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高压变频器在山西华烨煤矿绞车中的使用

2017-06-04 14:13:36
The Application of High Voltage Inverter in the Winch in Shanxi Hua Ye Coal Mine
新风光电子科技股份有限公司  郭延冲 高莹 陈建行 
山西临县华烨煤业有限公司  李海光
Guo Yanchong  Gao Ying  Chen Jianhang   Li Haiguangwww2007com
摘  要:本文引见了高压变频器在山西临县华烨煤矿提拔绞车上的使用状况, 对高压提拔变频调速体系革新历程及结果作了阐述。
www2007com高压提拔变频调速体系  煤矿提拔绞车  革新
Abstract: This paper introduces the application of the high-voltage inverter in the winch in Shanxi Linxian Hua Ye coal mine. It is discussed about the high-voltage variable frequency speed control systems to enhance the transformation process and the results.
www2007com The system of high voltage lifter inverter   The colliery hoist   Transformation
1弁言
        山西临县华烨煤业有限公司位于吕梁市临县林家坪镇滴水局村南,煤矿井田面积6.971km2,消费范围为120万吨/年。此次革新的矿井提拔机为矿井主斜井,斜井斜长837米,倾角23°,井口安装JK-2×1.5绞车,斜井担当着提煤、下放大件、检验皮带机使命。
        矿井提拔机接纳绕线式异步电动机拖动,机电的调速方法接纳传统的串电阻调速方法,该调速方法属于落伍手艺,存在以下缺陷:
(1)大量的电能耗损在转差电阻上,形成了严峻的能源华侈。
(2)控制系统庞大,招致体系的故障率高,接触器、电阻器、绕线机电碳刷简单破坏,保护工作量很大,间接影响了消费服从。
(3)低速和匍匐阶段需求依托制动闸皮摩擦滚筒实现速度掌握,特别是在负载发作变革时,很难实现减速掌握,招致调速不持续、速度掌握机能较差。
(4)启动和换档打击电流大,形成了很大的机器打击,招致机电的使用寿命大大低落,并且极简单呈现“掉道”征象。
(5)自动化水平不高,增长了开采本钱,影响了产量。
(6)低速段的启动力矩小,机器特性比力软,带负载能力差。
        针对以上这些成绩,煤矿决议对原体系停止革新。按照现今科技的开展,接纳手艺含量较高的变频调速,替换本来的绕线机电串电阻调速,是较幻想的计划。经矿方多方面考查多个用户现场,终极选用山东新风光电子科技发展有限公司消费的风景牌JD-BP38-400T型高压提拔机变频体系。
临县华烨煤矿绞车现场为单滚筒绞车,绞车装备设置如表1、表2所示。现场装备如图1所示。

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图1 现场装备图
2 新风光高压提拔机变频器体系的特性
        新风光电子公司是海内最早的处置提拔机变频器研讨的专业厂家,风景牌高压提拔机变频器被列入国度火炬计划,产物荣获国家重点新产品、山东省科技进步奖,产物被列入国家重点节能技术推广目次第一批名单,风景高压提拔机变频器弥补了单位串联式多电平高压变频器不能四象限运转的海内空缺,产物手艺具海内抢先程度。
 此次变频革新选用1台JD-BP38-400T型高压提拔机变频器,额定电压10kV,额定电流29A,额定功率400kW。高压提拔机变频器技术指标如表3所示。
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        JD-BP38-400T型高压提拔变频调速器接纳进口IGBT为主控器件,接纳先辈的矢量掌握调速手艺,以DSP为掌握焦点,经心奇妙科学的程序逻辑,以彩色液晶触摸屏为人机对话界面,科学人性化的界面言语,全中文的言语显现,便于操纵及查询。风景牌高压提拔机变频器,便可用于鼠笼式机电也可用于绕线式机电,便可用于新矿井配套安装,也可用于老矿井革新。风景10kV高压提拔变频器,接纳若干个高压逆变器功率单位串连的方法实现间接高压输出,所用的10kV高压提拔变频器,变压器有27组付边绕组,每相分为9个功率单位,三相共27个单位,接纳54脉冲整流,输入端的谐波身分远低于国标划定。高压提拔变频器体系构造如图2所示。功率单位电路如图3所示。
 
图2高压提拔变频器体系结构图  
                                  图3功率单位电路构造
        控制器焦点由高速32位芯片运算来实现,经心设想的算法能够包管机电到达最优的运转机能。人机界面供给友爱的全中文监控和操纵界面,同时能够实现长途监控和网络化掌握。PLC控制器用于柜体内开关旌旗灯号的逻辑处置,以及与现场各类操纵旌旗灯号和形态旌旗灯号的和谐,加强了体系的灵活性。控制器及各掌握单位板中接纳先辈的单片机等大规模集成电路和外表焊接手艺,体系具有极高的可靠性。另外还有一个CPU,卖力管理LED显示屏和键盘。
另外,控制器与功率单位之间接纳多通道光纤通信手艺,高压部门和高压部门完整可靠断绝,体系具有极高的安全性,同时具有很好的抗电磁滋扰机能,而且各个功率单位的掌握电源接纳一个独立于高压体系的统一控制器,便利调试、维修、现场培训,加强了体系的可靠性。
        高压提拔变频器是全部电控体系的一个焦点部门,它具有与电控体系相适配的各类接口。它承受操作台电控体系的操纵号令,同时它又将运转形态,包罗事情频次、机电电流、电源电压、电流及毛病信息随时送给电控体系。变频器自己又将事情旌旗灯号及事情形态自动记录以备查阅,根据用户要求毗连打印装备,每班数据打印,构成装备报表。变频器的所有输入、输出接口均停止了断绝,制止对变频器引入滋扰。当机电处于负力提拔时,变频器及时检测停止能量回馈电网。
3变频革新计划
3.1主回路革新接线
革新提拔机用变频器是在原提拔电机控体系的基础上,加装变频调速体系,高压变频器为山东新风光电子公司消费的JD-BP38-400T型高压提拔机变频器,安全可靠,形态显现齐备,具有与绞车控制系统共同的各类接口,满意现有的各类电器闭锁要求,契合《煤矿安全规程》要求。革新中将原绕线机电转子回路停止短接处置,操纵原绕线机电,节省了投资。
根据消费状况肯定装备革新工夫定于2013年11月初停止。为不大面积影响煤矿消费,把辅料预先下放到位,间歇性停机革新。
主回路革新道理如图4所示:
 
                           图4   主回路革新图
 3.2变频掌握与操作台接口
变频器与电控体系毗连框图如图5所示。
(1)速度掌握旌旗灯号输入
电控体系给一起4~20mA模仿量速度旌旗灯号。
(2)模仿量输出
体系供给两路模仿输出,模仿量输出设定为4~20mA输出电流和4~20mA输出频次。
(3)与操作台长途掌握
上提、下放、抱闸(松闸)、安全回路输入、安全回路输出、变频停当、毛病输出。
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图5  变频器与电控体系毗连框图
3.3变频器有关参数设置
        现将调试中的一些参数设置引见以下。
1、变频器的加减速工夫设置很重要,其设置底子原则有两个方面,第一,尽量操纵变频器本身的快速呼应功用,加减速工夫只管短,提高绞车的运转速度,提高消费服从;第二,最大加速度不允许超越国度安标,避免安全事故,基于以上两点思索,实践使用中,变频器从0至50Hz的加快工夫设置为6s,从50Hz至0Hz的减速工夫设置为6s,经现场实践运转,完整满意现场运转要求。
2、额定电压(V)设置:变频器在额定频次时对应的输出电压。星点漂移功用参数:设为10009暗示10000V每相9个单位,变频器在星点漂移功用利用时,主控板在单位庇护时做偏移角度计较。
3、转矩提拔(HMI V2.10)改进变频器低频转矩特性,可对输出电压提拔抵偿;默认值为0,如10代表1.0%,22代表2.2%。额定电压为10000V时,假如设置为10,则对应电压在最低频次(0Hz)电压提高100V,设置为100时,则对应电压在最低频次(0Hz)电压提高1000V;低频抵偿值设为10时,则2Hz时输出电压为10000*[(2/50)+ 0.01]=500V在运转历程中设置不呼应,停机后设置有用。本参数在调试中设定为10。
4、单位庇护个数:主控停机当变频器单位毛病数量到达设定的值时,变频器停机封闭输出的同时给出毛病旌旗灯号。本参数设定为2。
5、过压庇护值(V):当输入电压值高于该设置值时,变频器给出过压庇护。本参数设定为12000。
6、欠压庇护值(V) 当输入电压值低于该设置值时,变频器给出欠压庇护(主控法式V210的欠压庇护是必需在有输出电流的状况下才停止庇护,而且电流不能小于额定电流的30%)。本参数设定为8000。
7、有关拖动机电参数录入:根据机电铭牌参数在变频器响应人机界面上输入响应参数便可。
8、启动模式挑选:本提拔机针对差别提拔机启动要求,有两种模式挑选。
(1)直流制动模式:当提拔机给出标的目的旌旗灯号和闸旌旗灯号后,变频器启动运转;
(2)堵转运行模式:当提拔机给出标的目的旌旗灯号,变频器开端运转,当机电电流到达所需的电流阀值时,松闸旌旗灯号给出,绞车开端运转。本机中该参数设置直流制动模式有用。
9、提拔机单、双钩挑选:本提拔机针对单、双钩提拔机,有两种模式挑选。
(1)双钩:适用于双钩运转的现场。
(2)单钩:适用于单钩运转的现场。本机中设置单钩有用。
4变频运转状况
        从今朝运转状况看,主井提拔绞车变频拖动后,实现了绞车的软启动、软截至,提高了消费服从。据实测,当减速及重物下放时,实现了制动回馈。特别在低速段节能较着,在提拔量根本不异的状况下,变频运转时节电量达25%以上。另外,变频器庇护功用齐备,除普通过载、短路、过欠压、缺相称庇护功用外,还设有连锁庇护、主动限速庇护功用等,包管了提拔机的安全运转。变频器庇护监控准确定位。便利用户对毛病停止诊断。变频器毛病响应人机界面如图6所示。A、B、C各相每一个单位假如发作母线过压、逆变过流、回馈过流、领受光纤毛病、开机旌旗灯号、缺相、过热、主控领受光纤毛病等毛病时,都可在响应功率单位上显现,准确定位毛病,便利用户处置,实时采取措施,解除毛病,提高了装备的可靠性。
 
图6变频器毛病记载与故障诊断界面
5结束语
        提拔机高压变频器应用于交换提拔机转子串电阻电控体系革新及新提拔电机控系统配置,提高了矿山提拔机掌握手艺和配备程度,绞车实现了高转矩、高精度、宽调速范畴驱动,确保了提拔机高质量运转,是交换提拔电机控体系开展的标的目的,也得到了愈来愈多的煤矿认同,提拔机变频器使用远景愈来愈宽广。
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[1]山东新风光电子使用手册[Z] 山东新风光电子科技发展有限公司
作者简介
郭延冲,男,硬件部部长,大学文明,供职于山东新风光电子科技发展有限公司处置产物研发事情。
高莹,女,手艺中心器件工程师,供职于山东新风光电子科技发展有限公司处置产物研发事情。
李海光,男,高级工程师,电机科长,供职于山西临县华烨煤业有限公司。
地址:山东省汶上经济开发区
邮编:272500
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