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变频调速技术在矿山中的广泛使用-科技论文

作者:中州期刊-小君来源:原创日期:2011-12-17人气:761
1概述
地下矿山的生产较露天矿山复杂。由于井下生产的空间窄小,使生产设备环境潮湿、阴暗,粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险,工作条件十分恶劣。因此,井下生产设备的体积受限,这些设备以小型化为主,体积小、重量轻,对电气传动的要求不高。但提升、排水、通风、压气等固定设备是地下矿山的要害部门,也是耗电大户,因此,这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。
根据我们多年来从事矿山电气传动的经验及在矿山进行变频调速的应用实践,我认为,在矿山应用变频调速技术对于提高矿山生产设备的效率,节约电能都是至关重要的。但遗憾的是在矿山应用变频调速技术还很不普遍,除了因变频器的投资问题外,与人们对变频器的认识不夠有关,也与不能正确了解矿山设备对变频器的特殊要求、不能正确地应用变频器、因此所带来的负面影响有很大关系。
本文主要介绍目前矿山应用变频器的状况,矿山设备对电气传动的特殊要求,以及如何正确地选用变频器等。
2变频器在露天矿山设备中的应用
2.1电铲。电铲用于装载矿岩,其工作条件非常恶劣,特别是在爆破不好的情况下挖根底作业,经常出现过大的冲击载荷,甚至堵转。因此,电铲对电气传动系统就有较高的要求^要求电气传动系统的机械特性曲线的包络面积大,有足够的有用功率;要求有良好的调速性能,能四象限运行,能快速地进行加、减速和反转,动态响应速度快;要求系统制动性能好,并能回收能量;要求系统运行可靠,维修方便等。由于电铲对电气传动系统的这些特殊要求,所以,我国电铲目前应用的电气传动系统主要还是直流传动系统。这两种系统都还存在直流电机的固有的缺点,即维修工作量大、效率较低等。工作机构处于再生制动工作时,逆变器将再生制动能量反馈到公共直流母线上,可供其它工作机构使用,使能量得到充分利用。使用不完的制动能量,可以通过制动电阻消耗掉。
2.2变频器在牙轮钻机中的应用牙轮钻机是露天矿山、尤其是大型露天矿山的主要穿孔设备。为使牙轮钻机在不同的岩层中都能保持较佳的钻进状态,要求钻机的回转机构能根据岩层的性质进行无级调速。钻机的提升I行走机构也需要无级调速。目前,牙轮钻机的回转机构和提升I行走机构一般都是直流电动机传动。牙轮钻机上应用变频调速技术不仅是为了节能,更重要的是为了提高钻机的生产效率,降低维修工作量。我国矿山的牙轮钻机的变频调速还在开发试验之中,尚未在推广应用。
2.3电动轮汽车的电气传动目前,大型露天矿山的运输主要是采用无轨运输,而主要运输设备是大型汽车,特别是电动轮汽车成为了大型露天矿山的主要运输设备。这是因为电气传动比机械传动有更多的优点。如调速性能好,响应速度快,调速平滑无冲击;可实现恒功率调节,能充分利用柴油发动机的功率,耗油少;制动安全,牵引特性好等。电动轮汽车的电气传动系统主要有柴油发动机带动的直流发电机-直流电动机系统和柴油发动机带动的交流发电机-交流电动机系统,它通过控制发电机的励磁来控制电动机的转速。随着变频调速技术的发展,人们也在探讨将变频调速技术应用于电动轮汽车电气传动的可能性。但目前尚未见到成功的先例。不过,作为大型露天矿山的主要运输设备的电动轮汽车,人们会继续努力,研究将变频调速技术应用于电动轮汽车,以进一步改善其调速性能,提高其运输能力。3结束语
《中华人民共和国节约能源法》第39条,已将变频调速技术列为通用节能技术加以推广。在矿山推广应用变频器节能是重要目的之一,如风机、水泵;同时也有提高生产效率、降低维修工作量、提高产品质量等目的,如电铲、牙轮钻机、矿井提升机等。在矿山应用变频器和其它工业部门有相同之处,也有不同之处,如电铲、牙轮钻机、矿井提升机等设备应用变频器有一豺特殊要求,所用的变频器还有一些技术开发工作要做。建议有关科研院所、变频器生产厂家和矿山用户共同合作,开发我国矿山设备使用的变频器。
本文的目的在于抛砖引玉。由于作者的水平有限,资料不够,经验不足,所述内容错误之处在所难免,所论观点也属一孔之见,欢迎读者和朋友们批评指正。

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