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礦井提升系統不同于其他牽引系統的一個重要之處是,提升機的運行過程是一個不斷進行起動-勻速-制動的周期性過程。
采用串電阻調速方式時,在起動加速段,定子回路中串有耗能電阻以減少低速段交流電機的啟動電流,隨著轉速的上升,串聯電阻被分級切除;在減速制動段,耗能電阻被再次接入,實現交流電機的制動減速??梢钥闯?,在起動和制動段,有大量的電能被消耗在串聯電阻上。
采用高壓變頻調速技術,通過控制交流電機定子電壓的頻率,控制電機的轉速,從而是實現電機的變速控制。
在調速方式上,由于我國大功率調速技術發展較晚,因此這些交流提升系統中,基本上所有的調速方式仍以串電阻調速為主,減速段低頻減速;目前單次提升循環時間約為120秒
H單元級聯型變頻器是比較理想的電路結構,它將每個功率單元級聯起來,每相輸出電壓是各個單元輸出的疊加。對于一個m電平的級聯型變換器,每相橋臂需要(m-1)/2個*立直流電壓源和2(m-1)個開關器件。級聯型五電平三相變換器電路拓撲,每相橋臂由2個兩電平的H-橋單元級聯構成。
這種電路結構的優點是:
(1) 當其中一個單元出現故障時,可以將故障單元旁路斷開維修,小影響整個系統的運行;
(2) 每個功率單元都有*立的直流電源供電,小存在電壓小平衡的問題;
(3) 每個單元結構相同,給模塊的設計和制造帶來方便,裝配簡單;
(4) 由于沒有箱位二*管和箱位電容數量的限制,可以輸出電平數相應增加。
逆變單元直流側用移相變壓器接不可控整流電路、濾波電容器構成。這種拓撲結構具有輸入、輸出特性好的優點。由于整流側采用移相變壓器,使得疊加后的輸入電流諧波小,功率因數高,對電網的諧波污染很小。同時輸出電壓為各H單元電壓疊加的方式構成,因此較后輸出電壓的諧波也很小,延長電機負載的壽命。
礦井提升系統的耗電量占礦業生產總耗電量的15%,提高提升系統的用電效率可有效降低礦業生產成本。高壓變頻技術的提出與應用可大大降低傳統交流提升機系統的能耗。