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1、按提升機(jī)對電控系統(tǒng)的要求,常用的提升機(jī)電力拖動(dòng)控制方案有以下幾種。
1、繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻提升系統(tǒng)
在這種方案中,繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)附加電阻,利用控制器或磁力站對附加電阻進(jìn)行不同的組合,改變其大小,達(dá)到調(diào)速目的。根據(jù)提升機(jī)調(diào)速性能的不同要求,常用電阻組合有五級、八級和十級等。級數(shù)越多,調(diào)速越平滑,但仍屬于有級調(diào)速方式。
該方案在加速階段和低速運(yùn)行時(shí),大部分能量(轉(zhuǎn)差能量)以熱能的形式消耗在轉(zhuǎn)子附加電阻上,系統(tǒng)運(yùn)行效率低。在負(fù)力減速時(shí),一般采用動(dòng)力制動(dòng)或低頻制動(dòng),需要設(shè)置輔助電源和定子繞組的二次切換操作。由于受交流接觸器容量的限制,目前單機(jī)運(yùn)行功率不超過1000kW,
2、雙機(jī)不超過2000kW。
這種方案的優(yōu)點(diǎn)是它的結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)容易、操作方便,是目前我國中小型礦井的主流提升設(shè)備。
2、雙機(jī)拖動(dòng)提升系統(tǒng)
雙機(jī)拖動(dòng)是將兩臺(tái)同容量或不同容量的電動(dòng)機(jī)通過一定的剛性連接方式,用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)共同拖動(dòng)一臺(tái)提升機(jī)。與單機(jī)拖動(dòng)相比,其優(yōu)點(diǎn)是雙機(jī)拖動(dòng)可以擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)的使用容量,減小電力拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;可以根據(jù)負(fù)載情況,確定單機(jī)或雙機(jī)的投入,以提高效率,增加系統(tǒng)可靠件;通過合理調(diào)節(jié)兩機(jī)的工作狀態(tài),可以得到比單機(jī)更加平滑的加減速調(diào)節(jié)、良好的減速和爬行運(yùn)行特性。缺點(diǎn)是控制設(shè)備多、復(fù)雜,維護(hù)量大。
3、發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)(G-M)直流拖動(dòng)可逆提升系統(tǒng)
G-M(原稱F-D)
3、直流拖動(dòng)可逆提升系統(tǒng)是指由直流發(fā)電機(jī)G為直流電動(dòng)機(jī)M提供幅值、極性可變的直流電源。直流電動(dòng)機(jī)為它勵(lì)方式,勵(lì)磁電流恒定,通過改變直流發(fā)電機(jī)輸出電壓來改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流發(fā)電機(jī)由交流同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),通過改變直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流大小改變輸出電壓,直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流是通過改變電機(jī)擴(kuò)大機(jī)的勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)的。
這種方案的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速,電動(dòng)狀態(tài)與制動(dòng)狀態(tài)的切換是快速平滑的,能較好地滿足四象限平滑調(diào)速的要求,通常采用速度閉環(huán)控制調(diào)速精度也比較高,無功沖擊小,功率因數(shù)高,而且還可向電網(wǎng)提供超前無功功率,以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。這種方案在20世紀(jì)80年代以前的大中型礦井提升機(jī)系統(tǒng)中得到較好的應(yīng)用
4、。
缺點(diǎn)是運(yùn)行效率較低,因?yàn)楣β首儞Q的效率是同步電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)效率的乘積,通常變流機(jī)組的效率只有0.8左右(考慮直流發(fā)電動(dòng)機(jī)組平時(shí)不停機(jī));占地面積大;噪聲大;維護(hù)工作量大;耗費(fèi)金屬量大等。因此,目前這種傳動(dòng)形式的礦井提升系統(tǒng)中已被晶閘管-電動(dòng)機(jī)(V-M)直流提升系統(tǒng)所取代。
4、晶閘管-電動(dòng)機(jī)(V-M)直流拖動(dòng)可逆提升系統(tǒng)
晶閘管-電動(dòng)機(jī)(V-M)直流拖動(dòng)可逆提升系統(tǒng)用靜止的晶閘管整流器取代旋轉(zhuǎn)變流器(發(fā)電動(dòng)機(jī)組)為直流電動(dòng)機(jī)供電,其效率、控制精度、運(yùn)行特性及可靠性等均比G-D系統(tǒng)大為提高,從20世紀(jì)80年代起就成為直流拖動(dòng)提升機(jī)的主要方式。
受電動(dòng)機(jī)換向器和晶閘管變
5、流器容量的限制,電動(dòng)機(jī)的容量通常在4000kW以下。但當(dāng)拖動(dòng)容量大于1000kW和提升速度達(dá)10m/s以上時(shí),根據(jù)我國的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),一般考慮直流拖動(dòng)。
5、交-交變頻交流拖動(dòng)可逆提升系統(tǒng)
由于電力電子器件和微電子技術(shù)的發(fā)展,70年代的研究成果為交流電動(dòng)機(jī)交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)奠定了理論基礎(chǔ),80年代開始在礦井提升機(jī)上使用,特別是近年來交-交變頻器-低速同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速在礦井提升系統(tǒng)中得到了較為普遍的應(yīng)用,而且實(shí)現(xiàn)了多微機(jī)全數(shù)字控制,這種方案控制性能優(yōu)良、運(yùn)行效率高、單機(jī)容量大、體積小、系統(tǒng)慣量小和維護(hù)工作量少,已成為低速大容量礦井提升機(jī)傳動(dòng)的首選設(shè)備,目前單機(jī)傳動(dòng)功率已經(jīng)達(dá)到5000~8000KW。在這種系統(tǒng)中通常采用的是將同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外裝,與摩擦式提升機(jī)的滾筒融合為一體,形成具有體積更小、重量更輕的機(jī)電一體化方案,可以明顯地降低投資成本。但系統(tǒng)復(fù)雜,用到的新技術(shù)、新器件多,對運(yùn)行現(xiàn)場的管理和維護(hù)技術(shù)人員的技術(shù)水平要求較高。