礦井提升機是煤礦及有色金屬礦生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備。它用于斜井提升煤炭,進行人員升降,可傳輸材料、工具和設(shè)備等。提升機的安全、可靠運行,直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟效益。
越南煤礦井下采煤,采好的煤通過斜井用提升機將煤車拖到地面上來。煤車廂與火車的運貨車廂類似,只不過高度和體積小一些。在井口有一絞車提升機,由電機經(jīng)減速器帶動卷筒旋轉(zhuǎn),鋼絲繩在卷筒上纏繞數(shù)周,在電機的驅(qū)動下將裝滿煤的一列車從斜井拖上來,卸載后再把一列空車從斜井放下去。這種拖動系統(tǒng)要求電機頻繁的正、反轉(zhuǎn)起動,減速制動。
客戶現(xiàn)在使用的交流繞線式電機串電阻調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制及速度的調(diào)節(jié),存在如下問題:調(diào)速平滑性差、控制精度低、調(diào)速范圍小、能耗高、速度受電壓波動影響大,穩(wěn)定性差。通過對項目的實地考察,英威騰提出相應(yīng)的解決方案,對這些問題逐一進行攻克。
1)優(yōu)化調(diào)速系統(tǒng)方案,采用變頻調(diào)速系統(tǒng)改造提升機的驅(qū)動,實現(xiàn)全頻率(0~50Hz)范圍內(nèi)的恒轉(zhuǎn)矩控制。
2)再生能量的處理上,采用了專用的矢量控制四象限H橋串聯(lián)多電平技術(shù)的高壓變頻調(diào)速裝置的回饋制動方案。
3)項目安全管控上,保留了液壓機械制動,并在設(shè)計過程中對液壓機械制動和變頻器的制動進行了整合。
4)負載改造、成本控制,考慮到原電機目前性能尚可,且繞線電機轉(zhuǎn)矩大、過載能力強,保留原電機降低客戶改造成本。過將原電機的轉(zhuǎn)子側(cè)短接,改繞線電機為鼠籠電機,兼顧新老系統(tǒng)的使用。
5)智能運行:確保井下和井口通過可靠信號進行聯(lián)絡(luò)。未經(jīng)確認,無法運行,避免異常情況的發(fā)生。
根據(jù)客戶現(xiàn)場負載情況及實際考慮,英威騰采用一套自主研發(fā)生產(chǎn)的GD5000系列四象限高壓變頻器對原老舊控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)做變頻改造,保留原抱閘系統(tǒng)和PLC控制操作臺配套新變頻器配合使用。此變頻器是提升機專用的矢量控制四象限H橋串聯(lián)多電平技術(shù)的高壓變頻調(diào)速裝置。系統(tǒng)配置英威騰自主生產(chǎn)研發(fā)的手動切換柜,在變頻器需要維護或者故障時,旁路柜可實現(xiàn)工頻運行,暫用原老系統(tǒng)串電阻的方式調(diào)速,保證負載不停機的同時避免了舊系統(tǒng)的資源浪費
改造后控制方式
* 可靠性高,英威騰GD5000系列變頻器具有完善的保護功能,如過流、過壓、過載、失速等保護功能
* 啟動電流小,啟動、加速過程沖擊電流小,加速過程中最大啟動電流不超過1.9倍的額定電流,提升機在重載下從低速升至最高速,過程中無大電流出現(xiàn),大大地減小了負載對電網(wǎng)的干擾
* 調(diào)速范圍廣,變頻調(diào)速系統(tǒng)屬于無極調(diào)速,加減速過程中電機控制平穩(wěn),調(diào)速柔和。
* 節(jié)能空間大,英威騰GD5000系列四象限變頻器作為提升類變頻器,最根本的問題是針對回饋能量的處理。由于負載在下放重物、快速減速以及急停時,使電機產(chǎn)生再生電動勢,會有較大的能量回送給變頻器。英威騰變頻器使用能量回饋功率單元,可將回饋的能量送回電網(wǎng),達到節(jié)能效果。而且變頻器輸出線性,可直接調(diào)壓、調(diào)頻、調(diào)速,節(jié)約了相當于老系統(tǒng)轉(zhuǎn)子電阻的能耗。
* 生產(chǎn)效率高,英威騰GD5000系列變頻器穩(wěn)定性高,而且速度不隨負載的變化而變化,保證提升機的效率不受負載影響。而變頻器可以控制電機穩(wěn)定的運行在給定的速度上,將速度、位置、提升信號、主令等外圍聯(lián)系起來,可實現(xiàn)自動化控制。
* 支持工頻和變頻的切換功能,支持工變頻切換,當變頻器故障或者需要維護的時候,可切換到工頻的模式下運行。工頻時可運用老系統(tǒng)進行驅(qū)動運行,不耽誤生產(chǎn)。
客戶舊系統(tǒng)的繞線式電機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速,電阻上消耗大量的轉(zhuǎn)差功率。使用變頻調(diào)速,減少了電阻的耗能,且在提升機下行時可以將多余的能量進行回饋,節(jié)能十分顯著,可取得了很好的經(jīng)濟效益??蛻舴答仯嵘龣C變頻調(diào)速后,系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性得到大大的提高,減少了運行故障和停工工時,這樣不僅節(jié)省了人力和物力,還提高了運煤能力,間接的經(jīng)濟效益也很可觀。英威騰將繼續(xù)不忘初心,努力為國內(nèi)外客戶創(chuàng)造更多價值。