變頻調(diào)速是近年來發(fā)展起來的一門新興的交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)，利用改變被控制對(duì)象的電源頻率，可實(shí)現(xiàn)了交流電動(dòng)機(jī)大范圍無極平滑調(diào)速，并在運(yùn)行過程中能隨時(shí)根據(jù)用戶的需求調(diào)整速度，使提升機(jī)始終處于比較佳運(yùn)行狀態(tài)，在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)均有很高的效率，節(jié)能效果很明顯。采用矢量控制變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，由于使用方便、可靠性高并且經(jīng)濟(jì)效益非常明顯，所以在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。

通過調(diào)研與論證，結(jié)合本公司礦井提升的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，比較終我公司技術(shù)中心做出決定，對(duì)提升機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速改造，利用在機(jī)械行業(yè)中廣泛使用的，自整角機(jī)來作為控制變頻器的速度給定。

矢量控制變頻器選用希望森蘭科技股份有限公司生產(chǎn)的SB70G250KW高性能系列矢量控制變頻器，該系列矢量控制變頻器的主要特點(diǎn)是：集成高精度轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制算法，具有250%瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制能力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)和準(zhǔn)確控制，能以很高的精度進(jìn)行寬范圍的調(diào)速運(yùn)行；獨(dú)創(chuàng)的多模式PLC運(yùn)行功能，特別適合工業(yè)制造設(shè)備等應(yīng)用；實(shí)用的多段速功能：提供編碼、直接、疊加和個(gè)數(shù)選擇方式；強(qiáng)大的PID功能等；具備強(qiáng)大的編程功能，用戶可自定義內(nèi)部I/O模塊；轉(zhuǎn)差補(bǔ)償，AVR自動(dòng)穩(wěn)壓功能。模擬量輸入可設(shè)置為10V，當(dāng)模擬量輸入信號(hào)由正變到負(fù)時(shí)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向也隨之改變，反之亦然。在自整角機(jī)上設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，使操縱桿從中心零位開始往前輸出正信號(hào)，往后輸出負(fù)信號(hào)，這會(huì)給使用上帶來方便。

斜井提升負(fù)載特性是摩擦性位能負(fù)載，屬恒轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載。提升機(jī)帶五個(gè)斗，裝滿物料沿斜面起動(dòng)上行時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩要克服負(fù)載阻轉(zhuǎn)力矩和摩擦力，逐漸加速到全速運(yùn)行，快到井口時(shí)，要逐漸減速。為提高效率，上行加速段和減速段的時(shí)間要盡量短，上行加速的時(shí)間可適當(dāng)加大矢量控制變頻器的容量來保證，由于負(fù)載重慣性大，當(dāng)要求減速時(shí)間短時(shí)，上行的減速過程中有再生能量產(chǎn)生，會(huì)使矢量控制變頻器直流側(cè)電壓升高而“過壓”，為此，需要用能耗制動(dòng)單元加制動(dòng)電阻或回饋單元處理再生能量；在下放過程中，提升機(jī)帶的已經(jīng)是空斗了，但在快速下放的過程仍有再生能量產(chǎn)生，也需要處理再生能量。

原系統(tǒng)電機(jī)是185kW的6極繞線式電機(jī)，在平時(shí)工作電流在280-380A，為保證安全，提升機(jī)上行或下行起動(dòng)時(shí)，是要加制動(dòng)的，起動(dòng)完成后一瞬間再松開制動(dòng)。在這種情況下運(yùn)行電流有時(shí)候會(huì)超過電機(jī)額定電流，達(dá)到400多安培。變頻調(diào)速后，提升機(jī)上行或下行起動(dòng)時(shí)，仍是要加制動(dòng)的，變頻器輸出頻率到0.3Hz有足夠大的力矩時(shí)再松開制動(dòng)。盡管0.3Hz以下電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，但由于輸出頻率低，輸出電壓也低，電機(jī)不會(huì)過流。在生產(chǎn)中，裝載的物料有時(shí)可能會(huì)超載，考慮重載加速時(shí)間短，選型時(shí)矢量控制變頻器容量需要加大，本例矢量控制變頻器為280kW，這樣有利于電機(jī)在過載時(shí)候矢量控制變頻器有足夠的過載能力。

傳統(tǒng)繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速方式，在礦井提升機(jī)上使用較多。轉(zhuǎn)子串的電阻上消耗了大量的轉(zhuǎn)差功率，速度在越低時(shí)消耗的轉(zhuǎn)差功率就越大，相對(duì)浪費(fèi)的電能就越多。使用矢量控制變頻器調(diào)速后，沒有轉(zhuǎn)差率的消耗，功率因數(shù)也有提高，節(jié)能非常顯著。變頻調(diào)速控制方案，推動(dòng)了提升機(jī)電氣控制技術(shù)的進(jìn)步，完全滿足吊車的軟啟動(dòng)、軟停車、無沖擊、平滑調(diào)速功能，有效降低系統(tǒng)的能耗及機(jī)械的維護(hù)成本，延長機(jī)械的使用壽命。

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