礦用變頻器
礦用電機車 所用變頻器 的基本原理。
變頻器基本原理都一樣，先 把輸入的交 流電變成直流， 再變成頻率可調， 幅度可調的 版交流 電，變頻 權器構成的系統(tǒng)主要電氣配件有開關，繼電器，變頻器，電位器等，具體要看要實現(xiàn)什么樣的功能。
變頻器（ Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。
煤礦用變頻器嗎,用什么樣的
煤礦用變頻器，地面使用的變頻器種類也很多，（焦作華飛電子
專業(yè)生產礦用變頻器）有低壓的、高壓的兩種，如果是井下，只有低壓防爆的一種。低壓的分類也很多，高壓的有單象限和四象限之分。
國產煤礦用（煤礦）變頻器都有哪些
選 三晶變頻器 S350系列 重載型 就可以
三晶變頻器在煤礦提升機上的應用
礦井提升機是煤礦、鐵礦、有色金屬礦生產過程中的重要設備。提升機的安全、可靠運行，直接關系到企業(yè)的生產狀況和經(jīng)濟效益。本文介紹的是煤礦斜井絞車提升機采用(132kw)變頻器進行改造的實例及所取得的節(jié)能等效益。礦井提升機是煤礦、鐵礦、有色金屬礦生產過程中的重要設備。提升機的安全、可靠運行，直接關系到企業(yè)的生產狀況和經(jīng)濟效益。煤礦井下采煤，采好的煤通過斜井用提升機將煤車拖到地面上來。煤車廂與火車的運貨車廂類似，只不過高度和體積小一些。在井口有一絞車提升機，由電機經(jīng)減速器帶動卷筒旋轉，鋼絲繩在卷筒上纏繞數(shù)周掛上一列煤車車廂，在電機的驅動下將裝滿煤的列車從斜井拖上來或放下去。這種拖動系統(tǒng)要求電機頻繁的正、反轉起動，減速制動，而且電機的轉速按一定規(guī)律變化。斜井提升機的機械結構示意圖如圖1所示。斜井提升機的動力由繞線式電機提供，采用轉子串電阻調速。提升機的基本參數(shù)是:電機功率55kW，卷筒直徑Φ1200mm，減速器減速比24:1，最高運行速度，鋼絲繩長度為120m。
圖1 提升機卷筒機械傳動系統(tǒng)結構示意圖
目前，大多數(shù)中、小型礦井采用斜井絞車提升，傳統(tǒng)斜井提升機普遍采用交流繞線式電機串電阻調速系統(tǒng)，電阻的投切用繼電器—交流接觸器控制。這種控制系統(tǒng)由于調速過程中交流接觸器動作頻繁，設備運行的時間較長，交流接觸器主觸頭易氧化，引發(fā)設備故障。另外，提升機在減速和爬行階段的速度控制性能較差，經(jīng)常會造成停車位置不準確。提升機頻繁的起動﹑調速和制動，在轉子外電路所串電阻的上產生相當大的功耗。這種交流繞線式電機串電阻調速系統(tǒng)屬于有級調速，調速的平滑性差;低速時機械特性較軟，靜差率較大;電阻上消耗的轉差功率大，節(jié)能較差;起動過程和調速換擋過程中電流沖擊大;中高速運行震動大，安全性較差。
改造方案
為克服傳統(tǒng)交流繞線式電機串電阻調速系統(tǒng)的缺點，采用變頻調速技術改造提升機，可以實現(xiàn)全頻率(0～50Hz)范圍內的恒轉矩控制。對再生能量的處理，可采用價格低廉的能耗制動方案或節(jié)能更加顯著的回饋制動方案。為安全性考慮，液壓機械制動需要保留，并在設計過程中對液壓機械制動和變頻器的制動加以整合。礦井提升機變頻調速方案如圖2所示。
圖2 礦井提升機變頻調速方案
考慮到繞線式電動機比鼠籠式電動機的力矩大，且過載能力強，所以仍用原來的4極55kW繞線式電機，在用變頻器驅動時需將轉子三根引出線短接。提升機在運行過程中，井下和井口必須用信號進行聯(lián)絡，信號未經(jīng)確認，提升機不能運行。為顯示運行時車廂的位置，使用 40P旋轉編碼器，即電機旋轉1圈旋轉編碼器產生40個脈沖，這樣每兩個脈沖對應車廂走過的距離為1200×π/(24×40)=3.927，約為3.9mm。則與實際距離的誤差值為4-3.9=0.027mm，卷筒運行一圈誤差為0.027×40×24=25.29mm，已知鋼絲繩長度為120m，如果兩個脈沖對應車廂走過的距離用近似值3.9mm計算，120m全程誤差為25.92×/1200π≈825mm。再考慮到實際檢測過程中有一個脈沖的誤差，則最大的誤差在821mm～829mm之間，對于數(shù)十米長的車廂來說誤差范圍不到1m，精度足夠。因此，用計數(shù)器實時統(tǒng)計旋轉編碼器發(fā)出的脈沖個數(shù)，則可計算出車廂的位置并用顯示器顯示。另外一個問題是計數(shù)過程中有無累計誤差存在？實際檢測時，在一個提升過程開始前，首先將計數(shù)器復位，第一個重車廂經(jīng)過某個位置時，打開計數(shù)器計數(shù)，車廂在斜井中的位置以此點為基準計算，沒有累計誤差。在操作臺上，用8英寸觸摸屏顯示交流電壓和電機工作電流以及車廂的位置。
方案實施
斜井提升負載是典型的摩檫性負載，即恒轉矩特性負載。重車上行時，電機的電磁轉矩必須克服負載阻轉矩，起動時還要克服一定的靜摩檫力矩，電機處于電動工作狀態(tài)，且工作于第一象限。在重車減速時，雖然重車在斜井面上有一向下的分力，但重車的減速時間較短，電機仍會處于再生狀態(tài)，工作于第二象限。當列重車上行時，電機處于反向電動狀態(tài)，工作在第三象限和第四象限。另外，有占總運行時間10%的時間單獨運送工具或器材到井下時，電機純粹處于第二或第四象限，此時電機長時間處于再生發(fā)電狀態(tài)，需要進行有效的制動。用能耗制動方式必將消耗大量的電能;用回饋制動方式，可節(jié)省這部分電能。但是，回饋制動單元的價格較高，考慮到單獨運送工具或器材到井下僅占總運行時間的10%，為此選用價格低廉的能耗制動單元加能耗電阻的制動方案。
提升機的負載特性為恒轉矩位能負載，起動力矩較大，選用變頻器時適當?shù)亓粲杏嗔浚虼?，三?32kW變頻器。由于提升機電機絕大部分時間都處于電動狀態(tài)，僅在少數(shù)時間有再生能量產生，變頻器接入一制動單元和制動電阻，就可以滿足重車下行時的再生制動，實現(xiàn)平穩(wěn)的下行。井口還有一個液壓機械制動器，類似電磁抱閘，此制動器用于重車靜止時的制動，特別是重車停在斜井的斜坡上，必須有液壓機械制動器制動。液壓機械制動器受PLC和變頻器共同控制，機械制動是否制動受變頻器頻率到達端口的控制，起動時當變頻器的輸出頻率達到設定值，例如0.2Hz，變頻器A、B端口輸出信號，表示電機轉矩已足夠大，打開液壓機械制動器，重車可上行;減速過程中，當變頻器的頻率下降到0.2Hz時，表示電機轉矩已較小，液壓機械制動器制動停車。緊急情況時，按下緊急停車按鈕，變頻器能耗制動和液壓機械制動器同時起作用，使提升機在盡量短的時間內停車。
提升機傳統(tǒng)的操作方式為，操作工人坐在煤礦井口操作臺前，手握操縱桿控制電機正、反轉共三擋速度。為適應操作工人這種操作方式，變頻器采用無級（無檔位）調速。變頻調速原理圖如圖3所示。
圖3 變頻調速原理圖
節(jié)電率與投資回報分析
某鐵底礦使用的煤礦提升機,原采用132KW三相異步電動機,轉子串電阻調速,用交流接觸器進行速度切換,由于功率比較大,所以啟動換檔時沖擊電流大,中高速運行不平穩(wěn),大量的電能消耗在轉子電阻上,告成能源的極大浪費。同時，工人的操作環(huán)境也極惡劣，急需進行改造。
由于變頻器具有軟啟動、大范圍內平滑調速、節(jié)能效果顯著等優(yōu)點，因此我礦經(jīng)過多方考察，決定采用廣州三晶電氣有限公司生產的系列變頻器對絞車系統(tǒng)進行變頻改造，經(jīng)過幾個月的運行，證明改造的效果比較理想，主要表現(xiàn)在：
1、實現(xiàn)了啟動時的軟啟動、軟停車，減輕了對電網(wǎng)的沖擊。
2、變頻器的頻率連續(xù)調節(jié)，使調速更加方便、可靠，運行更平穩(wěn)。
3、使用變頻器后省去原先的換檔接觸器及調速電阻，即節(jié)省了維修費用，又減少了停機維修時間，從而提高了產量。同時改善了惡劣操作環(huán)境，使工人避免在夏季調速電阻發(fā)熱告成的高溫條件下工作。
4、在低速時節(jié)能效果十分明顯。礦井深300多米，測量時用4/50的電度表，在相同耗電量的情況下，用工頻可拉17勾，而使用變頻可拉26勾，即變頻比工頻多拉9勾。經(jīng)估算節(jié)電率約為20%。由于使用了變頻器，設備基本上是滿載運行。即使我們采用保守算法，把132KW的電機功率折扣為120KW，每天只使用20小時，每年工作360天，一年節(jié)電仍高達30.24萬度（120*0.35*20*360=度)。若以每度電0.5元計算(當?shù)仉妰r0.6元),則每年可節(jié)電費15萬多元(*0.5=元)。繞線式電機轉子串電阻調速，電阻上消耗大量的轉差功率，速度越低，消耗的轉差功率越大。使用變頻調速，是一種不耗能的高效的調速方式。提升機絕大部分時間都處在電動狀態(tài)，節(jié)能十分顯著，經(jīng)測算節(jié)能20%以上，取得了很好的經(jīng)濟效益。另外，提升機變頻調速使系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性得到大大的提高，減少了運行故障和停工工時，節(jié)省了人力和物力，提高了運煤能力，間接的經(jīng)濟效益也很可觀。