矿井提升机电控系统.ppt
,上海华菱电站成套设备有限公司,矿井提升机电气传动特点矿井提升机传动控制方案传动主回路拓扑交直交与交交变频比较矿井提升机传动发展总结矿井提升机传动发展方向,矿井提升机电气控制系统,矿井提升机电气传动特点,提升机对电气传动的要求提升机的负载性能(位势负载)对传动要求能在四象限平滑运行，即：能量可双向流动以满足下放重载的要求（电机处于发电状态）。机械特性硬，启动力矩大，以满足重载启动的要求（有别于风机、水泵）调速范围宽，以满足各种速度的要求（爬行或验绳的工况）提升系统的基本控制结构速度控制:双闭环结构(速度-电流)伺服控制:三闭环控制(位置-速度-电流),N,M,矿井提升机电气传动方案,主回路拓扑,E,E,E,（9）,（10）,（3）,（1）,（2）,（8）,（4）,（5）,（6）,（6）,（7）,网络系统配置图,（1）电枢、励磁变流柜（2）主电机（3）传动PLC（4）监控PLC（5）司机台远程I/O（6）水平控制PLC（7）司机台（8）脉冲编码器（9）控制系统监控上位机（10）装卸载监控上位机（11）远程监控/诊断系统 上位通讯 现场 总线 简易开车 应急开车 以太网,（11）,基础自动化 全数字调速装置（带现场总线）,12脉动串并联，平波电抗器，交直流侧阻容吸收 过程自动化 双PLC,全数字过程控制，全数字行程控制，软硬件冗余设计，远程站信号交换及信息传输 工业局域网 工业现场总线(Profibus)，MMI上位监控，以太网远程监控机及诊断 系统安全性 多重监控，冗余化设计，双PLC+继电器回路，硬件看门狗，主回路大裕量设计 紧急应对性 单桥运行 简易开车 应急开车,（1）,（1）,控制系统组态,（1）直流快速开关（2）电枢整流器（3）测速发电机（4）脉冲编码器（5）电枢交流侧谐波吸收（6）电枢直流侧谐波吸收（7）磁场交流侧谐波吸收（8）磁场直流侧高压保护（9）磁场整流器（10）直流切换开关（11）直流平波电抗器,电枢变压器2台（相位差30度），电抗器1台，快开1台，中间切换开关2台，交直流阻容吸收2套 ABB/SIEMENS 全数字直流调速装置2套，励磁装置1台适用范围 MAX 输出直流电压:1000V MAX 输出直流电流:5200A运行模式 双桥运行模式（全载全速）/单桥运行模式（全载半速）系统特点 均衡12脉波，电网侧谐波小,功率因数高,对电网污染小适用场合 适用于主井提升（持续稳定负载运行）适用于较大功率和电机电压较高的提升系统,直流电枢换向12脉动桥串,主回路拓扑,（1）直流快速开关（2）电枢整流器（3）测速发电机（4）脉冲编码器（5）电枢交流侧谐波吸收（6）电枢直流侧谐波吸收（7）磁场交流侧谐波吸收（8）磁场直流侧过压保护（9）磁场整流器（10）（11）直流平波电抗器,电枢变压器2台（相位差30度），电抗器2台，快开2台，交直流阻容吸收2套 ABB/SIEMENS 全数字直流调速装置2套，励 磁装置1台适用范围 MAX 输出直流电流:10000A运行模式 双桥运行模式（全载全速）/单桥运行模式（半载全速/全载全速）系统特点 均衡12脉波，电网侧谐波小,功率因数高,对电网污染小 双桥并联运行，电流裕量大适用场合 适用于副井提升（负载变化大）适用于较大功率和电机电压较高的提升系统,（11）,（11）,直流电枢换向12脉动桥并,主回路拓扑,6脉动交交变频,主回路拓扑,12脉动交交变频,主回路拓扑,交交变频 6/12脉动切换,主回路拓扑,交直交变频（两电平690V),主回路拓扑,4Q 传动,交直交变频（三电平3150V),主回路拓扑,4Q 传动,交直交变频（五电平6000V),主回路拓扑,罗宾康PAWM交直交变频（多电平6000V),主回路拓扑,罗宾康PAWM交直交变频（多电平6000V),主回路拓扑,交直交与交交变频比较,矿井提升机传动发展总结,对于电机容量小于2500KW的提升机，直流传动具有好的性价比，仍占主导地位。但逐渐被低压及中压交直交替代。对于电机容量大于2500KW的提升机中压变频装置具有好的性价比。交交系统复杂、谐波大、功率因数低，对电网污染大，属过度性产品。交直交变频装置性能优，控制精度高，功率因数高，对电网谐波污染小，为“绿色”装置，随着其价格的降低必将取代全数字矢量控制式交交变频传动系统。不论是采用DTC控制交直交变频装置还是采用矢量控制交直交变频装置都属成熟产品，都能满足提升机对电气传动的要求。罗宾康多电平交直交变频装置因复杂的拓扑结构和控制不宜于4Q运行，推荐风机水泵负载，不推荐提升机的拖动。考虑到性价比和售后服务，推荐提升机电控系统采用关键设备（如交直交变频装置）国外进口，其他设备（如电机、主变等）国内采购并由国内系统集成商进行系统集成的方案。,矿井提升机传动发展方向,交流电机容量可做大，可高压、高转速运行；并且体积小，结构简单，惯性 小，维护量小；同时交流电机拖动达到直流电机拖动同样控制精度和性能指 标，使用目前变频方案，交流电机传动效率明显高于直流电机。传动发展：传统交流传动直流传动变频交流传动基于节能减排，减少电网污染，产业政策和技术规范要求或提议：大功率（2000kW以上）必须采用变频装置（交交或交直交）小功率2000kW以下建议采用变频装置（二电平、三电平的2Q和4Q及多电平）,
