華飛GBP高壓變頻器在越南煤礦提升機(jī)的應(yīng)用

葛偉釗，徐智鍇（焦作市明株自動(dòng)化工程有限責(zé)任公司，河南 焦作 454191）

華飛GBP高壓變頻器在越南煤礦提升機(jī)的應(yīng)用

葛偉釗，徐智鍇
（焦作市明株自動(dòng)化工程有限責(zé)任公司，河南 焦作 454191）

變頻系統(tǒng)的改進(jìn)是目前提升機(jī)領(lǐng)域技術(shù)水平提高和降低能耗的顯著有效的方法。本文對(duì)提升機(jī)高壓變頻器速度調(diào)節(jié)整體系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，同時(shí)結(jié)合越南提升機(jī)變頻改造的應(yīng)用，介紹了華飛公司GBP系列新型回饋技術(shù)的四象限矢量高壓變頻器，在煤炭提升領(lǐng)域上的應(yīng)用情況。

高壓變頻器；矢量控制；低頻回饋；礦井提升機(jī)

1　引言

隨著越南工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷提升，其煤礦設(shè)備的更新?lián)Q代正快速進(jìn)行。在煤礦的多種傳動(dòng)設(shè)備中，礦井提升系統(tǒng)是最重要、且耗能最大的設(shè)備之一。提升機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的可靠與否直接影響了其產(chǎn)能，并直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)水平，因此礦井提升機(jī)改造成為礦井設(shè)備改造的主要對(duì)象之一。

華飛公司從2009年開(kāi)始為越南煤礦提升機(jī)變頻改造服務(wù)，先后在下龍灣和錦普的東北礦、宏泰礦、統(tǒng)一礦等多個(gè)煤礦進(jìn)行了提升機(jī)高壓變頻改造，GBP型四象限高壓變頻器在越南煤礦取得了良好的應(yīng)用效果，深得越南用戶的認(rèn)可。

2　轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速存在的問(wèn)題

與中國(guó)相似，越南煤礦提升機(jī)系統(tǒng)在未升級(jí)改造前，其調(diào)速方法多采用老式的交流串電阻的方式，此種技術(shù)相對(duì)較落后，且存在較多問(wèn)題，具體如下：

① 由于提升機(jī)的特性需頻繁啟停，此種方式帶來(lái)了大量熱量的產(chǎn)生；

② 串電阻系統(tǒng)的控制接線比較復(fù)雜，在長(zhǎng)期的穩(wěn)定性上存在致命的問(wèn)題，發(fā)生故障時(shí)缺乏診斷功能；

③ 因其需要頻繁啟停，在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面會(huì)有很大的損傷；

④ 老式的調(diào)速方式，精度較低，控制方式較為粗礦；

⑤ 因其控制的粗礦性，副井上人員乘坐的舒適性不高；

⑥ 電機(jī)因其控制和操作的弊端，壽命會(huì)大大減小。

針對(duì)以上多方面的弊端和詬病，對(duì)次系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造是不二選擇。

3　GBP四象限高壓變頻器特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

GBP四象限高壓變頻器是焦作華飛電子電器股份有限公司生產(chǎn)的新一代低頻回饋矢量控制型高壓變頻調(diào)速器，高壓變頻器功率單元的數(shù)量6kV為15個(gè)，10kV為24個(gè)。功率單元經(jīng)串聯(lián)疊波升壓后，三相輸出Y接，中性點(diǎn)懸浮，得到驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的可變頻三相高壓電源。其系統(tǒng)原理及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖1所示。

圖1　GBP高壓變頻器系統(tǒng)原理及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

GBP四象限高壓變頻器主要構(gòu)成及特點(diǎn)如下：

（1）免維護(hù)型變壓器。GBP高壓變頻器所用移相變壓器采用性能較為穩(wěn)定的干式變壓器，絕緣等級(jí)較高，對(duì)于溫度的耐受度較高，變壓器的主要功能是對(duì)高壓進(jìn)行降壓整流后，為副邊的單元提供隔離的電源。

（2）能量回饋單元模塊。回饋模塊是變頻系統(tǒng)的大腦，能量回饋單元模塊采用整流回饋環(huán)節(jié)+直流環(huán)節(jié)+逆變環(huán)節(jié)系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元模塊內(nèi)都具有回饋電路、濾波電路和逆變電路。

與一般變頻器生產(chǎn)廠家不同，GBP四象限高壓變頻器功率單元采用獨(dú)特的低頻回饋技術(shù)，整機(jī)能量回饋效率更高，自身?yè)p耗更低，諧波含量更小，體積更小，壽命更長(zhǎng)。

（3）控制系統(tǒng)——矢量控制。我們公司研發(fā)的矢量控制技術(shù)，基于電流環(huán)和速度環(huán)的雙層調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)的大轉(zhuǎn)矩，并不會(huì)出現(xiàn)過(guò)流的情況，并能使絞車(chē)進(jìn)行懸停，能夠更加穩(wěn)定的對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得電機(jī)能夠運(yùn)行在最佳狀態(tài)。

矢量控制的優(yōu)點(diǎn)：速度調(diào)節(jié)范圍1000：1，調(diào)速最大精度0.01%，對(duì)轉(zhuǎn)矩的控制更加靈敏，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以更大，達(dá)到國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)水平。采用DSP芯片進(jìn)行控制，使得高壓變頻器可實(shí)現(xiàn)電機(jī)參數(shù)自整定，對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，并能完成故障的鎖定。

GBP四象限高壓變頻器引起的電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流在負(fù)載典型電源阻抗下，總電流諧波失真小于1.00 %，對(duì)應(yīng)的電壓失真小于1.00%，優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)IEEE Std 519-1992，以及GB/T 14549-93對(duì)諧波含量的要求，可以使我們的設(shè)備和其他設(shè)備都穩(wěn)定運(yùn)行。GBP系列高壓變頻器的輸入功率因數(shù)＞0.98，不再需要任何設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，變頻器輸出波形如下圖2所示：

圖2　GBP高壓變頻器輸出特性波形

4　現(xiàn)場(chǎng)改造效果

GBP型四象限高壓變頻提升機(jī)系統(tǒng)改造效果如圖3所示：

改造后，高壓變頻器成功應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)提升機(jī)，解決了原串電阻調(diào)速系統(tǒng)的各種弊端，優(yōu)勢(shì)如下：

① 不用消耗更多的熱量，對(duì)能源是一種很大的節(jié)約；

② 不再應(yīng)用電刷等器件，也不用以后再進(jìn)行維護(hù)；

③ 實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)、軟停車(chē)，減少了機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；

④ 調(diào)速更加的穩(wěn)定，對(duì)于機(jī)械方面的沖擊大大減小；

⑤ 整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行非常平滑，對(duì)于副井的人員升降舒適性大大提高；密封沖洗的投用，大大延長(zhǎng)了機(jī)泵填料的使用壽命，穩(wěn)定了裝置的生產(chǎn)，避免了原料的浪費(fèi)，提高了裝置現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生面貌，保障了操作人員的職業(yè)健康。

4　結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合新鄉(xiāng)永金煤制乙二醇裝置生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)甲醇在裝置中的重要作用進(jìn)行歸納總結(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)中，依據(jù)不同單元操作對(duì)甲醇的品質(zhì)要求，對(duì)甲醇系統(tǒng)進(jìn)行了合理優(yōu)化，在保證裝置安全、穩(wěn)定生產(chǎn)的條件下，大大提高了系統(tǒng)甲醇的利用率，起到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］李紅，段魏.草酸二甲酯工藝在煤制乙二醇生產(chǎn)中的探討［J］.河南化工，2013（02）:53-55.

［2］韓萍芳，李揚(yáng).王延儒.碳酸二甲酯-甲醇共沸物的分離方法研究進(jìn)展［J］.江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（04）:61-63.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.061

張士祥（1971-），男，河南濮陽(yáng)人，學(xué)士學(xué)位，工程師，研究方向:煤制乙二醇生產(chǎn)技術(shù).