開(kāi)灤享有“中國近代煤炭工業(yè)源頭”、“中國北方民族工業(yè)搖籃”的美譽(yù)。開(kāi)灤(集團)有限責任公司的前身為“開(kāi)平礦務(wù)局”,始建于1878年,迄今已有130年的歷史,是中國最古老的煤礦。2007年,開(kāi)灤集團公司生產(chǎn)原煤突破2978.62萬(wàn)噸,生產(chǎn)精煤754.88萬(wàn)噸,營(yíng)業(yè)收入突破150億元;2008年,開(kāi)灤集團公司在全國500強企業(yè)排名中,名列291名。'
南留莊煤礦是其下屬的煤礦企業(yè)之一,和大多數煤礦一樣,它的提升機也使用交流繞線(xiàn)式電機轉子串電阻調速控制系統,提升機在啟動(dòng)時(shí)電機振動(dòng)較大,在低速爬行階段和加減速階段速度控制性能差,加減速過(guò)程轉矩脈動(dòng)大、罐籠平穩性較差、纜繩擺幅較大,人員升降舒適性差;升降、加減速過(guò)程完全由絞車(chē)司機手動(dòng)控制,控制不當易造成過(guò)放和過(guò)卷事故。由于提升機頻繁啟動(dòng)和制動(dòng),在加減速過(guò)程中轉子所串電阻產(chǎn)生相當嚴重的能耗,再加上串電阻調速控制電路復雜,接觸器、電阻器、繞線(xiàn)電機電刷等容易損壞,已經(jīng)影響到了企業(yè)的生產(chǎn)效益。另外,串電阻調速系統還存在著(zhù)占地面積大、發(fā)熱量高、噪聲大等缺點(diǎn)。
為解決上述問(wèn)題,實(shí)現企業(yè)效益最大化,南留莊煤礦決定對礦井提升機系統進(jìn)行變頻技術(shù)改造。經(jīng)過(guò)各方面的比較,他們把目標鎖定為利德華福公司生產(chǎn)的異步電機能量回饋型高壓變頻調速系統(型號:HARSVERT-FVA)。利德華福作為國內高壓變頻領(lǐng)域的領(lǐng)航企業(yè),至今已有2000多套的銷(xiāo)售業(yè)績(jì),在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、應用及服務(wù)等方面均具備專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗和強大實(shí)力。
HARSVERT-FVA系列變頻調速產(chǎn)品,融合了先進(jìn)的PWM整流能量回饋技術(shù)和異步電機無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù),以及可靠的IGBT大電流驅動(dòng)技術(shù),是新一代高性能完美無(wú)諧波高壓變頻調速產(chǎn)品的典型代表。矢量控制功能使得異步電機啟動(dòng)轉矩大,動(dòng)態(tài)轉矩響應好,調速精度高。新型能量回饋技術(shù)的應用,在功率單元輸入側不增加電抗器的情況下,使得功率單元串聯(lián)型高壓變頻器具備了四象限運行能力,能量可以在電網(wǎng)和電機之間雙向流動(dòng)。矢量控制方式基于異步電動(dòng)機按轉子磁鏈定向的動(dòng)態(tài)模型,將定子電流分解成勵磁分量和與此垂直的轉矩分量,參照直流調速系統的控制方法,分別獨立的對兩個(gè)電流分量進(jìn)行控制,具有較好的動(dòng)態(tài)和穩態(tài)調速性能;矢量控制DSP主控單元采用美國TI公司高性能DSP(數字信號處理器)芯片為控制核心,并輔以大規模FPGA(現場(chǎng)可編程門(mén)陣列)和CPLD(復雜可編程邏輯器件)搭建而成。
09年1月,利德華福公司技術(shù)、工程人員與洛陽(yáng)中重自動(dòng)化公司一道,對南留莊煤礦2套礦井提升系統進(jìn)行自動(dòng)化變頻改造,增設2套320kW/6kV異步電機能量回饋型高壓變頻調速系統,同時(shí)將原有手動(dòng)電控臺改為洛陽(yáng)中重自動(dòng)化公司生產(chǎn)的自動(dòng)化電控臺。經(jīng)試車(chē)后,各項設備電控指標均達到設計要求,2月1日,系統正式投運。
提升機進(jìn)行自動(dòng)化變頻改造后,成功的解決了上述諸多問(wèn)題,實(shí)現了提升機加減速過(guò)程的平穩控制,運行過(guò)程纜繩擺幅明顯減小,人員升降舒適性明顯提高,電動(dòng)機啟動(dòng)電流與啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)顯著(zhù)降低;自動(dòng)化電控系統很好的防止提升機過(guò)卷和過(guò)放事故發(fā)生;省去了轉子串電阻造成的能耗,具有十分明顯的節能效果;克服了接觸器、電阻器繞線(xiàn)電機電刷等容易損壞的缺點(diǎn),降低了故障和事故的發(fā)生率,給企業(yè)帶來(lái)了實(shí)際的利益,串電阻調速系統占地面積大、發(fā)熱量高、噪聲大等問(wèn)題也得到了解決。。
目前,利德華福2套變頻調速系統連續運行1個(gè)多月無(wú)任何故障,各方面性能均滿(mǎn)足技術(shù)協(xié)議及說(shuō)明書(shū)的設計要求,符合現場(chǎng)工況,系統安全可靠,性能穩定。利德華福產(chǎn)品在礦業(yè)已有將近100套業(yè)績(jì),此次對南留莊煤礦礦井提升機成功進(jìn)行變頻改造,再次鞏固了我公司在礦業(yè)尤其是礦井提升機上的應用經(jīng)驗,是國內少有的幾家在此領(lǐng)域具有成熟應用經(jīng)驗的專(zhuān)業(yè)公司。我公司產(chǎn)品還在技術(shù)上實(shí)現了兩個(gè)方面的突破:一是省去了單元輸入側的電抗器,進(jìn)一步降低了用戶(hù)的損耗;二是可以實(shí)現無(wú)速度傳感器控制,使控制系統的可靠性不依賴(lài)于故障率高的轉速測量裝置,提升了可靠性。
今后,利德華福將繼續深入研究變頻技術(shù),向電氣傳動(dòng)里所有與變頻相關(guān)的領(lǐng)域進(jìn)軍,利用已有的競爭優(yōu)勢,在高性能傳動(dòng)領(lǐng)域如:風(fēng)洞、礦井提升機、皮帶機、軋鋼等繼續前行,促進(jìn)變頻調速技術(shù)廣泛應用,給更多的用戶(hù)帶來(lái)實(shí)效和便利,為世界的節能、環(huán)保事業(yè)做出更多的貢獻!
注:本文摘自中國自動(dòng)化網(wǎng)