提升机低频拖动安全与效益初探(共7页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上提升机低频拖动安全与效益初探摘 要： 本文通过交流拖动制动和爬行阶段控制方式的对比和分析， 采用低频拖动方式可避免二次给电对机械、 电气设备造成的冲击和电传消耗， 极大提高了提升机的安全运行能力。 关键词： 低频拖动；爬行；电传消耗平顶山煤业( 集团) 公司现运行的生产矿井， 大 多采用交流拖动提升机， 通过在绕线型异步电动机 的转子回路中接入电阻， 用控制器或磁力站逐级切 除电阻来进行调速。当提升机运行至减速点时， 将 电动机的定子从交流电网切断， 另加直流电源装置 进行供电来产生较大的负力以实现动力制动， 即能 耗制动， 从而使提升机沿着既定速度曲线降到某一 爬行

2、速度。由于提升机的爬行速度约 0.30.5 m/s ，并经常要求电动机发出正力， 故单纯的动力制 动装置解决不了低速正力爬行， 必须采取技术措施 或加装一些辅助设备。交流拖动方式中， 目前主要 采用脉冲爬行、 微拖爬行和低频爬行三种方法。现 运行的矿井大部分使用脉冲爬行方法， 即在爬行阶 段将电动机接人大量电阻， 手动或 自动地多次通断 电动机电源。这种方法虽然可减少部分设备投入， 但由于其机械特性较软， 不易控制， 易出现高速误操 作， 且多次通断电动机电源对机械和电气设备产生 较大的冲击。微拖爬行是加装了一套微机拖动装 置， 在爬行阶段将电动机从电网切断， 接通微拖动电机， 从而获得要求的

3、爬行速度。此种方法使微拖动电机运行在自然特性曲线L， 特性很硬， 运行速度稳定 ， 但需加装一套辅助设备和压气能源， 且占地面积大。低频拖动是通过增加一套低频电源装置实现电 动机的再生发电制动和低频爬行， 而不需要与动力 制动配合即可独立完成减速和爬行阶段， 不但制动性能好， 而且爬行速度稳定。从低频拖动装置的实际运行效果看， 意义深远。本文重点介绍低频拖动 的技术原理和效果分析。 2 低频拖动原理 低频拖动是由低频电源供电的频率控制系统， 实现低频发电制动和低频爬行，并可比较经济合理地兼顾减速和爬行两个阶段。由交流异步电动机的 工作原理， 其同步转速和电源频率，关系式为： n =6 0f/p

4、 式中： P一极对数。 由公式可知， 当电源频率，降低时， 电动机的同 步转速 n也随之下降。其机械特性曲线如图 1所 示 。 ( 1 )技术分析由图 1 分析： 等速阶段主电机以 。 转速运转。 当减速开始时， 提升电动机从 5 0H z电源切断， 经过 0.5S的消弧时间后， 给电动机加入 3H z 左右的低 频电源且接人大量电阻， 电动机由0.5s 的自由滑 行被牵人低频运行曲线，进入再生发电制动状态， 此 时制动点落在图中的 a点，电动机发出负力进行制 动。根据电流或时间原则， 当速度降到 b点附近时 切除一段电阻， 又进入另一条特性曲线的 C 点， 然后 又减速到d点再切除一段电阻，

5、 其余类推， 最后将电 阻全部切除 制动曲线就是沿着a、b、c、d、e、f、g、h、i 到达自然特性曲线 2上， 经过同步转速点 n自然 过渡到爬行速度 n。然后提升电动机在低频 自然 特性曲线上按电动状态连续、 低速、 稳定运行至停车 位置， 完成爬行阶段。由于提升电动机在减速时转 子回路接人了大量电阻， 电动机是运行在再生发电 制动区内， 故提升机的机械能转换成电能后， 大部分消耗在转子回路内， 不需另加直流电源装置即可获得明显的动力制动的效果， 且可消除提升机失控现 象， 大大提高了提升机的正常安全运行性能。 ( 2 )主要特点 1 )减速阶段可保证提升机较准确地按给定速 度图运行， 不

6、仪节约电能， 而且制动性能好， 达到安 全可靠。 2 )低频发电制动减速到低频爬行是一种 自然 过渡， 从根本 消除了提升机失控现象， 也不需要任 何主线路的转换。若动力制动方式， 只能解决制动 减速而不能解决爬行问题 ， 在爬行阶段需另设微机 拖动装置或采用脉冲爬行。 3 )低频电源供电时， 提升电动机可以在 自然特 性曲线上按发电制动、 电动状态连续低速、 稳定运 行， 可避免爬行段二次给电造成的高速误操作。 4 )低频拖动的机械特性较硬、 爬行速度稳定、 容易控制， 而且速度可控制在 0.5m/s以下。这样 可安全可靠地用来检查和更换钢丝绳、 检查和修理 井筒 、 更换提升水平、 低速下

7、放和提升重物等。 3 经济效果分析 ( 1 )提高安全运行能力 低频拖动在提升机减速阶段， 由再生发电制动 方式代替了动力制动， 不需另加任何直流电源， 可节 省一套可控硅整流装置和辅助设备， 大大减少了维 修量和设备配件的投入； 在提升机爬行阶段， 电动机 运行在低频 自然机械特性曲线上速度稳定又易控 制， 可避免二次给电对机械、 电气设备造成的冲击和 电传消耗， 极大提高了提升机的安全运行能力。 ( 2 )节约电能 以年产 2 5 0 0 t a的集团公司为例， 现大多数提 升机采用动力制动方式， 爬行段采用脉冲爬行即二 次给电， 一般情况下每台提升机每天提升时间平均 为 1 4 h ，

8、每个提升循环时间平均按 9 0 s 计算， 提升 机爬行阶段二次给电次数平均为2 3次， 每次约为1 0 s ， 则每天平均每台提升机在爬行阶段二次给电 次数为： ( 1 43 6 0 09 0)( 23)=1 1 2 01 6 8 0次 每天二次给电时间为： ( 1 1 2 01 6 8 0)1 0=1 1 2 0 01 6 8 0 0 s ， 大约 3 1 4 7 h 。 每台提升机装机容量平均按 4 0 0 k W计算， 每 天爬行段二次给电电耗为： ( 3.14.7)4 0 0= 1 2 4 01 8 8 0 kWh。 低频拖动时， 其低频频率的确定以满足爬行速 度要求为依据， 其频率

9、大小与提升机最大运行速度、 爬行速度及电源数据等因素有关： f1f= f1vc/vmax ( Hz ) 式中 f1 -工频频率， H z ； vc-爬行速度， m s ； V m a x -最大速度， m s ； 低频频率( 一般在2 4 H z 左右) ，H z 。 低频拖动爬行阶段电耗在低频频率 确定之 后， 再由下式计算 ： P l f =p Nkuc f1f / f1式中：P l f-低频电源容量， k w； p N-提升机主电机容量， k W； kuc-电压补偿系数。 在实际应用中， 频率越低，kuc取值越大， 一般取 kuc =1.4 5， 取 f = 3 H z ， =5 0H

10、z 则：P l f =p Nkuc f1f / f1=4 0 0X1.45X35 0 =3 4.8k W 每天爬行电耗为： ( 3.1 4.7 )3 4.8=1 0 8 1 6 4k Wh。 若将交流提升机的二次给电减速爬行改造成低 频拖动减速爬行， 则每台提升机每天节约 电能： ( 1 2 4 01 8 8 0 )一( 1 0 81 6 4 )=1 1 3 21 7 1 6 k Wh 。 目前 ， 全集团公司的提升机约 9 0台左右， 若全 部采用低频制动之后， 每天可节约电能： 9 0( 1 1 3 2 l 7 l 6)=1 0 1 8 8 01 5 4 4 4 0 k Wh 每年按3 6 0 d计算， 则每年可为集团公司节约电耗约3 6 0 05 4 0 0万 k Wh 。 专心-专注-专业