高压变频器在煤矿主井提升机改造中的应用
高压变频器在煤矿主井提升机改造中的应用
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其每天约２ 多小时连续运 行是煤矿生 产中的丰 Ｏ
要耗能设备 ，对 其进行变频 改造 、节能 经济运
行尤为必要。
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煤矿地面的大动 力设备 ｌ要也捅 ：丰井提 丰
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风机 、压风 机等高压大功率 用电设备 。因此 ， 频改造着手进 行 。尤其煤矿 的 外主提升 机闲
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２ １主立井提升机参数 ． 日前 ， 主立井提升 系统 是双钩｝ ８ ； 吨箕 斗缠 ． 图３ 系统原理拓扑图
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５ 、提升机变频改造的收益 丰立井 提升机机高压 变频 改造后除给用户
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高压变频控制器在煤矿主提升机上的应用浅述胡江宁
高压变频控制器在煤矿主提升机上的应用浅述胡江宁发布时间：2023-06-14T05:47:03.007Z 来源：《工程建设标准化》2023年7期作者：胡江宁[导读] 提升机是矿山生产的重要的大型设备。
在煤矿企业的生产中，矿井提升机担负着提煤、运料的繁重任务，在整个生产中占据着比较重要的位置，其电气传动及控制装置一直是行业内的一个重要研究领域。
本文介绍了高压变频器在矿山提升机上的应用情况。
对原矿山提升机系统作简要介绍，并对高压提升变频调速系统性能、安装、改进作了论述，并总结了高压变频控制器调速系统的优势和推广意义，具有较高的理论参考价值。
开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司河北唐山 063000摘要：提升机是矿山生产的重要的大型设备。
在煤矿企业的生产中，矿井提升机担负着提煤、运料的繁重任务，在整个生产中占据着比较重要的位置，其电气传动及控制装置一直是行业内的一个重要研究领域。
本文介绍了高压变频器在矿山提升机上的应用情况。
对原矿山提升机系统作简要介绍，并对高压提升变频调速系统性能、安装、改进作了论述，并总结了高压变频控制器调速系统的优势和推广意义，具有较高的理论参考价值。
关键词：高压变频；调速系统；提升机；应用0 引言提升机作为一种运输设备，可以在煤矿生产作业中发挥出重要作用，煤矿提升机须具备安全可靠、定位准确、运行高效的优势。
高压变频器在煤矿提升机中有着越来越广泛的应用，其不仅具备良好的调速性能，而且节能性良好，逐渐成为国家节能工程中重点、推广应用的技术。
1 提升机对变频器的要求由于提升类负载对变频器有特殊要求，普通变频器不能直接用到提升机上。
提升机对变频器要求如下[１]：可靠性高，可实现实现四象限运行，有完善的数字控制功能，能适应恶劣环境，具有标准数字通信接口，运行速度曲线成S形，加减速平滑等等.2 高压提升变频调速器2.1 高压提升变频调速器简介高压提升变频调速器采用最新型西门子IGBT为主控器件，采用最新的矢量控制变频调速技术完成提升机的四象限运行，用于鼠笼式电机或绕线式转子串电阻电机控制，既可用于新矿井安装，也可用于老矿井改造。
浅谈变频器在矿井提升机改造中的应用
浅谈变频器在矿井提升机改造中的应用摘要：矿井提升机是煤矿生产过程中的重要设备。
提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。
关键词：矿井提升机改进1.常用提升机概况矿井提升机是煤矿生产过程中的重要设备。
提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。
一般煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。
煤车厢与火车的运货车厢类似，只不过高度和体积小一些，在井口有一绞车提升机。
由电机经减速器带动卷筒旋转，钢丝绳在卷筒上缠绕数周，其两端分别挂上一列煤车车厢在电机的驱动下将装满煤的一列车从斜井拖上来。
同时把一列空车从斜井放下去，空车起着平衡负载的作用，任何时候总有一列重车上行不会出现空行程。
电机总是处于电动状态这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动，减速制动。
而且电机的转速一定规律变化，斜井提升机的动力由绕线式电机提供采用转子串电阻调速2.提升机系统中的弊端目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统。
电阻的投切用继电器，交流接触器控制这种控制系统由于调速过程中交流接触器动作频繁，设备运行的时间较长，交流接触器主触头易氧化，引发设备故障。
另外，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差经常会造成停车位置不准确提升机频繁的起动，调速和制动。
在转子外电路所串电阻的上产生相当大的功耗，这种交流绕线式电机串电阻调速系统属于有级调速调速的平滑性差。
低速时机械特性较软，静差率较大，电阻上消耗的转差功率大，节能较差，起动过程和调速换挡过程中电流冲击大、中高速运行震动大，安全性较差。
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高压变频调速技术在矿井提升机中的应用
0引言矿井提升机是利用电机拉动卷筒上的钢丝绳来牵引容器在井筒或者斜坡上的轨道内运行的运输设备。
提升机的运行过程一般包括起动、加速、匀速、减速、停车等几个阶段。
矿井提升机的运行时间与牵引速度、容器的加减速时间、井道的坡度和深度等因素有关。
因此安全平稳快速的完成一个工作循环直接影响到提升机的工作效率。
提升机的速度控制是影响这一性能的关键因素。
1矿井提升机调速系统存在的问题目前矿井提升机采用的调速方式是分段有级控制，通过给电动机转子串入附加电阻，加大电动机转差率，进而降低电机的数度，通过控制串入的电阻的大小来控制电动机的转速。
这种方式存在的问题是：①这种速度控制方式串入的电阻属于耗电元件，一部分输入的电能转化为热量，并且发热量较大，造成电能浪费。
②控制电阻串入大小的交流接触器很容易损坏，引发提升机故障。
③串电阻式调速方式属于有级调速，提升机在减速和爬行阶段的速度控制需要考制动闸皮的摩擦力来实现。
速度控制不准确。
④串电阻式调速方式在控制提升机开机或换档时瞬间电流较大，容易造成机械系统的冲击。
影响电动机的使用寿命。
⑤随着矿井设备品种的多样化及智能化，煤矿对机电设备的集中控制要求过来越高，这种控制方式不能满足集中控制的要求。
2高压变频调速技术由于串电阻式方式已经不能满足煤矿生产的需要，因此采用高压变频调速技术来控制矿井提升机，安全性能高，低速转矩大，可实现恒转矩无级调速及加速度控制，同时能将电机发电工况下的能量反馈给电网，减少电流污染。
可满足集中控制要求。
高压变频调速技术能提供各运行阶段的速度保护，例如减速运行段过速，及接近井口不能超过2m/s 的限速保护等等；高压变频调速技术避免由于过卷、编码器故障及反转等故障引起的超越提升机行程现象。
2.1高压变频技术原理及关键技术高压变频调速技术能实现高功率输出及电流的稳定控制，一般通过两种方式实现，一种是单元串联多电平技术，这种技术的功率单元与电压相加回路串联。
可得到稳定的单向交流输出。
变频器在煤矿提升机控制中的应用分析
变频器在煤矿提升机控制中的应用分析变频器是一种广泛应用于煤矿提升机控制系统中的设备，其应用在提升机的运行中起着重要的作用。
本文将分析变频器在煤矿提升机控制中的应用。
1. 变频器的基本原理及作用变频器是一种电子设备，用于控制交流电机的转速。
它通过改变电源频率来改变电机的转速，从而实现对提升机的运行速度的控制。
变频器可以实现提升机的平稳启动和停止，调整运行速度，提高运行效率，降低能耗，减少设备损坏等。
2. 变频器在提升机启动中的应用在煤矿提升机的启动过程中，传统的直接启动方式会带来较大的起动电流冲击，容易对电网和设备造成影响，同时也会对提升机的机械部件造成较大的损伤。
而采用变频器控制的启动方式，可以通过调整变频器的输出频率和电压实现平稳启动，避免冲击，保护电网和设备，延长设备使用寿命。
3. 变频器在提升机调速中的应用煤矿提升机的运行速度需要根据实际情况进行调整，传统的调速方式通常依靠机械传动或者调整电源电压来实现，但这些方式不够灵活，调速范围较小。
而采用变频器控制的调速方式，可以通过改变变频器的输出频率来实现提升机的精确调速，实现提升机在不同工况下的精确运行。
4. 变频器在提升机制动中的应用提升机在减速和停止的过程中需要进行制动，传统的制动方式通常是采用机械制动或者电阻制动，但这些方式存在能耗高、制动效果不佳等问题。
而采用变频器控制的制动方式，可以实现电机的反馈制动，将电机的动能转换为电能，节约能源的同时也提高了制动效果。
5. 变频器在提升机故障诊断中的应用煤矿提升机设备的故障会对生产效率产生影响，因此及时准确地进行故障诊断和排除是非常重要的。
采用变频器控制的提升机系统可以通过监测和分析变频器的运行状态、电流、温度等参数，实现对故障的快速诊断和预警，提高故障排除的效率，缩短停机时间，保证生产的连续进行。
综上所述，变频器在煤矿提升机控制中具有很大的应用潜力。
通过使用变频器控制系统，可以实现提升机的平稳启动和停止、精确调速、高效制动以及故障诊断等功能，提高设备的运行效率，降低能耗，延长设备寿命，同时也提高了煤矿提升机系统的安全性和可靠性。
变频器在矿井提升机中的应用
变频器在矿井提升机中的应用变频技术具有启动平稳、调速功能好、节能降耗的特点，在矿井提升机中广泛被应用。
本文主要就变频器在矿井提升机中的应用进行分析，同时对选择变频器应注意的事项进行探讨。
标签：变频器;矿井提升机;应用一、提升机电控系统现状提升机电控系统主要分为交流和直流2种。
交流提升机电控系统主要有3种形式：（1）串电阻调速电控系统，由绕线电机+串电阻调速+PLC安全工艺控制组成;（2）高压变频调速系统，由具有能量回馈特性的四象限高压变频调速装置+相关电器组成;（3）基于晶闸管交交变频调速系统，适用于大功率、低速控制场合。
全数字直流调速系统以微处理器为核心，由数字调节单元、晶闸管变流器、电抗器、变流变压器和直流快速开关等组成。
变频技术的出现，在很大程度上冲击着直流调速，但由于全数字直流调速系统的出现，提高了直流调速系统的精度和可靠性，直流调速系统仍将处于十分重要的地位。
矿井提升机即可正向和反向提升，又可正向和反向下放，因此提升机对电控系统有较高要求。
目前国内广泛使用的交流PLC提升机电控系统设计思路基本参照TKD系统，硬件减速开关安装在牌坊式深度指示器上，井筒开关设置及系统行程校正方式不合理。
交流提升机控制系统无法真实反映游动滚筒所带容器实际位置，在打离合、对绳等特殊作业时，需要检修工、司机谨慎操作。
目前，在矿井提升机领域应用较多的是异步电动机交-直-交变频和大惯量低速同步电动机的交-交变频两大类。
与直流电动机相比，这2类具有维护量小、结构简单、使用方便、价格低廉等优点。
二、变频技术的特点（1）启动平稳由于矿井下作业的特点，大部分作业设备都位于井下，这就对煤矿供电系统提出了更高的要求。
但大部分煤矿的供电系统在长期的运行过程中都有很多不足的地方，这些不足的地方将直接影响到设备在启动时的电压瞬间下降，电流突增，这种情况将直接影响到井下作业设备的运行，甚至烧毁部分设备，为井下事故的发生埋下了不安全隐患。
高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用探索
高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用探索摘要：随着社会经济形势的变化、技术的更新，提升机被广泛应用到了各个行业，根据其应用效果，在矿山行业内的应用效果最为明显，合理应用提升机，可在矿山企业内形成崭新的工作模式，整体的工作效率显著提高，给企业带来巨大的经济和社会效益。
作为矿山企业中的关键设备，在运行和使用的过程中出现了任何的故障，都可能会影响正常的生产任务开展。
基于此，本文就高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用进行简要探索。
关键词：高压变频器；矿山提升机；应用1矿井提升机驱动系统性能概述传统的矿井提升机以继电器-接触器为其控制系统主要元器件，但其在运行过程自动化、智能化等方面一般，新型矿井提升机采用先进的自动化控制系统。
新型矿井提升机控制系统由主控系统、行程控制系统、驱动系统、信号系统及监控系统组成，提升机开启后其上位机会实时显示运行状态，便于监控管理，并通过各项现代化技术的应用，提升生产效率。
变频器是矿井提升机变频驱动系统的关键部件，一端连接电源和驱动电机，另一端连接控制系统；控制系统向变频器发出指令，变频器便依据指令进行输出电流频率的调整，控制驱动电机在不同频率下运行。
依据《煤矿安全规程》，矿井提升机在运送人员和物料时应严格按照0.75m/s2和1.25m/s2的加速度控制，如遇紧急情况需改变速度或急停时，必须平滑缓慢改变运行速度，保证运行的可靠性和稳定性。
2高压变频器的工作要求在提升机电控系统中的应用高压变频器需符合以下要求：（1）在使用高压变频器的过程中，要提高生产作业和设备运行的安全性，由于矿山作业环境具有复杂性，因此必须确保在高压变频器中采用现代化技术。
（2）高压变频器具有传统系统所不具备的调速控制功能，完全可在提升机的运行中达到无级调速的目的，在操作过程中，提升机保持四象限运动的状态，因此为保障高压变频器的配置可满足矿山提升机的使用要求，需确保高压变频器可应对系统运行时电能需求量控制要求，以控制系统能耗。
高压变频器在煤矿提升机上的应用
高压变频器在煤矿提升机上的应用摘要:田陈煤矿副井提升机负责全矿的人员和物料的提升，原电控系统采用的是交流提升机电控系统，采用串电阻调速方式，故障率高，耗电量大，且对工作人员的工作环境产生不利的影响。
田陈煤矿通过对副井绞车电控系统改造，使绞车的电控系统使用高压变频装置，绞车拥有转速启动功能，实现电机在旋转中再启动，且有充足的过载能力，工作可靠、安全，低速爬行平稳，转速精度高，加速曲线直、不抖动，减速能量回馈，较好的节电效果。
Application of High V oltage FrequencyConverter in the auxiliary shaft hoistAbstract: Tian Chen coal mine auxiliary shaft hoist is responsible for all personnel and materials to enhance the original electronic control system uses AC hoist control system, using the series resistance speed control mode, failure rate, power consumption, and work staff adversely affect the environment. Tian Chen through the auxiliary shaft mine winch electric control system, so that the winch system uses high frequency electronic control gear, winches have speed start function, the motor in the rotation and then start, and there is plenty of overload, reliable, safe, slow speed steady speed, high precision, acceleration curve straight, do not shake, slow energy feedback, better energy-saving effect.关键词:变频器；变频调速；提升机Keywords:frequencyconverter;speedgoverningwithfrequencyconversion;hoist前言矿井提升机是在繁重而又复杂的条件下进行工作的设备，因此要求提升机的拖动装置能适应频繁启动、停止、调速及换相，并能实现重载启动。
高压变频器在煤矿主井提升机中的应用研究
高压变频器在煤矿主井提升机中的应用研究摘要：本文重点阐述了高压变频器在煤矿主井提升机中的应用，主要包括变频系统的介绍，变频改造煤矿主井提升机，高压变频器的工作原理，以及应用效果分析。
关键词：高压变频器；煤矿；提升机；应用0 引言煤矿生产的一个重要设施是煤矿提升机，矿井提升机是矿井生产的咽喉，对矿井的生产及安全起着至关重要的作用。
提煤是煤矿提升机的重要功能，在有的时候还要求提升工作者。
煤矿提升机要求十分高的电气传动性，这是由于电气传动性的孬好直接关乎煤矿的生产效率，在有些情况下还会阻碍煤矿的顺利生产，煤矿提升机的电气系统需要是能够准确地定位与制动、动态响应速度快、四象限工作、调速精度高、调速特性硬，稳定性高等。
传统的大多数矿井提升机普遍使用交流绕线式电机转子串电阻调速控制系统，这种调速方式技术落后，且运行效果较差，转子串电阻调速产生大量的能耗；占地面积大，控制电路复杂，接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏，启动电流大，运行不平稳，噪声大，严重污染矿井周围的环境。
随着电气传动技术，尤其是变频调速技术的进一步发展，单象限高压变频调速技术已经基本成熟。
最新研制的提升机高压大功率四象限变频调速装置，使得提升机在整个运行过程中实现无极变频调速，扩大了交流提升机应用范围，提高了电控装备水平。
1 变频系统1.1 功率单元变频部分借助当今普遍应用的功率单元串联H桥型多电平，变频功率单元的设计是模块化，有着相同的电气与结构性能，能够进行互换。
它是交—直—交三相整流/单相逆变电路的基本拓扑。
重点涵盖放电板、显示板、IGBT驱动板，主控制板（涵盖通讯电路、故障检测电路、控制电路）。
二极管三相全波整流的整流侧，脉动的直流由电容器滤成可靠的直流电源。
实施正弦PWM调控IGBT 逆变桥，能够输出正弦单相交流。
制动IGBT借助制动电阻释放直流侧太高的能量。
过压抑制器是为了避免刹那改变的电压对功率器件构成损害，有效地保护逆变电路。
高压变频器在矿山提升机方面的应用分析
高压变频器在矿山提升机方面的应用分析摘要：作为一种重要的机械设备，提升机在矿山生产作业中发挥着重要的作用，为矿山生产效益最大化目标的实现提供了可靠保障。
因此，为了保持提升机的高效工作，应对其电控系统进行深入研究。
与此同时，由于矿山提升机电控系统运行中各种影响因素的客观存在，会引发提升机的机械故障，影响着该设备的正常工作。
为了避免这种现象的出现，应重视高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用分析。
关键词：高压变频器；矿山提升机；应用1 高压变频器在矿山提升机方面应用的概述1.1 高压变频器在矿山提升机方面应用的现实意义科学技术的发展扩大了电控系统的发展。
随着矿井提升机电控系统的出现，中国的矿业企业也有了进一步的发展市场。
然而，科学技术的快速进步，传统的矿井提升机电控系统的短板越来越突出，严重阻碍了矿山企业的发展。
在传统的矿山企业中，提升机电子控制系统的电阻串接在交流电机的转子上，通过串联电阻进行调速控制。
电机转子调速技术只能在一个单一的速度模式进行，无法进行操作的多层次模式，跟上生产力的步伐，转子转速控制技术已经远远不能满足生产发展的需要，电动葫芦电控系统在正常运行过程中会进行恒加速度和恒减速运动，但该模型容易造成事故，一般无法快速有效地控制。
启闭机启闭时，提升机功率消耗过大，经济效益低。
提升机工作时，由于电路连接系统复杂，控制系统接触面过宽，容易造成机械故障。
但电梯在启动和制动时的噪声会严重影响人们的工作氛围，提升机的特性将对矿山生产效率产生很大的影响，进而影响矿山企业的经济效益。
随着科学技术的飞速发展，高压变频技术无疑优化了矿井提升机的工作效率和安全指标，并迎来了矿井提升机电气控制系统的又一次波澜壮阔的变革。
不仅可以快速调节电机转速甚至可以无级调速，而且还降低了电梯运行中的能耗，使经济工作更加绿色、经济，为矿山企业的发展带来强大的支持。
1.2 矿井提升系统高压变频器的工作条件提升系统可以应用于各个行业，无论是矿山企业的生产过程、运输过程，还是矿山企业的安全生产过程，都发挥着中流砥柱的作用。
同步电机高压变频器在矿井提升方面的应用
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变频器在裕泰煤矿提升机中的应用
变频器在裕泰煤矿提升机中的应用【摘要】裕泰煤矿是一家规模庞大、产量稳定的煤矿企业，提升机在其生产中起着重要的作用。
随着科技的进步，变频器作为现代化控制设备，被广泛应用于提升机中。
本文将首先介绍提升机的运行原理和特点，然后探讨变频器在提升机中的作用及其在裕泰煤矿的具体应用案例。
进一步比较变频器与传统控制设备的优势，揭示了变频器在提升机中的应用效果。
展望未来，指出变频器在裕泰煤矿提升机中的发展趋势。
通过深入研究裕泰煤矿提升机中变频器的应用，可以有效提高生产效率，降低能耗，推动企业的可持续发展。
【关键词】裕泰煤矿、提升机、变频器、应用背景、运行原理、作用、具体应用案例、优势对比、应用效果、未来发展趋势1. 引言1.1 裕泰煤矿概况裕泰煤矿位于中国山西省，是山西省重要的煤炭生产基地之一。
成立于上世纪80年代，经过多年发展，已成为一家拥有先进生产设备和技术的现代化煤矿企业。
裕泰煤矿地处矿区集中的地带，交通便利，矿藏丰富，生产规模大，是山西省煤炭资源重要的开发利用基地之一。
裕泰煤矿拥有现代化的生产设备和技术人才队伍，生产各类优质煤炭产品，远销国内外市场。
在环保方面，裕泰煤矿注重科技创新，引进先进的煤炭生产设备，实施清洁生产，努力减少对环境的影响。
裕泰煤矿的发展离不开提升机的支持，提升机在裕泰煤矿中扮演着重要的角色，为煤炭生产提供了高效的输送方式。
通过提升机，煤炭可以迅速从井下输送到地面，提高了生产效率，降低了生产成本。
提升机被称为煤矿生产线上的“脊梁”。
1.2 提升机在裕泰煤矿中的重要性提升机在裕泰煤矿中扮演着非常重要的角色。
作为煤矿的主要运输设备，提升机承担着将煤炭从井下运送到地面的重要任务。
在裕泰煤矿这样资源丰富的煤矿中，提升机更是至关重要。
只有提升机正常运行，才能保证煤炭的顺利采运，确保生产效率和安全性。
裕泰煤矿的提升机不仅仅承载着煤炭的运输任务，还承担着矿工的安全。
煤矿作业环境恶劣，提升机的正常运行直接关系到矿工的生命安全。
高压变频调速技术在矿井提升机中的应用
直流 电机调速性 能好 ，调 速范围广 ，易于实现平滑调速 ，并且启
高压变频器的主要 问题是大 功率、高电压 、大电流、高效率和高 可靠性 ，而变频技术主要取决于 电力电子器件 的发展。 目前 ，高压变 频器主 要器件是 晶闸管、绝缘栅双极 晶体管 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 、集成 门级换 向晶 闸管 Ｉ Ｇ Ｃ Ｔ 。常 用的高 压变频器 主要结构 是 由 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ大功率 器件组 成
４调速技术在矿井提升机中的应用
刘晓玲 （ 黄河水利职 业技术学院机 电系 ， 河南 开封 ４ ７ ５ ０ ０ ０）
摘 要 ：针对矿井提升机 中采用转子 串电阻 ，晶闸管调速等传统调速方式存在的 问题 ，分析 了采用 高压 变频调速代替原有 电控 系统 ，并介绍 了 高 压 变频器调速 系统的结构原理及特点，应用高压变频调速 系统不仅提 高 了电控 系统控 制精度 及调速 性能，而且有 效的提升 了矿 井提升机 的工
１ 矿井提 升机 的调速 系统 比较
１ ． １ 转 子 串 电 阻调 速
国产高压变频 同步 电机研制成功。
２ Ｉ ２ 高 压 变 频 器
交流 单机、双机拖动的提升系统 目前仍然大量地采用绕线 电机 转 子 串联 电阻 的调速 方式 ，此调速方式存在 的问题 ： （ １ ）转子 回路 串 联５ 至１ ０ 级 电阻 ，一部分 功率消耗 在 电阻上 ，能耗 高，结构复 杂 ， 体 积大 ； （ ２ ）调速 属于有极调 速 ，造成运行 不平稳 ，易引起 电气 和 机械 冲击 ； （ ３ ） 重物下放状态无法通过转子电阻在额定 转速以下运行； （ ４ ）绕 线电机滑环存在接触不 良，容易 引起设备故障 ； （ ５ ）功率因 数低 。
功能完善 ；节能效果 明显 。采用变频 调速 后 ， 风机 、泵 类负载的节能 效 果最明显 ，节 电率据有关资料查询可达 到 ７ ０ ％。另外对 电动机的一 些参 数做 到补偿 ， 对 电源的缺相、欠压 、过压 、过流等都能做到及时、 准确的检测 ，而 自动采取相应 的措施保护 电动机 ， 这对 煤矿提 升机工 作稳定性 尤为重要。
高压变频器在矿井主提升机上的应用
变频器的输 出侧 由每个单元的 ｕ、 Ｖ输 出端子相互 串接而成 星型接法给 电机供 电 ， 通过对每个单元 的波形进行 重组 ， 可得 到 阶梯正弦波形 ，这种波形正 弦度好 ，对 电机和 电缆 的绝缘 无损 坏， 无需输 出滤波器 ， 电机的谐波损 耗大大减 少 ， 消除了 由此 引 起 的机械振动 ， 减小 了轴承和叶轮 的机械力 。另外 ， 柜 内还附带 输 出 电流和 电压检测 功能 ，每一 个功 率单元 相 当于一 台交 一 直一交 电压型单相低压变频器 。
２ ． １ 变频 控 制 的工 作 原 理 变频器是将 ５ ０ Ｈｚ 或 ６ ０Ｈｚ 固定 １ ０ｋ Ｖ或 ６ ｋ Ｖ电网频率变
变压器冷却采用风冷方式 ， 底部 配置 ６台冷却风机 ， 并配 置
了超温报警和极温跳闸保护 ，三相温度循检仪 和柜体上 的温度
显示系统可直观显示变压器温度 。变压器顶部还设置 了 Ｅ Ｂ Ｍ后
我矿主提升机采用 的 Ｈ Ａ Ｒ Ｓ Ｖ Ｅ Ｒ Ｔ －Ｆ Ｖ Ａ ０ ６ ／ ０ ７ ５型高压变 频 器 由 ３部分组成 ： 移相变压器 、 功率单元以及控制器 。 高压变频器 的输人侧 由移相变 压器 （ 移相变压器 为干式 变 压器 ， Ｈ级绝缘 ，系统温度可达 １ ８ ５ ｏ Ｃ ，能够完全消除电网侧 电
西德问世 ，标志着矿井提升机的电力拖动进入 了交流变频拖动 阶段 。交一 交变频器是将三相交流电源从 固定 的电压和频率 ， 变 换成电压和频率可调 的交流 电源 ， 不需 设置 中间耦合 电路 ， 主要 优点是只进行一次能量交换 ， 所 以效率较高 。
随着科学技术的不断发展和进步 ， 到 ８ Ｏ年代中期 ， 高压变频 器的产业化开始形成 ，交一交变频器已经发展成为交—直—交变
浅析PLC—高压变频器在煤矿提升机上的应用
浅析PLC—高压变频器在煤矿提升机上的应用针对交流提升机串电阻调速电控完成PLC改造后存在的缺点，通过改造方案的对比，提出了利用原有PLC引进高压变频器的技术改造方案，结果表明改造后运行平稳可靠、精度高、节能效果明显，缩短了提升时间，取得了良好的效益。
标签：PLC高压变频器；提升机；电控系统引言矿井提升机是矿井开采中的重要设备，矿井提升机的安全和可靠运转不仅关系着矿井的生产，而且还涉及到矿井职工的生命安全，特别是电控系统在很大程度上制约着矿井的安全生产，因此使提升机的电控系统的安全设计成为矿井工程技术人员重点研究的重要课题[1]。
对于矿井提升机的电控系统改造来讲，不仅要利用好原有的设备，还要将原有设备和新设备密切地配合来保证系统的可靠性。
目前，我国矿井提升机普遍采用的是电机转子回路串电阻调速系统，通过逐级切断串入的电阻，来达到分级调速的目的。
这种调速方法属于功率消耗型调速系统，耗电量较大；而且这种调速系统的控制性能不够理想，还会给电网造成很大的谐波影响。
提升机调速系统进行改造是必然趋势，由于变频调速的调速特性很好，过渡过程非常平稳，而且节能效果明显。
因此，将变频调速技术、可编程控制器（PLC）技术应用到提升机电控系统当中，是提升机安全稳定运行的可靠保障。
1 矿井提升机的概况1.1 概述西马煤矿副井绞车在上世纪1985年8月安装，绞车型号：JKM-2.8/4（Ⅱ），洛阳矿山机械厂生产。
电机型号YR630-12/1430，哈尔滨电机厂生产。
在2004年电控系统进行了技术改进，电控设备采用了天津民益公司生产的TKM-D2-PC2电控系统，采用了PLC-SCR编码启动电控系统取代了原来的继电器-接触器电控系统；用KDG可控硅低频装置代替了原来的KZC动力制动系统。
电控系统采用SIEMENS的S7-300型PLC作为控制主元件，S7-200型PLC作为后备保护，实现了双线保护。
转子切换采用了SLR编码控制技术，用无触点的可控硅交流开关切换转子电阻，将启动级数增加至20级。
高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用之探讨
• 136 •内燃机与配件高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用之探讨朱子敬(冀中能源邯矿集团云驾岭煤矿机电区，邯郸056300)摘要：科学技术的不断发展，为矿山机械设备工作性能的不断改善提供了重要的技术支持，促使矿山生产效益得以持续增加。
结合当前矿山提升机电控系统的运行状况，可知系统的安全运行与高压变频器的合理运用密切相关。
为了增强矿山提升机电控系统的 运行稳定性，确保各项生产计划的顺利实施，应扩大高压变频器的实际应用范围。
基于此，本文将对高压变频器在矿山提升机电控系 统中的应用进行系统阐述。
关键词院高压变频器;提升机；电控系统;应用范围0引言作为一种重要的机械设备，提升机在矿山生产作业中 发挥着重要的作用，为矿山生产效益最大化目标的实现提 供了可靠保障。
因此，为了保持提升机的高效工作，应对其 电控系统进行深入研究。
与此同时，由于矿山提升机电控 系统运行中各种影响因素的客观存在，会引发提升机的机 械故障，影响着该设备的正常工作。
为了避免这种现象的 出现，应重视高压变频器在矿山提升机电控系统中的应用 分析。
1矿山提升机电控系统中运用高压变频器的必要性分析随着现代矿山企业发展速度的不断加快，提升机电控 系统在矿井生产中的实际应用范围正在逐渐扩大，为矿山 生产效率提高带来了重要的保障作用。
与此同时，由于提 升机电控系统实际运行中依然存在着一定的问题，影响着 矿山生产作业计划实施，需要采取必要的技术措施完善提 升机电控系统的服务功能，确保其运行稳定性。
若采用传 统的提升机电控系统时，由于系统内电动机的转速只有一 种，无法达到多速度工作状态下系统的加速要求，可能会 引发系统故障，加大电能消耗量，影响着矿山生产成本经 济性。
因此，需要在矿山提升机电控系统运行中注重高压变 频技术的合理运用，实现对提升机电控系统性能优化，提 高提升机工作效率的同时确保系统运行安全性，并将提升 机电控系统中的电能需求量控制在合理的范围内，增加矿 山生产效益。
高压变频器在煤矿中的应用
浅谈高压变频器在煤矿中的应用[摘要]随着计算机和微电子技术的不断发展，煤炭生产自动化和信息化程度也不断提高。
高压变频器以具有调速性能好、安全可靠、运行平稳、操作简单、低频转矩大、节电效果显著、功率因数高、谐波含量低等优点而得到了广泛的应用。
本文简述了高压变频器在煤矿中的应用和优点。
[关键词]高压变频器应用优点中图分类号：f224-39 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-0298-01目前，高压变频器广泛应用于煤矿生产中的矿井提升、皮带运输和矿井主通风系统三个方面。
一、矿井提升中的应用矿井提升机是地下矿山运输的主要设备。
它是用一定的装备沿井筒运出矿石、废石、升降人员及材料、设备等运输环节。
矿井提升是地下矿山生产的咽喉，所以，无论哪种提升机，对电气传动的要求都很高，因为电气传动系统性能的优劣，可靠性的高低，都直接关系到矿山生产的效率和矿山生产的正常进行。
对矿井提升机电气传动系统的要求有：良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。
目前，矿井提升机的电气传动系统主要有：对于大型矿井提升机，主要采用直流传动系统，有采用直流电动机-直流发电机系统和晶闸管变流器-直流电动机系统；这两种系统都存在着直流电动机固有的缺点，如效率不高，维修工作量较大等。
对于中、小型提升机，则多采用交流电气传动系统，如采用交流绕线式电动机，使用电机转子切换电阻调速，这种电气传动系统虽然设备简单，但它是有级调速，调速性能差，效率低，大量的电能消耗在电动机转子电阻上，而且可靠性也差。
随着电力电子技术的发展和变频技术的成熟，在提升绞车系统中，将广泛使用交流高压变频调速器。
采用交流高压变频调速器对提升绞车进行驱动具有如下优势：1、控制精度高。
通常变频器都采用磁通矢量控制，使得交流电机的调速性能与直流电机几乎相等，控制精度非常高；2、工作可靠性高。
【高压变频在煤矿提升机上的应用】-煤矿提升机模拟考试
【高压变频在煤矿提升机上的应用】煤矿提升机模拟考试【摘要】针对大湾煤矿主井提升机电控系统进行改造，通过对交流调速系统转子串电阻调速方式优缺点的对比，拟采用国内先进的高压变频调速装置，取得了显著的效果。
【关键词】高压变频；煤矿；提升机；可靠稳定性0.引言矿井提升机是煤矿生产过程中的重要设备。
提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。
大湾煤矿井下采好的煤通过井口竖井用1台提升机将煤提到地面上来。
该井口绞车为摩擦式提升机，由电机经减速器带动卷筒旋转，这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动、减速制动，而且电机的转速按速度规定规律变化。
原竖井提升机的动力由绕线式电机提供，采用转子串电阻调速。
原提升机的基本参数是：电源电压6kV，电机功率630kW，卷筒直径2.8m，减速器减速比11.5：1，爬行时间33s，最高运行速度4.74m／s，钢丝绳长度为276.5m。
1.交流调速系统转子串电阻调速方式交流电机因为其结构简单、体积小、重量轻、寿命长、故障率低、维修方便、价格便宜等诸多优点得以广泛应用，但交流单机、双机拖动的提升系统以前采用绕线电机转子串电阻的调速方式，现已正被淘汰，此调速方式存在的问题如下：(1)提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，经常会造成停车位置不准确。
(2)提升机频繁的起动、调速和制动，在转子外电路所串电阻上产生相当大的功耗。
(3)低速时机械特性较软，静差率较大。
(4)起动过程和调速换挡过程中电流冲击大。
(5)中高速运行震动大，安全性较差。
(6)线绕电机滑环存在接触不良问题，容易引起设备故障。
(7)设备体积大，发热严重使工作环境恶化(甚至使环境温度高达60℃以上)。
(8)设备维护工作量大、维护费用高。
2.高压变频调速方案为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点，采用高压变频调速技术改造提升机。
技术改造总目标：2.1提高主井提升机的效率，实现节电的目的技术改造完成后，将现有的转子串电阻的转差功率消型调速方式改为变频变压的转差功率不变型调速方式。
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高压变频器在煤矿主井提升机改造中的应用
一、引言
随着电力电子技术的飞速发展，高、低压变频调速技术已发展成一种成熟稳定的技术，在各个生产环节交流电机变频调速系统以其体积小、低维护量、优异的调速性能等诸多优点在逐步替代传统的直流调速系统，现已经成为电机驱动的发展趋势，成为电机节能高效运行的有效手段。
煤矿地面的大动力设备主要包括：主井提升机（或主运输皮带机）、副井提升机、主通风机、压风机等高压大功率用电设备。
因此，电机的节能经济运行应从高压大功率设备的变频改造着手进行。
尤其煤矿的立井主提升机因其每天约20多小时连续运行是煤矿生产中的主要耗能设备，对其进行变频改造、节能经济运行尤为必要。
二、主井提升机的技术参数和调速现状
目前，国内还有很多矿井的主井提升机采用交流异步电动机的转子串电阻方式进行工作。
起主井提升系统主要包含异步电动机、电控、调速电阻、辊筒、箕斗、钢绳等组成。
以下就某煤矿主井提升机改造项目进行探讨和研究。
某煤矿主立井提升机目前的调速方式为转子串电阻调速，采用接触器控制电阻的投切，加速时间长达约20秒左右；减速爬行至停车时间长达29秒左右,加速时电机电流持续接近100A耗能严重。
且起动时电机的冲击电流大大超过电机额定电流。
因此，在2008年对该主井提升机进行了变频改造。
2.1 主立井提升机参数
目前,主立井提升系统是双钩8.8吨箕斗缠绕式提升机，其调速系统是交流6KV/630KW双机驱动的绕线电机串电阻调速系统。
2.2 串电阻调速方式存在固有缺陷和问题
1)转子回路串接电阻，消耗电能造成巨大的能源浪费；
2)电阻只能分级切换，实现的是有级调速，设备运行不平稳易引起电气及
机械冲击；对电机轴承,钢丝绳,减速器齿轮等造成巨大冲击,威胁系统
的机械安全.
3)低速转矩小，转差功率大，启动电流和换档电流冲击大；
4)中高速运行振动大；制动不安全不可靠。
5)司机的开车熟练程度和责任心完全影响提升时间、电机电流，尤其夜班
司机易疲倦，存在安全隐患。
6）线绕电机转子因为工作温度高容易开焊，滑环存在接触不良问题，容易引起设备故障。
7）设备维护工作量大、维护费用高。
8） 2台电机分别串接三相转子电阻体积庞大，发热严重使工作环境恶化，夏季使环境温度高达60℃以上，导致工作环境恶劣。
9）电机的功率因数低，无功损耗较大。
三、主井提升机的变频改造
3.1变频工作，老系统备用
采用1套荣信电力电子股份有限公司生产制造的规格型号为RHVC—A06/1600—TR的高压变频装置和PLC电控系统对现有老系统进行改造，此变频系统是提升机专用的矢量控制四象限H桥串联多电平技术的高压变频调速装置；因老系统目前尚可以使用故不拆除而作为备用系统保留。
3.2工频手动切换
系统配置了手动工频旁路。
在变频系统需要维护或故障时切换柜能实现工频旁路，旁路后改为原来的转子串电阻调速系统。
手动切换控制如下图所示：变频工作时首先分断进线电源开关K1使系统断电，再将K11、K12闭合，K13断开，此时转子绕组三相通过一
个刀开关短接；若需切换至工频时，在K1分断使系统断电的情况下将K11、K12分闸，K13闭合，同时分断短接转子的开关。
在设计时K11、K12和K13进行了机械互锁。
而且工艺电控系统也改造为高可靠性的PLC电控系统，由此PLC电控系统完成与老系统的切换控制。
四、高压变频原理
RHVC系列高压变频调速系统作为一种高新技术节能产品，采用目前国际上先进的IGBT功率单元串联多电平技术、数字控制技术、SPWM脉宽调制技术。
具有高效节能、高功率因数、高可靠性等特点。
每相由5个功率单元串联成为一相，三相Y接输出。
逆变器输出采用每相5个功率单元输出的SPWM波相叠加，形成高质量的正弦波输出，供给电动机，来
驱动风机。
主控柜和功率柜之间采用光纤隔离技术，防止了电磁干扰，做到了高压与低压的完全隔离，具有极高的安全性。
图2 功率单元
高压变频的系统拓扑图（如图3）所示
图3 系统原理拓扑图
五、提升机变频改造的收益
主立井提升机机高压变频改造后除给用户带来直接的大幅度降低提升用电的电能消耗，获得直接的节能收益外，还带给用户其他多方面的综合效益。
5.1 直接节能效果
改造前吨煤电耗
此主井2007年全年的提升耗电为440万度，产量为220万吨。
所以其吨煤电耗为440万度 / 220万吨 = 2度 / 吨
改造后吨煤电耗
经省节能监测中心检测，其煤电耗为1.6度 / 吨。
节能率为：(2-1.6)/2=20%
5.2．提高产量
主井提升距离为374.4米，最大提升速度7.5m/s,箕斗载重8.8吨。
变频改造后的提升速度图如下示。
按照国家《煤矿安全规程》规定，高压变频改造后提升速度图按系统设计满足设计能力的加、减速度的运行，一次提升时间核算如下：
采用高压变频控制系统改造后, 提升机运行时间计算结果为: 改造后，提升过程总时间为: 69.60s
目前装卸载时间为6-10s, 所以一个提升循环总时间为:79.60s, 估算为83s.
(S)
如提升机运行按一天工作22小时, 每年运行11个月，每斗煤按8吨计算, 得到综合计算：
每年的产量计算为：(3600/83)*22*30*11*8(吨/斗)=252万吨
[注:原系统的产量220万吨]
六、结束语
经过变频技术改造后主井提升机运行良好，主井提升的吨煤能耗下降20%，增加了矿井的提升能力，同时提高了电网的功率因数。
事实证明高压变频器有着无法比拟的优越的产品性能和无法超越的技术领先优势；在煤炭行业的节能改造中应用能够创造巨大的经济效益和良好的社会效益，对于创建节能环保型的社会发挥着重要的作用。