技術(shù)知識
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電動卷揚機安裝變頻調(diào)速器后會產(chǎn)生怎樣的效果
由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,采用技術(shù)含量較高的變頻調(diào)速,替代原來的繞線電機串電阻調(diào)速,是提高電動卷揚機速度調(diào)節(jié)模式的主要手段。變頻調(diào)速實現(xiàn)了電機的軟啟動、軟停車,連續(xù)平滑調(diào)速,帶能量回饋的四象限運行變頻器,將電機在發(fā)電狀態(tài)下的再生電能回送電網(wǎng),降低了無功能耗,節(jié)約大量的電能,取得良好的應(yīng)用效果。
一、為什么要給電動卷揚機安裝變頻調(diào)速器?
電動卷揚機擔負著廠礦企業(yè)運輸材料的繁重工作,一旦出現(xiàn)故障,那就將影響整個企業(yè)的生產(chǎn)。故對設(shè)備的正常運行起著至關(guān)重要的作用。譬如主井為單鉤運行,坡度為45°,坡長為300。原來采用280KW/380V繞線電機串電阻進行調(diào)速,以交流接觸器實現(xiàn)速度段進行切換。能形成了低速降壓啟動、檔位切換加速、整速運行、檔位切換減速、低速降壓停車的工作過程。經(jīng)過此種方式運行,存在較為明顯的缺點,具體主要體現(xiàn)在以下幾個種情況:
1在用料車空車下放的時候,電機的轉(zhuǎn)速超過了同步轉(zhuǎn)速,此時電機處于發(fā)電狀態(tài),由于沒有處理環(huán)節(jié),許多的沒有功能量消耗在轉(zhuǎn)差電阻之上,致使電機能耗相應(yīng)增加,電能浪費加大,電機銅損、鐵損易增加,電機的維修費用相應(yīng)增加。根據(jù)現(xiàn)場情況來講,下放時電機電流與提升時接近相同,都在500A上下,與電機的額定電流相當,而空載時電機電流估計應(yīng)在額定電流的60%左右,以此觀點來看,大約有30%左右的無功能量消耗,使用電量有所增加。
2.原控制系統(tǒng)采用繞線電機轉(zhuǎn)子串電阻方式調(diào)速的時候,有如下缺點存在:
(1)許多的電能消耗在轉(zhuǎn)差電阻上,造成了嚴重的能源浪費,同時電阻器的安裝需要占用很大的空間。
(2)控制系統(tǒng)較為復(fù)雜,導(dǎo)致系統(tǒng)的故障出現(xiàn)頻率較高,接觸器、電阻器、繞線電機碳刷比較容易破損,維護其工作量加大,直接影響了其生產(chǎn)效率。(3)低速和爬行階段則需依靠制動閘皮摩擦滾筒來實現(xiàn)速度控制,尤其是在負載發(fā)生變化時,實現(xiàn)恒減速控制不容易,因此導(dǎo)致調(diào)速不連續(xù)、速度控制性能不好。(4)啟動和換檔沖擊電流強,造成的機械沖擊不小,導(dǎo)致電機的使用壽命較短,亦即出現(xiàn)”掉道”現(xiàn)象。(5)自動化程度偏低,導(dǎo)致開采成本增加,產(chǎn)量受到了影響。(6)低電壓和低速段的啟動力矩不大,機械特性不硬,帶負載能力不強,恒轉(zhuǎn)矩提升實現(xiàn)的可能性低。
二、變頻調(diào)速器的工作原理:
主回路工作過程:三相交流電經(jīng)整流濾波成直流電為逆變提供電源,逆變的功能是將整流后的直流電轉(zhuǎn)化為調(diào)頻調(diào)壓的交流電去驅(qū)動電機,電能轉(zhuǎn)換機械能,實現(xiàn)提升;當電機有高速減速或單鉤絞車下放時,負載由于存在慣性,電機的實際轉(zhuǎn)速會超過它的同步轉(zhuǎn)速,機械能轉(zhuǎn)化為電能,電機變成發(fā)電機,放出的交流電經(jīng)逆變部分的續(xù)流二極管整流使母線電壓升高,直接危及功率器件,必須把這部分能量釋放掉,于是我們做了回饋和剎車單元對這部分能量進行處理,一部分送往電網(wǎng),一部分通過電阻消耗掉。
三、電動卷揚機安裝變頻調(diào)速器后取得的應(yīng)用效果
1變頻器礦車下放運行時,采用回饋制動,而變頻器再生能量能再回收利用,節(jié)能比較顯著,根據(jù)測算出,變頻運行時電流在220A,同原來進行比較,縮少了一半。可以看出變頻器提高了功率因數(shù),一般也可提高到0.95以上,降低了無功損耗,電流指示相應(yīng)減少;而另有一部分回饋電網(wǎng),回饋電流估計在200A,也電流運行被降低了。
2在采用變頻控制以后,因為設(shè)置直流制動,在運行時油閘全部打開,在原工頻控制下減輕了磨損,油閘作為一種小小輔助設(shè)施,在電機停穩(wěn)后或在急停時快速抱閘使用,根據(jù)測算,本項損耗被降低,每年也可節(jié)約資金23萬元。
3原工頻控制采用交流接觸器進行速度段間切換,以調(diào)速電阻調(diào)速,同時變頻控制將其全部甩掉,可靠性被增加,減少設(shè)備維護費用。由此而知,所取得的綜合經(jīng)濟效益是比較明顯,單從節(jié)能及生產(chǎn)的可靠性而言,其節(jié)約的費用大約在30%上下。
電動卷揚機應(yīng)用的變頻控制,從它的操作方便、運行可靠、改善工人的勞動生產(chǎn)環(huán)境、節(jié)電顯著等方面都體現(xiàn)出其明顯的優(yōu)勢。尤其是近幾年產(chǎn)品的優(yōu)化升級,一些新技術(shù)(包括PLC)的應(yīng)用,使它可靠性能應(yīng)用得到極大的提高。卷揚機變頻器實現(xiàn)了四象限運行、電能的回饋等新技術(shù),那么其應(yīng)用前景將會是非常廣闊的。
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