華飛GBP高壓變頻器在越南煤礦提升機的應用

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

華飛GBP高壓變頻器在越南煤礦提升機的應用

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

變頻系統的改進是目前提升機領域技術水平提高和降低能耗的顯著有效的方法。本文對提升機高壓變頻器速度調節整體系統的原理和結構進行了研究，同時結合越南提升機變頻改造的應用，介紹了華飛公司GBP系列新型回饋技術的四象限矢量高壓變頻器，在煤炭提升領域上的應用情況。

高壓變頻器；矢量控制；低頻回饋；礦井提升機

1　引言

隨著越南工業現代化進程的不斷提升，其煤礦設備的更新換代正快速進行。在煤礦的多種傳動設備中，礦井提升系統是最重要、且耗能最大的設備之一。提升機的整個運行過程的可靠與否直接影響了其產能，并直接關系到煤礦的安全生產水平，因此礦井提升機改造成為礦井設備改造的主要對象之一。

華飛公司從2009年開始為越南煤礦提升機變頻改造服務，先后在下龍灣和錦普的東北礦、宏泰礦、統一礦等多個煤礦進行了提升機高壓變頻改造，GBP型四象限高壓變頻器在越南煤礦取得了良好的應用效果，深得越南用戶的認可。

2　轉子串電阻調速存在的問題

與中國相似，越南煤礦提升機系統在未升級改造前，其調速方法多采用老式的交流串電阻的方式，此種技術相對較落后，且存在較多問題，具體如下：

① 由于提升機的特性需頻繁啟停，此種方式帶來了大量熱量的產生；

② 串電阻系統的控制接線比較復雜，在長期的穩定性上存在致命的問題，發生故障時缺乏診斷功能；

③ 因其需要頻繁啟停，在機械結構方面會有很大的損傷；

④ 老式的調速方式，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 電機因其控制和操作的弊端，壽命會大大減小。

針對以上多方面的弊端和詬病，對次系統進行變頻改造是不二選擇。

3　GBP四象限高壓變頻器特點及優勢

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的新一代低頻回饋矢量控制型高壓變頻調速器，高壓變頻器功率單元的數量6kV為15個，10kV為24個。功率單元經串聯疊波升壓后，三相輸出Y接，中性點懸浮，得到驅動電機所需的可變頻三相高壓電源。其系統原理及拓撲結構如下圖1所示。

圖1　GBP高壓變頻器系統原理及拓撲結構圖

GBP四象限高壓變頻器主要構成及特點如下：

（1）免維護型變壓器。GBP高壓變頻器所用移相變壓器采用性能較為穩定的干式變壓器，絕緣等級較高，對于溫度的耐受度較高，變壓器的主要功能是對高壓進行降壓整流后，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的大腦，能量回饋單元模塊采用整流回饋環節+直流環節+逆變環節系統化的結構，每個單元模塊內都具有回饋電路、濾波電路和逆變電路。

與一般變頻器生產廠家不同，GBP四象限高壓變頻器功率單元采用獨特的低頻回饋技術，整機能量回饋效率更高，自身損耗更低，諧波含量更小，體積更小，壽命更長。

（3）控制系統——矢量控制。我們公司研發的矢量控制技術，基于電流環和速度環的雙層調節，可以實現電機啟動的大轉矩，并不會出現過流的情況，并能使絞車進行懸停，能夠更加穩定的對傳動系統進行調節，使得電機能夠運行在最佳狀態。

矢量控制的優點：速度調節范圍1000：1，調速最大精度0.01%，對轉矩的控制更加靈敏，啟動轉矩可以更大，達到國內外的先進水平。采用DSP芯片進行控制，使得高壓變頻器可實現電機參數自整定，對各個參數進行監視，并能完成故障的鎖定。

GBP四象限高壓變頻器引起的電網諧波電壓和諧波電流在負載典型電源阻抗下，總電流諧波失真小于1.00 %，對應的電壓失真小于1.00%，優于標準IEEE Std 519-1992，以及GB/T 14549-93對諧波含量的要求，可以使我們的設備和其他設備都穩定運行。GBP系列高壓變頻器的輸入功率因數＞0.98，不再需要任何設備進行補償，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　現場改造效果

GBP型四象限高壓變頻提升機系統改造效果如圖3所示：

改造后，高壓變頻器成功應用于現場提升機，解決了原串電阻調速系統的各種弊端，優勢如下：

① 不用消耗更多的熱量，對能源是一種很大的節約；

② 不再應用電刷等器件，也不用以后再進行維護；

③ 實現了軟啟動、軟停車，減少了機械沖擊，延長設備使用壽命；

④ 調速更加的穩定，對于機械方面的沖擊大大減小；

⑤ 整個系統的運行非常平滑，對于副井的人員升降舒適性大大提高；密封沖洗的投用，大大延長了機泵填料的使用壽命，穩定了裝置的生產，避免了原料的浪費，提高了裝置現場衛生面貌，保障了操作人員的職業健康。

4　結束語

本文結合新鄉永金煤制乙二醇裝置生產經驗，對甲醇在裝置中的重要作用進行歸納總結。在實際生產中，依據不同單元操作對甲醇的品質要求，對甲醇系統進行了合理優化，在保證裝置安全、穩定生產的條件下，大大提高了系統甲醇的利用率，起到了良好的經濟效益。

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

［2］韓萍芳，李揚.王延儒.碳酸二甲酯-甲醇共沸物的分離方法研究進展［J］.江蘇工業學院學報，2003（04）:61-63.

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

張士祥（1971-），男，河南濮陽人，學士學位，工程師，研究方向:煤制乙二醇生產技術.