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Goodrive5000在越南煤矿厂提升机应用案例
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一.简述负载

矿井提升机是煤矿及有色金属矿生产过程中的重要设备。它用于斜井提升煤炭,进行人员升降,可传输材料、工具和设备等。提升机的安全、可靠运行,直接关系到企业的生产状况和经济效益。

越南煤矿井下采煤,采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。煤车厢与火车的运货车厢类似,只不过高度和体积小一些。在井口有一绞车提升机,由电机经减速器带动卷筒旋转,钢丝绳在卷筒上缠绕数周,在电机的驱动下将装满煤的一列车从斜井拖上来,卸载后再把一列空车从斜井放下去。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动,减速制动。

二.现场情况

客户现在使用的交流绕线式电机串电阻调速系统来实现转速的控制及速度的调节,存在如下问题:调速平滑性差、控制精度低、调速范围小、能耗高、速度受电压波动影响大,稳定性差。通过对项目的实地考察,英威腾提出相应的解决方案,对这些问题逐一进行攻克。

三. 方案介绍

1)优化调速系统方案,采用变频调速系统改造提升机的驱动,实现全频率(0~50Hz)范围内的恒转矩控制。

2)再生能量的处理上,采用了专用的矢量控制四象限H桥串联多电平技术的高压变频调速装置的回馈制动方案。

3)项目安全管控上,保留了液压机械制动,并在设计过程中对液压机械制动和变频器的制动进行了整合。

4)负载改造、成本控制,考虑到原电机目前性能尚可,且绕线电机转矩大、过载能力强,保留原电机降低客户改造成本。过将原电机的转子侧短接,改绕线电机为鼠笼电机,兼顾新老系统的使用。

5)智能运行:确保井下和井口通过可靠信号进行联络。未经确认,无法运行,避免异常情况的发生。

根据客户现场负载情况及实际考虑英威腾采用一套自主研发生产的GD5000系列四象限高压变频器对原老旧控制系统和驱动系统做变频改造,保留原抱闸系统和PLC控制操作台配套新变频器配合使用。此变频器是提升机专用的矢量控制四象限H桥串联多电平技术的高压变频调速装置。系统配置英威腾自主生产研发的手动切换柜,在变频器需要维护或者故障时,旁路柜可实现工频运行,暂用原老系统串电阻的方式调速,保证负载不停机的同时避免了旧系统的资源浪费

改造后控制方式

四.应用优点

* 可靠性高,英威腾GD5000系列变频器具有完善的保护功能,如过流、过压、过载、失速等保护功能

* 启动电流小,启动、加速过程冲击电流小,加速过程中最大启动电流不超过1.9倍的额定电流,提升机在重载下从低速升至最高速,过程中无大电流出现,大大地减小了负载对电网的干扰

* 调速范围广,变频调速系统属于无极调速,加减速过程中电机控制平稳,调速柔和。

* 节能空间大,英威腾GD5000系列四象限变频器作为提升类变频器,最根本的问题是针对回馈能量的处理。由于负载在下放重物、快速减速以及急停时,使电机产生再生电动势,会有较大的能量回送给变频器。英威腾变频器使用能量回馈功率单元,可将回馈的能量送回电网,达到节能效果。而且变频器输出线性,可直接调压、调频、调速,节约了相当于老系统转子电阻的能耗。

* 生产效率高,英威腾GD5000系列变频器稳定性高,而且速度不随负载的变化而变化,保证提升机的效率不受负载影响。而变频器可以控制电机稳定的运行在给定的速度上,将速度、位置、提升信号、主令等外围联系起来,可实现自动化控制。

* 支持工频和变频的切换功能,支持工变频切换,当变频器故障或者需要维护的时候,可切换到工频的模式下运行。工频时可运用老系统进行驱动运行,不耽误生产。

五.总结

客户旧系统的绕线式电机转子串电阻调速,电阻上消耗大量的转差功率。使用变频调速,减少了电阻的耗能,且在提升机下行时可以将多余的能量进行回馈,节能十分显著,可取得了很好的经济效益。客户反馈,提升机变频调速后,系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高,减少了运行故障和停工工时,这样不仅节省了人力和物力,还提高了运煤能力,间接的经济效益也很可观。英威腾将继续不忘初心,努力为国内外客户创造更多价值。

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