矿用提升机变频调速系统.docx

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1、矿用提升机变频调速系统摘要：采用变频调速系统可以克制传统提升机调速系统存在的众多缺点，本文以风光提升机专用变频器为例对该系统作了全面介绍。Abstract:Usingvariablefrequencyspeedregulationsystemcanovercomemanydisadvantagesexistinginthetraditionalspeedregulationsystem,thispapermakestheoverallintroductiontothissystemtakingFengguangmininghoistspecialInverterasanexample.关键词：

2、矿用提升机、提升机专用变频器、能量回馈、调速系统Keywords:mininghoistmininghoistspecialinverterenergyfeedbackspeedregulationsystem一、引言目前矿用提升机控制系统普遍采用绕线电机转子串电阻的方式进展调速，该系统存在以下缺点：1大量的电能消耗在转差电阻上，造成了严重的能源浪费，同时电阻器的安装需要占用很大的空间。2控制系统复杂，导致系统的故障率高，接触器、电阻器、绕线电机碳刷容易损坏，维护工作量很大，直接影响了消费效率。3低速和爬行阶段需要依靠制动闸皮摩擦滚筒实现速度控制，十分是在负载发生变化时，很难实现恒减速控制，导

3、致调速不连续、速度控制性能较差。4启动和换档冲击电流大，造成了很大的机械冲击，导致电机的使用寿命大大降低，而且极容易出现“掉道现象。5自动化程度不高，增加了开采本钱，影响了产量。6低电压和低速段的启动力矩小，带负载才能差，无法实现恒转矩提升。采用变频调速系统可以很好地克制上述缺点，本文以风光牌提升机变频器为例，详细介绍变频调速系统在矿用提升机上应用的系统方案。二、采用变频调速系统的优点1在电网波动20%范围内，恒转矩提升，不会因为电网波动影响负载提升情况。2实现了电机软启动，启动力矩大，带负载才能强。3电机可以实现无级调速，加、减速经过很平滑，电流冲击小，大大减轻了机械冲击的强度。4采用芯片统

4、一控制和PLC外端电路接口相结合，使调速系统具有很高的可靠性，同时利用PLC强大的控制才能实现灵敏的控制方式。5机内带有回馈单元，回馈能量直接输给电网，且不受回馈能量大小的限制，适应范围广，节能效果明显，系统可以实现四象限运行。6平安保护功能齐全，除了过压、欠压、过载、过热、短路等自身保护外，还设有外围控制的连锁保护，包括制动闸信号与正、反转信号的连锁，变频器故障信号与系统平安回路的连锁，机内备有自动减速程序等。三、接口电路变频器提供完善的接口电路，内设PLC，既可以与新装系统实现配套使用，可以以对老系统进展改造，可以承受DC0-5V、DC0-10V和4-20mA工业标准信号。用于系统改造时，

5、增加远控装置就可以实现工频与变频的互相转换，监视系统的操作和运行状况等功能。ALIGN=CENTER图1提升机专用变频器接口电路/ALIGN接口电路实现了变频器与控制系统的连接，包括正、反转控制，速度调节可以采用档位调节方式，可以以采用模拟量输入方式，与外部电路的连锁功能“松闸、“急停信号用于与制动闸及制动油泵连锁，“平安回路及故障输出信号用于与系统平安回路实现连锁，各种状态指示等各种功能。四、主回路构造ALIGN=CENTER图2低压系列主回路构造图3高压6-10KV多重化单元构造/ALIGN五、提升机变频器主要功能简述1回馈制动变频器采用能量回馈单元将再生能量回馈给电网，进而实现变频器的四

6、象限运行。2能耗制动能耗制动单元可单独使用，可以以与能量回馈单元配合使用。3直流制动主令控制器给出“正转或者“反转命令后，假如没有给出“松闸信号，变频器会在电机上施加直流制动转矩，确保松开制动闸经过中重车不下滑。在给出“松闸信号后，变频器开场运行。制动油泵开启后，假设不小心松开制动闸触动“松闸行程开关，变频器接收到“松闸信号，同时在电机上施加直流制动转矩，确保重车不下滑。当重车在井筒中间停车时，变频器由高速至停机后，随之施加直流制动转矩使电机停顿转动，当机械制动起作用后，方去掉直流制动，使重车靠机械抱闸的作用停顿。4多段速变频器内部预置了五个速度段，分别对应于变频器运行频率6Hz、15Hz、2

7、5Hz、35Hz、50Hz,以适应控制系统对提升机不同运转速度的要求。各速度段对应频率可以分别设置，以知足各种工况运行需要。5自动减速变频器接收到系统给出的减速信号后，启动机内的减速程序，按照设定要求将提升机的运行速度逐渐降低。6紧急停车变频器提供了紧急停车信号输入端子，急停信号动作后，变频器立即停顿输出，电机处于自由运转状态，然后依靠机械制动装置停车。六、系统方案1配套用变频器系统方案a主回路三相沟通电源经自动空气开关接至变频器三相输入端子，变频器三相输出端子接至电机。如图4所示。ALIGN=CENTER图4配套用变频器主回路接线示意图/ALIGNb控制回路电控系统与变频器配套使用，系统已经

8、提供了与变频器的接口，可按照各自的接线讲明正确连接。2改造用变频器系统方案改造用变频器是在原提升机电控系统的根底上，用变频调速系统替代原工频调速系统，同时保存工频调速系统，使两套系统互为备用，增加系统运行的可靠性。改造时需要增加工、变频转换功能。系统运行前，将主回路和控制回路各转换开关切换至相应的变频或者工频位置。详细接法如下。a主回路增加三个三刀双掷开关QS1、QS2、QS3作为主回路切换装置，三相电源、定子线圈、转子线圈分别接至相应开关的刀位置。如图5a、b所示。ALIGN=CENTER图5主回路工、变频切换原理图/ALIGN所有开关切换至变频位置时，三相电源经双掷开关QS1、自动空气开关

9、QA接至变频器输入端子R、S、T同时将零线接至变频器零线端子N，变频器输出端子U、V、W经双掷开关QS2接至电机定子线圈，绕线电机转子线圈经双掷开关QS3后处于短接状态。所有开关切换至工频位置时，三相电源经双掷开关QS1、QS2接至定子线圈，绕线电机转子线圈经QS3接至原调速电阻装置。b控制回路变频器远控装置用做工、变频控制回路的切换装置。远控装置内用七个双刀双掷开关作为正、反转和五段速的切换部件，其原理如图6所示。ALIGN=CENTER图6控制回路工、变频转换原理图/ALIGN图6中，虚线方框内表示的是一个双刀双掷开关，LK3、LK4分别表示主令控制器的正转和反转触头，LK5、LK6、LK

10、7、LK9、LK11分别表示主令控制器的五个档位触头。七、操作与控制由于变频器提供了适应提升机现场应用的完善的接口，根据提升机控制系统的不同，采用适当的接线方式，就可以实现灵敏的操作方式。对于旧系统改造用变频器，为了不改变原来的操作习惯，可以用原来的操纵系统操作变频器，用远控装置切换工频与变频运行方式，两个系统之间可以实现无缝连接。变频调速系统可以实现自动运行和手动运行两种方式：1自动运行方式利用机内PLC强大的控制才能，通过设置适当的参数，变频器就可以实现自动化运行，极大地进步了提升机的运行效率。ALIGN=CENTERa正转时运行速度曲线b反转时运行速度曲线图7自动运行方式/ALIGN图7

11、中，以正转为例，开机时低速爬行时间t1、减速信号动作后延时t2、中速运行时间t3、停机前爬行时间t4根据现场情况可以自由设置。提升机运行经过中，除开、停机外，可以不需要人工干预。2手动运行方式该方式下，操作者通过主今控制器控制电机转速，以实现电机的爬行、加速、减速、恒速运行，但在系统给出减速信号后，为保证整个系统平安，变频器仍然会启动机内自动减速程序。八、现场应用情况我公司从2000年度开场研制提升机专用变频器，从2002年度至今，我公司的产品发往山西、内蒙、新疆、河南、河北、四川、黑龙江等地数十台。其中，既有新装系统配套用，又有老系统改造用，包括单筒、双筒，直井、斜井等各种工况。从使用情况来

12、看，节电率均在30%以上。提升机变频调速系统具有很高的可靠性，而且操作简单，利用机内PLC接口可以轻易地实现各种控制功能，大大进步提升机运行的自动化程度。九、完毕语提升机专用变频器由于其控制软件专门为提升机类负载设计，充分考虑了提升机实际运行中的各种特殊要求，采用各种措施保证系统的平安运行，又因为它具有传统调速系统所无可比较的调速和控制性能，其取代传统调速系统将成为必然趋势。参考文献：1李瑞来何洪臣韩文昭矿山提升机变频调速系统变频器世界。2000.9作者简介：杜秀虹，女，工程师，1968年度10月生，1990年度毕业于山东工业大学电气自动化专业，现任山东新风光电子科技开展有限公司技术部提升机部部门主管。0