機(jī)固有的缺點(diǎn)，如效率不高，維修工作量較大等。對(duì)于中、小型提升機(jī)，則多采用交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，如采用交流繞線式電動(dòng)機(jī)，使用電機(jī)轉(zhuǎn)子切換電阻調(diào)速，這種電氣傳動(dòng)系統(tǒng)雖然設(shè)備簡(jiǎn)單，但它是有級(jí)調(diào)速，調(diào)速性能差，效率低，大量的電能消耗在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻上，而且可靠性也差。
將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機(jī)是礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。我國(guó)已有幾臺(tái)大型礦井提升機(jī)采用交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)，取得了很好的效果，但其缺點(diǎn)是功率因數(shù)不高，諧波大，需加諧波和功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，交-直-交電壓型變頻調(diào)速技術(shù)已開始在礦井提升機(jī)中應(yīng)用。
大功率變頻裝置可以將工頻三相交流器，利用設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行了逆變，使得輸出為某一相應(yīng)設(shè)定頻率的交流電。變頻器輸出頻率的變化，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速變化，二者之間的關(guān)系近似線性。這樣，就起到了調(diào)速的作用。在電路系統(tǒng)中，為了保證正常運(yùn)行安全，必須將設(shè)備可靠的接地，因此，變頻器的接地端也應(yīng)可靠接地。主回路中，用于連接制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的端子，用于防止提升機(jī)在垂直方向上運(yùn)行時(shí)，發(fā)生工件在帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，而產(chǎn)生很大的再生電動(dòng)勢(shì)，即泵升電壓過(guò)高，損壞變頻器的現(xiàn)象出現(xiàn)。加入外接制動(dòng)電阻或外接制動(dòng)單元可消耗部分能量，提高變頻器的工作能力。根據(jù)變頻調(diào)速原理，在變頻器的控制輸入回路中接入頻皸定電路，由PLC輸出的模擬量，即電壓或電流信號(hào)來(lái)控制變頻器的輸出頻率。此時(shí)的變頻器輸出頻率與設(shè)定電壓或電流輸入成正比。為了便于監(jiān)控變頻器的運(yùn)行狀態(tài)并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，取出變頻器的異常信號(hào)送到PLC的輸入模塊，以作為變頻器的事故報(bào)警信號(hào)。
變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)
�。�1）實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平穩(wěn)加減速提高提升系統(tǒng)的安全水平。
�。�2）節(jié)約電能。
�。�3）用變頻器內(nèi)置的編程軟件替代繼電器實(shí)現(xiàn)提升速度控制，減少設(shè)備維修工作量。
�。�4）起動(dòng)電流低，對(duì)系統(tǒng)及電網(wǎng)無(wú)沖擊節(jié)電效果明顯，啟動(dòng)時(shí)無(wú)需串金屬電阻啟動(dòng)，降低了啟動(dòng)能耗。
（5）系統(tǒng)各項(xiàng)保護(hù)功能齊全，操作安全性能高。
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