矿井提升机PLC电控变频调速系统的应用.pdf

第 6期 2 0 0 5年 6月 山 西 焦 煤 科 技 S h a n x i C o k i n g C o a l S c i e n c e Te c h n o l o g y NO． 6 J u n ． 2 0 0 5 技术经验 矿井提升机P L C电控变频调速系统的应用 杨 晓峰① 霍州市国土资源局 摘 要 阐述采用隔爆兼本安型四象限变频调速 系统， 可明显克服矿井提升 电机采用传统的 电阻调速控制中出现的诸多缺点， 提高系统的运行效率和安全可靠性， 大大提高经济效益。 关键 词 矿 井提 升机 ； 电阻调速 ； 变频调速 ； 工作 原理 ； 应用 1 电阻调整控制装置的缺点 煤矿井下提升机的电动机一般采用三相绕线式 异步电动机， 其调速方法是在电动机转子 回路 内接 入 金属 电阻 ， 用鼓 形控 制器 逐段 切除 电 阻达 到调速 目的。电阻调速控制装置的主要缺点是 1 电阻调速 使用大 量金属 电阻 ， 很难做 成防爆 型电器设备。 而且金属电阻占有相当部分面积 ， 增加 了提升机房 电控 峒室的面积 和开拓费用 。 2 电阻调速属有极调速 ， 开环控制， 调速范围 小、 精度低， 爬行速度不易控制， 尤其下放重物需动 力控制， 安全性能差。 3 减速和重物下放时需投入重力制动， 不仅消 耗外加直流电源， 还将电动机的再生能源消耗在转 子 电阻上 ， 浪费 了大量 的电能 。 2 变频调 速控 制 系统 的应用 为解决 以上问题 ， 可采用隔爆兼本安型四象限 变频 调速系统 。此 系统 主要采取 了以下手 段 1 选用了高质量 电力 电子功率元器件 S KI I P 智能功率模块， 同时将功率元器件和监测模块、 驱动 模块集中在一个模块中， 保证 了产品的质量。 2 引进了热管散热新技术， 使热管的体积在允 许温升的条件下减至最小， 适应矿井运输、 安装的要 求 。 3 采用了无速度传感器矢量控制技术 ， 使变频 器控制特性更加优良， 尤其在低频段运行时特性硬 ， 能保证额定力矩输出达 1 0 0 ， 完全满足提升机运 行要求 。 4 采用 自动换 向变频控制新技术 ， 将网侧三相 整 流桥 改 成 可控 整 流 桥 ， 单 独 设 置 C P U 进行 独 立 控制 ， 实现了电动一发电 自动过渡 ， 解决了当提升机 减速和重 物下放 时电网 自动 反馈 发 电的技 术难题 。 系统组成 矿井提升隔爆兼本安智能变频调速 控制系统主电路由充电接触器 、 进线电抗器、 充电电 阻和 6 组智能电力模块组成 。智能电力模块能将 1 个或多个并联的驱动电路、 保护电路 、 监测电路集成 在 1 个模块上， 见图 1 。 工作原理 合上馈电开关 Z K、 合上磁力起动器 1 C Q， 变频器电源侧有 6 6 0 V 电源 ， 此时由于充电接 触器没吸合 ， 电源电压经充 电电阻、 进线 电抗器， 再 经整流二极管组成的三相整流电路对直流滤波电容 进行充电。 当充电电压接近额定值时 ， 充电接触器 自 动吸合， 充电过程结束， 变频器进入正常工作状态。 提升机隔爆兼本安四象限变频调速系统适用于 煤矿井下 1 ． 2 m～2 ． 5 m 防爆运输绞车作控制调 速， 是煤矿井下 6 6 0 V 3 8 0 V 系统控制电机功率在 5 5 k w～2 8 0 k W 之间提升机的最佳驱动调速装置 ， 可与现有的J K B 一2系列防爆提升机、 J T P B型防爆 绞车配套 ， 作为成套绞车电控装置使用。 其主要特点 表 现在 1 采用 四象限交 一直 一交无速度传感器矢量 ① 作者简介 杨晓峰男 1 9 6 4 年出生1 9 8 8 年毕业于山西矿业学院助理工程师霍州0 3 1 4 0 0 维普资讯 山 西 焦 煤 科 技 2 0 0 5年第 6期 控制技术， 实现无级调速， 调速范围宽、 精度高， 变频 器在低频运行时也保证有 1 0 0 9 ，5 额定力矩输出。 3 0 l 3 0 o 3 0 2 图 1 P I C 电控 变频 调 速 系统 的工 作原 理 图 2 由于主要功率器件和计算机控制模件采用 爆提升机 、 电动机功率 1 6 O k w 为例 ， 与防爆电阻调 进口产品， 基本达到免维护 ， 大大地提高了提升机的 速装置比较如下 安全运行能力 ， 同时降低了维修费用。 1 变频调速装置电控硐室占有面积极小 ， 较防 3 实现了电动一发电反馈的 自动转换 ， 实现发 爆 电阻调速装置少 占有 3 m3 m 的硐室， 节省开 电反馈制动， 使提升机在下放重物时制动更平稳 ， 操 拓投资费用 1 2万 元。 作更简便、 安全可靠。 同是， 节省了电能， 与原电阻调 2 节电明显 ， 采用变频调速装置较防爆电阻调 速系统相比， 节电达 3 5 以上。 速装置省电 3 5 ， 年节约电费 8万 元。 4 选配了数字式监视器， 实现提升机过卷、 超 3 变频调速装置采用无触点控制， 电动机正反 速、 限速和减速等重要保护的双线制保护功能。 转用计算机控制 ， 变频器 自动反向且主要功率元件 5 提高了功率因数 ， 使功率 因数 c o s O ． 9 5 。 和计算机模件均系德国产品， 产品质量高， 装置达到 6 输入电流波形基本上为正弦波， 大大地减小 免维护特性， 年节约设 备运行维护 费用 约 2 ． 5万 了对电网的谐波污染 。 元。 3 经济效益 以上合计创经济效益 2 2 ． 5 万 元 。 通过改制后的经济效益明显。以配 J K B 一2防 收穑日 期 2 0 0 5 -- 0 4 -- 2 1 Ap p l i c a t i o n o f S h a f t Ho i s t PLC Fr e q u e n c y Co n t r o l Ya n g Xi a o f e n g Ab s t r a c t Ex p o u n ds t h a t u s i n g f r e q u e n c y c o n t r o l s y s t e m h a s hi g h e r wo r k i n g e f f i c i e n c y，s a f e t y r e l i a b l i t y a n d e c o n o mi c r e s u l t s t h a n u s i n g r e s i s t a n c e s p e e d c o n t r o l s y s t e m b e f o r e i n c o a l mi n e s h a f t h o i s t ， a n d ma y b e c l e a r l y o v e r c o me a l o t o f i t s d i s a d v a n t a g e s ． Ke y wo r d s S h a f t h oi s t ； Re s i s t a n c e s p e e d c o n t r o l Fr e q u e n c y c o n t r o l ； Op e r a t i o n p r i n c i pl e ； Ap pl i c a t i o n 维普资讯