礦井提升機(jī)是煤礦及有色金屬礦生產(chǎn)過(guò)程中的重要設(shè)備。它用于斜井提升煤炭,進(jìn)行人員升降,可傳輸材料、工具和設(shè)備等。提升機(jī)的安全、可靠運(yùn)行,直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟(jì)效益。
越南煤礦井下采煤,采好的煤通過(guò)斜井用提升機(jī)將煤車拖到地面上來(lái)。煤車廂與火車的運(yùn)貨車廂類似,只不過(guò)高度和體積小一些。在井口有一絞車提升機(jī),由電機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn),鋼絲繩在卷筒上纏繞數(shù)周,在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下將裝滿煤的一列車從斜井拖上來(lái),卸載后再把一列空車從斜井放下去。這種拖動(dòng)系統(tǒng)要求電機(jī)頻繁的正、反轉(zhuǎn)起動(dòng),減速制動(dòng)。
客戶現(xiàn)在使用的交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)來(lái)實(shí)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(dòng)影響大,穩(wěn)定性差。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目的實(shí)地考察,英威騰提出相應(yīng)的解決方案,對(duì)這些問題逐一進(jìn)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(jī)的驅(qū)動(dòng),實(shí)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(dòng)方案。
3)項(xiàng)目安全管控上,保留了液壓機(jī)械制動(dòng),并在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)液壓機(jī)械制動(dòng)和變頻器的制動(dòng)進(jìn)行了整合。
4)負(fù)載改造、成本控制,考慮到原電機(jī)目前性能尚可,且繞線電機(jī)轉(zhuǎn)矩大、過(guò)載能力強(qiáng),保留原電機(jī)降低客戶改造成本。過(guò)將原電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)短接,改繞線電機(jī)為鼠籠電機(jī),兼顧新老系統(tǒng)的使用。
5)智能運(yùn)行:確保井下和井口通過(guò)可靠信號(hào)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。未經(jīng)確認(rèn),無(wú)法運(yùn)行,避免異常情況的發(fā)生。
根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載情況及實(shí)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(duì)原老舊控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)做變頻改造,保留原抱閘系統(tǒng)和PLC控制操作臺(tái)配套新變頻器配合使用。此變頻器是提升機(jī)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(dòng)切換柜,在變頻器需要維護(hù)或者故障時(shí),旁路柜可實(shí)現(xiàn)工頻運(yùn)行,暫用原老系統(tǒng)串電阻的方式調(diào)速,保證負(fù)載不停機(jī)的同時(shí)避免了舊系統(tǒng)的資源浪費(fèi)
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(hù)功能,如過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載、失速等保護(hù)功能
* 啟動(dòng)電流小,啟動(dòng)、加速過(guò)程沖擊電流小,加速過(guò)程中最大啟動(dòng)電流不超過(guò)1.9倍的額定電流,提升機(jī)在重載下從低速升至最高速,過(guò)程中無(wú)大電流出現(xiàn),大大地減小了負(fù)載對(duì)電網(wǎng)的干擾
* 調(diào)速范圍廣,變頻調(diào)速系統(tǒng)屬于無(wú)極調(diào)速,加減速過(guò)程中電機(jī)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(duì)回饋能量的處理。由于負(fù)載在下放重物、快速減速以及急停時(shí),使電機(jī)產(chǎn)生再生電動(dòng)勢(shì),會(huì)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(dá)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(dāng)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(fù)載的變化而變化,保證提升機(jī)的效率不受負(fù)載影響。而變頻器可以控制電機(jī)穩(wěn)定的運(yùn)行在給定的速度上,將速度、位置、提升信號(hào)、主令等外圍聯(lián)系起來(lái),可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
* 支持工頻和變頻的切換功能,支持工變頻切換,當(dāng)變頻器故障或者需要維護(hù)的時(shí)候,可切換到工頻的模式下運(yùn)行。工頻時(shí)可運(yùn)用老系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)運(yùn)行,不耽誤生產(chǎn)。
客戶舊系統(tǒng)的繞線式電機(jī)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(jī)下行時(shí)可以將多余的能量進(jìn)行回饋,節(jié)能十分顯著,可取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益??蛻舴答仯嵘龣C(jī)變頻調(diào)速后,系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性得到大大的提高,減少了運(yùn)行故障和停工工時(shí),這樣不僅節(jié)省了人力和物力,還提高了運(yùn)煤能力,間接的經(jīng)濟(jì)效益也很可觀。英威騰將繼續(xù)不忘初心,努力為國(guó)內(nèi)外客戶創(chuàng)造更多價(jià)值。