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矿井交流提升机大功率鼠笼电机H桥三电平变频调速系统
发布时间: 2021-12-23
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
新技术
行业领域：
采矿业
成果介绍
成果简介：
本项目研发的提升机全数字定子变频电控系统基于数字化、自动化、网络化和信息化等先进技术，采用“交流鼠笼电机+交直交主回路+全数字调节控制+多 PLC 网络控制+上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控制模式，主要设备包括高低压供电装置，传动变流装置，全数字矢量控制装置，多 PLC 网络控制系统，操作台和上位机。矿井交流提升机大功率 H 桥三电平变频调速系统技术先进、可靠性高、功能强大，因此具有很高的性能价格比。进一步说，矿井交流提升机大功率 H 桥三电平变频调速系统在技术上已经发展成熟，因此在鼠笼电机传动领域采用矿井交流提升机大功率 H 桥三电平变频调速系统并大力发展是一种必然趋势。
技术特点：
本项目主要内容是：采用以三电平的交-直-交主回路拓扑结构实现交流鼠笼电机定子变频矢量控制，同时配以高性能 DSP 为核心的数字化技术对逆变器进行控制，实现电机运行的数字化速度闭环调节；采用可编程控制器（PLC）自动完成提升系统全过程控制、安全保护和人机对话等控制功能，实现提升机的位置控制，达到提升机全自动运行的目的；利用上位机实现提升系统监视、诊断，并通过局域网连接实现资源共享，在主回路设计上，采用先进的 H 桥三电平拓扑结构。在相同的输出电压等级的情况下，三电平结构功率器件的电压等级仅为两电平的一半，大大减轻了 du/dt，降低了功率器件和电机绝缘承受的电压应力，减小了变频器系统的 EMI，在获取相同的系统指标的同时 H桥三电平仅需两电平开关频率的一半，这就减小系统的开关损耗。同时背靠背拓扑利于功率系统结构化设计，利于维护，使系统可靠性大大增强。
知识产权及获奖情况：
该项目具有自主知识产权，取得发明专利1项（***）；2008年12月，河南省煤炭工业管理局组织专家对《矿井交流提升机大功率鼠笼电机三电平变频调速系统》项目进行鉴定，“研究成果达到国际先进水平”；获得江苏省重大科技成果转化专项资金项目立项（项目编号：BA2008029），获得科技型中小企业技术创新基金无偿资助（立项代码：11C26213204616）。该系统作为子成果之一获得2009年国家科学技术进步二等奖。
应用前景：
矿井交流提升机大功率 H 桥三电平变频调速系统技术先进、可靠性高、功能强大，因此具有很高的性能价格比。进一步说，矿井交流提升机大功率 H 桥三电平变频调速系统在技术上已经发展成熟，因此在鼠笼电机传动领域采用矿井交流提升机大功率 H 桥三电平变频调速系统并大力发展是一种必然趋势。主井提升系统改造后达到了高产、高效矿井的要求，提升效率提高 ***%，节约电能 20%，研究成果达到国际先进水平。因此，该套系统具有保护完善、安全可靠、经济效益明显、技术先进等特点，具有很好的推广应用前景。
应用情况：
本项目首套产品在平顶山煤业集团天安六矿自 2007 年 11 月初开始运行至今，该系统运转正常。目前已经成功应用十余套。
通过正式投入运转后，证明全数字定子变频调速系统运转是安全可靠的，达到了设计要求，提高了提升能力，核定年提升能力由 166 万吨/年增加到 200 万吨/年，缓解了六矿提升紧张的局面，这次改造是在不影响生产的情况下进行的，而且该系统保留了原电控装置，可通过转换柜方便切换，每套电控都可独立运行，为主井提升系统安全可靠的运行奠定了基础。
成果亮点
团队介绍
成果资料
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