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焦作演馬礦副井380KW交流提升機電控系統改造

2017-11-15 10:59:12 點擊數:

一、概述

     焦作演馬礦副井提升機為2JK-3/20A型提升機,其電控系統采用繼電器邏輯控制的交流提升機。

     提升機型號:2JK-3/20A

     主電動機參數:

     型號: JR158-8                      額定功率:380KW

     定子參數:  6000V/46.4A               轉子參數:522V/439A  

     滾筒直徑:  3m                       轉數:736r/min

     提升速度:  5.4m/s

     井深: 185.4m

二、原電控系統存在的問題

   1、原系統采用繼電器多,查找故障困難,維修量大。

   2、原系統采用模擬調速,環節多,系統穩定性差。

   3、原系統換向和調速控制部分采用空氣接觸器,調速采用轉子串電阻方式。維修困難、維護費用高,并消耗大量電能。機械噪音及電磁噪音高,嚴重污染環境。

   4、原系統技術落后,產品性能差。

三、全數字變頻調速系統的方案確定

    利用目前國內外先進、成熟的全數字變頻調速系統技術徹底改造老電控系統。

四、新變頻控制系統的主要技術性

    新系統采用日本進口的Fx2N系列可編程控制器實現邏輯控制。

    采用日本14寸彩色液晶屏顯示力圖、速度圖、提升各種壯態及各種保護顯示。

    采用了JTDK-GBP變頻調速裝置組成的變頻柜。      

五、新變頻電控系統的運行狀況

    焦作演馬礦副井于20079月投入運行,從該產品的運行狀況看各種保護功能完善可靠,節能效果明顯。 使用效果很好,JTDK-GBP高壓變頻調速系統的結構由移相變壓器、功率單元和控制器組成。6KV系列有18個功率單元,每6個功率單元串聯構成一相,結構簡單維修方便,深受工程技術人員及操作工人的好評。

  變頻器具有如下特點:

  JTDK-GBP系列高壓變頻調速系統以高可靠性、易操作、高性能為設計目標,滿足用戶對于異步交流電動機類機械調速節能、改善生產工藝的迫切需要。本調速系統適配各種通用三相異步電動機 。JTDK-GBP系列高壓變頻調速系統采用新型IGBT功率器件,全數字化微機控制,具有以下特點:

  GBP系列高壓變頻器采用交-直-交直接高壓(高-高)方式,主電路開關元件為IGBT。由于IGBT耐壓所限,無法直接逆變輸出6kV、10kV,而因開關頻率高、均壓難度大等技術難題無法完成直接串聯。GBP變頻器采用功率單元串聯,疊波升壓,充分利用常壓變頻器的成熟技術,因而具有很高的可靠性。

 

  主隔離變壓器(以下簡稱主變壓器),強迫風冷,有使用壽命長、免維護等優點。變壓器原邊為Y型接法,直接與高壓相接。 組數量依變頻器電壓等級及結構而定,3kV系列為9個,6kV系列為18,10kV系列為27個,延邊三角形接法,為每個功率單元提供三相電源輸入。

  由于為功率單元提供電源的變壓器副邊繞組間有一定的相位差,從而消除了大部分由單個功率單元所引起的諧波電流,所以GBP變頻器輸入電流的總諧波含量(THD)遠小于國家標準5%的要求,并且能保持接近1的輸入功率因數。圖2.2為6kV系列(每相六單元串聯)輸入電流實錄波形,電流峰值120A,幾近完美的正弦波。

  

  ● 輸入功率因數高,電流諧波少,無須功率因數補償/諧波抑制裝置;

  ● 輸安裝、設定、調試簡單;

  ● -高電壓源型變頻器,直接6KV輸入,直接6KV輸出,不需要輸出

   變壓器;

  ● 全中文WINDOWS操作界面,彩色液晶觸摸屏;

  ● 可滿足電動機的四象限工作要求;

  ● 出階梯SPWM波形,無須輸出濾波裝置,對電纜、電機絕緣無損害

   諧波少,減少軸承、葉片的機械振動;

  ● 功率電路模塊化設計,維護簡單;

  ● 高壓主回路與控制器之間為多路光纖連接,安全可靠;

  ● 完整的故障監測電路、精確的故障定位和報警保護;

  ● 自帶冷卻風機;

  ● 可靈活選擇現場控制/遠程控制;

  ● 可接受和輸出4~20mA/4~20mA工業標準信號;

  ● 內置PID調節器;

  完整的通用變頻器參數設定功能

  新老電控系統比較: 

 

老系統

新系統

技術先進性

落后

先進

噪聲

震動

維護量

很小

性能

穩定性

很好

 

六、節電情況

    傳統的繞線轉子電動機串電阻調速系統,是通過改變電機的電動功率和轉子的轉差功率分配來調節速度,除負力下放外電機消耗的總功率不變;而變頻調速方式時,通過調節電機的拖動速度來調節電機功率。

節電效果示意圖如圖所示,負力提升時,四象限變頻調速系統全程不消耗電能,電機發生功率全部返回到電網上,此種提升方式節能效果最好;在加速段,傳統串電阻調速電機將消耗1.5倍左右的額定功率方能正常拖動,而變頻調速系統在加速段的輸出功率即為調速功率部分,此段節能效果較好。正力提升時,減速段、爬行段的節能效果和加速段基本一致。

 

 

    經過一年多的運行證明,四象限變頻調速與傳統的調速相比,節電率在30%左右,大大節省了礦山對電能的消耗,在降低了生產成本的同時,也提高了礦井的生產率。

系統硬件配置圖:

、結論

    焦作演馬礦副井運行試驗表明:該產品將國際上成熟的工業控制計算機--可編程控制器和國內成熟的高壓變頻應用在絞車電控上,設計思想先進,使用方便,維護量小,保護性能完善可靠,節能增產效果好,深受該礦工程技術人員及操作工人的好評,具有廣泛的推廣價值。

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