煤矿井下刮板输送机变频器(33kV)的开发

煤矿井下刮板输送机变频器〔〕的开发汇报材料阳煤集团论证会煤矿井下刮板输送机变频器〔〕的开发徐州市泰诺环保设备阳煤集团论证会一、工程背景二、工程目的和意义三、工程的研究内容四、工程关键技术五、工程创新点阳煤集团论证会一、工程背景在矿井综采工作面刮板输送机运行过程中，使用传统的电机+液力耦合器+减速器驱动方式经常出现馈链、卡链的现象，严重时易导致刮板输送机拉链断裂，直接影响煤矿平安生产。另外，这种驱动方式系统复杂，维护工作量大，维护本钱高，且不可以长时间工作在低速模式下，对煤矿生产造成很大制约。阳煤集团论证会二、工程目的和意义变频技术应用于煤矿刮板输送机日益成熟，将变频技术应用至刮板机驱动上便于实现矿井自动化控制，实现断链保护停机及电动机功率平衡等，采用变频器+永磁同步电机驱动，电机与刮板机直接对轮联接，省去了调速型液力耦合器和减速器，提高设备的机械效率。同时对于煤矿实现数字化管理提供了便利条件，并到达良好的节能效果。阳煤集团论证会三、工程的研究内容1.如何实现多机驱动时的功率平衡。2.如何刮板输送机断链停机保护。3.如何实现变频器的三电平逆变。4.如何提升变频器的冷却效果。阳煤集团论证会四、工程关键技术〔1〕1．主从功率平衡：要实现多台电动机负载均衡，变频器应采用主从方式进行控制，主机变频器采用速度控制模式，从机接收主机变频器的转矩信号，通过函数计算获得自身输出转速，实现主机和从机的转矩或负荷平衡。2．刮板输送机断链停机保护：通过检测电流下降率来判定刮板输送机是否发生断链。3．转差率保护：假设实际电动机转差率、持续时间分别大于３０％和2.5S，判定现场可能会引起断链或刮板摩擦故障，需进行停机报警。阳煤集团论证会四、工程关键技术〔2〕4．启动和运行转矩保护：通过启动和正常运行时分别设定最大转矩上限，来分别限制启动和运行转矩，保证重载启动时输出较大启动转矩，同时防止正常运行时堵转、断链现象。5．三电平逆变单元。6．冷却系统：采用水冷散热系统。

阳煤集团论证会四、工程关键技术〔续1〕变频器拓扑结构：阳煤集团论证会四、工程关键技术〔续2〕

1)整流单元。变频器内部配置１２脉波整流器，可降低变频器对电网的谐波干扰，变频器整流电压为２个整流器直流电源的叠加，在变频器处于故障状态时，不允许合闸充电。

2)主回路采用可恢复的快速短路保护技术，变频系统使用功率半导体开关器件ＩＧBＴ作为主电路保护器件,位于整流器和直流回路之间的ＩＧBＴ可直接将逆变器和主电源隔离,且分断时间为２５μｓ,比传统熔断器快１０００倍。阳煤集团论证会四、工程关键技术〔续3〕

3)三电平逆变单元。逆变器应用三电平控制技术，采用ＩＧBＴ和低通ＬＣ滤波器,可降低逆变器开关时对电动机输出的高次谐波。

4)输出正弦波滤波器。变频器标配的低通ＬＣ滤波器，可减小输出电压中的谐波含量，且可使输出端到电动机的允许电缆长度达到３０００ｍ。阳煤集团论证会四、工程关键技术〔续4〕5)变频器冷却系统。变频器冷却系统采用水冷散热系统。变频器内部散热管路含有二次水，二次水在变频器壳体内部通过内置水泵进行循环，外部冷却水通过安装于变频器壳体内的热交换器将内部二次水的热量带走，到达冷却散热的目的，外部冷却水管路需安装手动球阀、过滤器及电动球阀等设备，电动球阀由变频器内部ＰＬＣ进行分合控制。阳煤集团论证会五、工程创新点运用变频器+永磁同步电机对刮板输送机的驱动进行改造，为解决煤矿实际提出很多创新：第一，实现了刮板输送机系统的软起动。第二，实现多机驱动时的功率平衡