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安全高效矿井提升系统交直流拖动的利弊分析
【摘要】介绍两个年产 180 万吨和一个年产 240 万吨的大型矿井。提升方式为两个斜井提升和一个立井提升。提升装置 7 套，两套采用交流拖动， 5 套采用直流拖动。本文介绍了矿井提升拖动方式，通过对交直流特性、容量范围对比，总结交直流拖动的利弊，从而为安全高效矿井设备选型设计提供参考。
【关键词】直流拖动交流拖动安全高效
1 机械性能分析
（1）直流电动机特性：直流电动机的人为机械特性曲线可知，电枢电压改变了，但其机械特性斜率不变。电机正反向运行，负荷越大，转速 n0-n 就越大，电动机的转速与负荷的大小均呈线性关系。上提重物时，电动机处于电动状态；下放重物时，电动机处于再生发电状态，再生发电的电能回馈给直流电源，电枢电流与电动运行时电枢电流相反，产生于运转方向相反的制动力矩。调速的平滑性是指在一定的调速范围内，相邻两级速度变化的程度，用平滑系数表示。这个平滑系数愈趋近与 1，调速的平滑性越好，最理想的是无极调速。直流电动机具有较好的调速性能（图
1）
图2
（2）交流电动机特性 1。从三相交流电动机的固有机械特性曲线可以看出，机械特性曲线不是一条直线。当速度 n 在 0 和同步转速 n1 的范围内，即电动机转速小于同步转速时，电磁转矩 T 与转速 n 同方向，都与同步转速 n1 同方向，电动机工作在电动状态。
当速度n大于同步转速nl,即电动机实际转速大于同步转速时，电磁转矩 T 与转速 n 不同向，电磁转矩 T 是制动性转矩，电动机工作在发电状态（图 2）。
2 提升电动机容量矿井提升选型设计的依据和主要内容是根据矿井
年产量、矸石年产量、入井材料、年日工作天数、提升高度、经验提升速度等来计算确定合理提升量，从而校验提升电动机容量的合理性、安全性、可靠性，以满足安全高效。我集团公司下属三个矿都为大型矿井，要求的拖动功率大。而交流异步电动机单机功率一般小于 1000kw 以下，满足不了需要，所以选用 2 台才能达到要求。直流电动机的容量最大的可以达到 3000kw 以上，减少了设备数量的投入和设备的维修量。
3 交直流电动机拖动的优缺点
（1）交流双机拖动的优缺点：优点主要有四个方面，一是双电动机比同容量的单电机的转动惯性小。二是在减速段用 1 台电动机进行动力制动，在爬行段用 1 台电动机制动、 1 台电机拖动，可得到合成的低速爬行硬特性，爬行速度比较稳定。三是轻载时，等速段可以用单电机运行，调高了电动机的运行效率。四是当有 1 台电动机发生故障时，可以限负荷采用单机运行。缺点主要有三个，一是必须保证两台电动机是同型号同特性的电动机，才能满足负荷的分配。二是虽然交流拖动采用