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1000kW礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器

文檔作者：韓麗民文檔來源：大同煤礦集團(tuán)機(jī)電裝備制造有限公司中央機(jī)廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月09日
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制造業(yè)信息化
仿真/建/CAD/CAM/CAE/CAP
1000kW礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器
韓麗民
(大同煤礦集團(tuán)機(jī)電裝備制造有限公司中央機(jī)廠,山西大同237001
摘要:針對(duì)目前煤礦綜采設(shè)備采用調(diào)壓軟起動(dòng)器、力耦合器、雙速電機(jī)等啟動(dòng)方式,而這些方式存在起動(dòng)力矩小、不
能對(duì)多驅(qū)設(shè)備進(jìn)行功率平衡調(diào)節(jié),不能實(shí)現(xiàn)恒壓供液等問題,介紹了一種礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器,將有效解
決大功率膠帶輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、乳化液泵等設(shè)備的重載軟起動(dòng)、調(diào)速、功率平衡、恒壓供液等問題。此變頻器有啟動(dòng)
轉(zhuǎn)矩大、起停平穩(wěn)等特點(diǎn),能實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)在各種負(fù)載情況下的平滑起動(dòng)、調(diào)速、停車等功能,消除機(jī)械及電氣沖擊延
長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備使用壽命,降低對(duì)電網(wǎng)起動(dòng)容量的要求
關(guān)鍵詞:礦用隔爆安全:交流變頻器
中圖分類號(hào):TN773
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-233(2015)05-0084-02
0引言
裝備中央機(jī)廠對(duì)國(guó)內(nèi)煤礦帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、乳化
隨著煤炭資源的高產(chǎn)能開采,大功率采、掘運(yùn)設(shè)備不油泵等設(shè)備使用狀況、現(xiàn)存問題進(jìn)行調(diào)研,經(jīng)過綜合分析
斷增加,其電壓等級(jí)也逐步升高。目前礦井綜采工作面大論證,決定研制1000kW140V礦用隔爆兼本安型變頻
多數(shù)以1140V作為供電系統(tǒng)的主導(dǎo)電壓,設(shè)備也由單機(jī)器,用于帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)乳化油泵等設(shè)備的變頻
拖動(dòng)改為多機(jī)驅(qū)動(dòng),單機(jī)容量已達(dá)1000kW,起動(dòng)方式有調(diào)速控制。該變頻器具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、控制
調(diào)壓軟起動(dòng)器、液力耦合器、雙速電機(jī)。這些方式起動(dòng)力矩功能齊全、性價(jià)比適中,對(duì)確保礦井安全生產(chǎn),提高機(jī)械設(shè)
小,當(dāng)設(shè)備處于重載下(膠帶機(jī)、刮板機(jī)突然斷電出現(xiàn)壓煤備使用壽命,提高礦井生產(chǎn)自動(dòng)化水平節(jié)能降耗推動(dòng)煤
時(shí))不能將設(shè)備起動(dòng),不能對(duì)多驅(qū)設(shè)備進(jìn)行功率平衡調(diào)節(jié),炭行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有極其重要的意義。
不能實(shí)現(xiàn)恒壓供液采用變頻技術(shù)將有效解決大功率膠帶1研究?jī)?nèi)容和技術(shù)難點(diǎn)
輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、乳化液泵等設(shè)備的重載軟起動(dòng)、調(diào)
本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容包括:隔爆外殼的設(shè)計(jì)、主回
速功率平衡恒壓供液等問題。為此大同煤礦集團(tuán)機(jī)電路設(shè)計(jì)(包括輸入濾波器、整流單元、逆變單元、光線分配
下
38Pax1000m/9.4m=0.004表1各工況下壓力降低表
 MPa.
工況條件壓力降低數(shù)值Pa
通過計(jì)算結(jié)果可以看,工況138
單個(gè)抽油桿扶正器對(duì)于螺桿工況2
37
泵揚(yáng)程的影響還是很小的。
工況
36
4結(jié)論
工況413
1)單個(gè)抽油桿扶正器對(duì)于揚(yáng)程的降低的效果,通過
有限元模擬計(jì)算一般不超過40Pa
圖7工況3的壓力和流跡變化
2)卡箍式扶正器和柱狀扶正器對(duì)于揚(yáng)程的影響差不多。
3)抽油桿和油管之間環(huán)空面積越大,扶正器對(duì)于揚(yáng)
程的影響越小。
參考文獻(xiàn)]
1湯珂,段夢(mèng)蘭,張新虎,等基于CFD的管匯非慣性水動(dòng)力數(shù)
計(jì)算石油場(chǎng)機(jī)20143-3
2]賀禮清,工程流體力學(xué)[M]北京:石油大學(xué)工業(yè)出版社,2003
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[4]曹廣勝,孫海歐,劉銀慶,等聚合物抽油機(jī)井扶正器對(duì)懸點(diǎn)
圖8工況4的壓力和流跡變化
載荷的影響[]大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2005,32(3):53-58
5]李兆敏,王淵,張琪賓漢流體在環(huán)空中流動(dòng)時(shí)的速度分布規(guī)律
工況下?lián)P程的損失如表1所示
.石油學(xué)報(bào)2002,2(287-91
(編輯立明)
假如深為1000m的油井,每根都裝上扶正器,揚(yáng)程作者簡(jiǎn)介:富源(1982),,助理工程師,主要從事抽油系的設(shè)計(jì)工作,
最大下降為
收稿日期:2015-03-16
84機(jī)械工程師2015年第5期
學(xué)兔
制造業(yè)信息化
仿真/建模/d/Cm/caeCAPP NFORMATIZATIN
單元)以及與主回路相關(guān)的輔助功能(包括壓保護(hù)、先(帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī))采用變頻調(diào)速裝置后,變頻
導(dǎo)、漏電閉鎖等功能),同時(shí)需要解決散熱、EM等問題。器具有動(dòng)態(tài)脫并機(jī)功能,可根據(jù)負(fù)荷量狀況進(jìn)行脫機(jī)和
從調(diào)速裝置方案、調(diào)速裝置主電路設(shè)計(jì)、控制策略、保護(hù)并機(jī)控制,實(shí)現(xiàn)節(jié)能;4)采用變頻調(diào)速裝置對(duì)乳化液泵實(shí)
電路設(shè)計(jì)、本安關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)、防爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟啟動(dòng)功行恒壓供液控制解決了壓力波動(dòng)和管路沖擊問題,減少
能設(shè)計(jì)、防爆功能和系統(tǒng)監(jiān)控與通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)等9個(gè)方了高壓管件的損耗,更重要的是實(shí)現(xiàn)了安全可靠的經(jīng)濟(jì)
面著手,采用ABB直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)和英飛凌的高壓大運(yùn)行,避免了泵站電機(jī)空載運(yùn)行造成的電能損耗。
容量GBT技術(shù)及 CONCEPT驅(qū)動(dòng)技術(shù),研制出1140V/2.2主要技術(shù)特點(diǎn)
1000kW防爆調(diào)速裝置,適用于煤礦井下帶式輸送機(jī)刮1)采用ABB公司原裝控制主板,其控制功能達(dá)到
板輸送機(jī)、乳化液泵等設(shè)備的變頻調(diào)速裝置,現(xiàn)節(jié)能和ABB公司ACS800系列變頻器的全部功能;2)采用ABB
自動(dòng)化運(yùn)行,滿足現(xiàn)代化礦井大型設(shè)備的需要實(shí)現(xiàn)大功公司DTC直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),可實(shí)現(xiàn)零速滿轉(zhuǎn)矩起動(dòng),
率隔爆變頻器的設(shè)計(jì)目標(biāo),要重點(diǎn)解決如下技術(shù)難點(diǎn)最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不低于220%的電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩,而其他廠家
1)功率器件散熱方式:開放式水冷、寬水道曲路設(shè)計(jì)產(chǎn)品最大不超過200%;3)選用英飛凌12003300V
增加了導(dǎo)率,有效地防止了水道堵塞。水垢主要是鈣鹽和IGBT作為逆變功率元件,具有2倍以上的安全系數(shù),變
鎂鹽,它們隨溫度升高溶解度降低,冷卻水水溫控制不超頻器可在120%過載狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,因此可按電機(jī)功
過50℃,結(jié)垢量將大大降低,針對(duì)煤礦普通用水可保證率選擇同功率變頻器,而其他廠家產(chǎn)品必須按高于電機(jī)
5年不堵塞。
功率一個(gè)功率段選擇變頻器;4)變頻器輸出電纜允許長(zhǎng)
2)直接轉(zhuǎn)矩控制:ABB公司的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),已度550m,而其他廠家產(chǎn)品最大不超過50m,因此本公司
經(jīng)在青島天信電氣有限公司低壓和中壓變頻器產(chǎn)品中得產(chǎn)品可應(yīng)用在膠帶及刮板輸送機(jī)上,實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的變
到了充分的認(rèn)證和應(yīng)用,具有良好的低速大轉(zhuǎn)矩特性。軟起和調(diào)速運(yùn)行;5)可組成長(zhǎng)距離(5km以內(nèi))多點(diǎn)多臺(tái)
3)整流電路。采用六脈波整流,降低了器件功率,有變頻的聯(lián)臺(tái)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)多機(jī)程序控制和功率平
衡
效降低了對(duì)電網(wǎng)的干擾。
調(diào)節(jié);6)具有動(dòng)態(tài)脫并機(jī)功能,多機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)膠帶輸送
4)LCL濾波器的設(shè)計(jì)LC參數(shù)的選擇考慮對(duì)EMI的機(jī),將某臺(tái)從機(jī)設(shè)為備投機(jī),膠帶輸送機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后,主
抑制,保證各項(xiàng)指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)要求。
機(jī)根據(jù)負(fù)荷量狀況(根據(jù)電機(jī)電流計(jì)算)進(jìn)行脫機(jī)和并機(jī)
5)整機(jī)散熱方式。整機(jī)的發(fā)熱主要來自IBT和功率控制,實(shí)現(xiàn)節(jié)能;7)具有低速運(yùn)行驗(yàn)帶功能,以便對(duì)膠帶
電抗器,IGBT產(chǎn)生的熱量被循環(huán)水帶走,而電抗器在隔爆進(jìn)行檢查;8)具有過載、短路、過電壓、欠電壓、缺相、過
箱體內(nèi)熱量不能及時(shí)散走,故將電抗器安裝在獨(dú)立隔爆殼熱、漏電、接地、電動(dòng)機(jī)超溫等保護(hù)功能;9)配有10.4in彩
體內(nèi)使其產(chǎn)生的熱量不影響變頻器主機(jī)的正常運(yùn)行
色液晶顯示屏,可顯示系統(tǒng)圖形、運(yùn)行參數(shù)、故障信息、歷
6)功率器件及驅(qū)動(dòng)。功率器件選用英飛凌公司1200N史記錄的查詢;10)具有強(qiáng)大的軟件功能,通過選取不同
3300 V IGBT,驅(qū)動(dòng)選擇 CONCEPT公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)轉(zhuǎn)的應(yīng)用宏,完成對(duì)不同設(shè)備的調(diào)速控制,并可通過鍵盤進(jìn)
換單元,將 Infineon大功率模塊驅(qū)動(dòng)技術(shù)與ABB變頻控行應(yīng)用參數(shù)的選擇、整定和讀取:11)具有對(duì)冷卻水系統(tǒng)
制技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合。
進(jìn)行調(diào)節(jié)控制和溫度檢測(cè)功能;12)具有多種上傳通訊接
2應(yīng)用情況及創(chuàng)新點(diǎn)
口,可與各種通訊協(xié)議匹配,可與礦井信息化系統(tǒng)對(duì)接,
2.應(yīng)用情況
實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制:13)具有數(shù)字量控制接口和模擬量檢測(cè)接
1000kW/1140V大功率防爆變頻器以其突出的最口,可對(duì)輔助設(shè)備進(jìn)行控制和檢測(cè)。
大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和調(diào)速范圍大、調(diào)速精度高、節(jié)能效果好、運(yùn)3結(jié)語(yǔ)
行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì),將廣泛應(yīng)用于煤礦井下帶式輸
變頻調(diào)速是近年來迅速發(fā)展且應(yīng)用勢(shì)頭良好的交流
送機(jī)、刮板輸送機(jī)、乳化液泵等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩零速啟電機(jī)調(diào)速方法變頻調(diào)速裝置的核心是變頻器,其結(jié)構(gòu)和
動(dòng)、恒壓供液、功率平衡;同時(shí),通過標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊種類很多,但功能基本一致。頻調(diào)速是今后交流電機(jī)調(diào)
鏈,將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)實(shí)時(shí)傳輸給地面調(diào)度系統(tǒng),速電控裝置發(fā)展的主要方向
并可通過地面調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行起停車操作參數(shù)設(shè)定生產(chǎn)
參考文獻(xiàn)]
運(yùn)行統(tǒng)計(jì)等,大大提高了自動(dòng)化的水平;同時(shí)采用變頻器龐良錦川韓菊交流變頻器在煤礦井下應(yīng)用的現(xiàn)狀及
后減少了設(shè)備的機(jī)械磨損和沖擊,減少了維修費(fèi)用和工
其前景]煤炭科學(xué)技術(shù),2003(10):54-56
時(shí),延長(zhǎng)使用壽命降低了生產(chǎn)成本,具有廣闊的推廣應(yīng)2]祝龍記,張旭立防爆變頻器在煤礦應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)工礦
自動(dòng)化2012)9-2
用前景,必將帶來顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。煤礦井下帶式(石兆元礦用隔爆型智能軟起動(dòng)器的研究D]卓新遼寧工程
輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、乳化液泵等設(shè)備采用變頻調(diào)速后的
技術(shù)大學(xué),2007
(編輯立明
經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1)采用變頻調(diào)速裝
置后功率因數(shù)可達(dá)0.95以上,降低了無功功耗;2)采用變作者簡(jiǎn)介:韓麗民(1987-),男,助理工程師,從事煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)制造
頻調(diào)速裝置后,電機(jī)與減速器之間可直接聯(lián)接,去掉液力
方面工作
耦合器后傳遞效率可提高5%-10%;3)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備收稿日期:2015-02-06
機(jī)械工程師2015年第5期85

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