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1、院系：内蒙古科技大学煤炭学院机电工程系专业：电气自动化技术班级：10-1班姓名：于学涛学号：1029309121指导教师：张博 李宇设计题目：变频器在矿山提升绞车调速中的应用及分析 根据提升机对电控系统的要求，提升机的电气传动方案一般有以下几种，现将几种传动方案进行比较。1、绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速系统2、GM直流可逆调速系统：VM直流可逆调速系统：交流电动机交交变频调速系统：三相异步电动机定子每项电动势的有效值为：由式可知，只要控制好 和 ，便可达到控制磁通m 的目的，对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基频以上两种情况。1、基频以下调速、基频以下调速由上式可知，要保持 m 不变
2、，当频率 f1 从额定值 f1N 向下调节时，必须同时降低 E1 ，使。近似地补偿定子压降。带定子压降补偿的恒压频比控制特性示于下图中的 b 线，无补偿的控制特性则为a 线。如图1所示。2、基频以上调速基频以上调速在基频以上调速时，频率应该从f1N向上升高，但定子电压Us 却不可能超过额定电压UsN ，最多只能保持Us = UsN ，这将迫使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。把基频以下和基频以上两种情况的控制特性画在一起，如下图所示。如果电机在不同转速时所带的负载都能使电流达到额定值，即都能在允许温升下长期运行，则转矩基本上随磁通变化，按照电力拖动原理，在基频以下，磁通恒定
3、时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于“恒功率调速”。如图2所示。 温升下长期运行，则转矩基本上随磁通变化，按照电力拖动原理，在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于“恒功率调速”。如图2所示。功率单元利用IGBT进行同步整流：同步整流 控制器实时检测单元输人电压幅值及相位，通过控 制整流侧IGBT所产生的电压与单元输入电压的相 位差，从而控制电功率在电网与功率单元之间的流 向一单元电压相位超前，功率单元将电能回馈给 电网，反之电功率由电网注人功率单元。 电功率的大小及流向由单元电压决定。
4、就同步 整流而言，整流侧相当于一个稳压电源，相位偏差 通过单元稳压值与单元实际电压误差、PID调节生变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变同步转速，从而实现交流电机调速的一种方法，变频调速调速范围宽，平滑性好。具有优良的动、静特性，是一种理想的高效、高性能的调速手段变频调速系统可以直接在线启动，启动转矩大，启动电流小，减小了对电网和设备的冲击，并具有转矩提升功能，节省软启动装置。变频器内置功能多，可满足不同工艺要求，具有外部接口端子，可同计算机，PLC联机。便于实现自动控制（1）、矿井提升机概况）、矿井提升机概况内蒙古大中矿业书记沟铁4号井矿（风井区）副井提升系统，目前，副井提升机电控系统
5、多采用交流电动机转子回路串电阻调速，由于采用常规继电器控制，导致系统调速 精度低,可靠性差，维护费用大，电机启动电流及切换电流冲击大，设备运行不平稳，易引起电气及机械冲击；且 控制线路复杂，工作稳定性和可靠性差，缺少故障诊断。功能，排查故障困难；转子回路串接电阻，白白消耗电能造 成能源浪费；电机滑环处容易发生接触不良，引发设备故障，造成维护工作量增加及维修材料费用升高；并且所有 接线端子裸露在外，暴露在空气中，给提升安全带来极大的危害。因此，对该类型提升机电控调速系统进行改造升 级是非常必要的在加速过程中，交流接触器KM1KM10逐级吸合，转子回路电阻依次减小，以保证加速力矩的平均值不变。 如
6、果要求电动机低速运行，则需在转子回路串较大电阻。为了解决减速段的负力要求，采用动力制动方案，即将定 子侧的高压电源切除，在定子绕组上施加低频电源，让电动机工作在发电伏态。随着4号矿出矿产量的不断提升，开掘工作量急剧上升，特别是三水平重点工程，随着该工程的快速开拓，矿 井提矿量也相应地增加，在现有提升条件下，副井提升系统只能采用压缩检修时间来满足生产需要。副井提升电控系统现使用的电控装置为JKMK-J-B-300I型常规继电器控制系统，采用转子串电阻调速的方 式，此调速方式技术相对落后，无效功耗过大，结构复杂，且运行效果很不理想，该系统由常规的继电器、自整角 机、磁放大器等电气元件组成逻辑控制电
7、路。电气控制系统虽然设计有多种控制功能，但有些功能在现场实现起来 非常困难；并且控制逻辑功能使用了大量的电气触点，这些触点又都是暴露在空气中，受灰尘和大气氧化的影响， 时有失效现象发生；再加上有些功能是电参量与机械闸形成闭环控制，跟随性很差，。导致电气保护功能、控制精度 和可靠性较差，控制系统相关的保护功能失效，系统运行安全得不到保证，而且维护工作量较大改造前经常出现紧急停车事故，容易对钢丝绳造成 损坏，改造后使用全自动就可避免紧急停车，制动平 稳，可延长钢丝绳的使用寿命。使用后与使用前耗电 量的比较，可节电27%，按此计算，副井现每勾耗电 17.5kW/h (由绞车技术性能测定报告中查出），副井绞 车目前提升勾数为250勾，每年按350天计算，每kW/h按0.53元，年可节电413437.5度，节资21.91万元 感谢各位老师的指导！