直流矿井提升机电气传动及控制系统典型应用.pdf

1 直流矿井提升机电气传动及控制系统典型应用 深圳市中传电气技术有限公司 1 概述 直流提升机电控系统包括电气传动系统；可编程控制器（PLC）控制系统；高低压供 电系统；液压制动控制系统；信号、装/卸载控制系统；上位工控机监控系统；提升机数字 监控器后备保护系统。图 1 为典型直流矿井提升机电控系统框图。 图 1 典型直流矿井提升机电控系统框图 2 主回路方案 随着晶闸管元件技术的发展，元件质量可靠且价格低，目前主回路多选用电枢可逆，恒 磁供电的主回路方案，因为这种方案系统简单、可靠，便于使用和维护。根据电网对谐波污 染的不同要求和生产对可靠性的特殊要求，电枢回路方案可分为以下三种方式。 2.1 6 脉动电枢可逆方案 6 脉动电枢可逆电路 6 脉动电枢可逆电路由三相全控反并联整流桥电路构成， 这种方式 适合于电网对谐波污染指标要求不高， 电机功率相对较小， 对可靠性要求不是很高的场合 1， 系统框图如图 2。 2 图 2 6 脉动电枢可逆系统框图 2.2 并联 12 脉动电枢可逆方案 并联 12 脉动电枢可逆电路由两组相位差 30电角度的 6 脉动电枢可逆电路组成并联 12 脉动电枢可逆电路， 整流变压器可为两台双绕组变压器， 联结组别分别是/△ △-12 和/Y△-11， 也可以是一台三绕组（双副绕组）变压器。因为整流变压器的副绕组之间相位相差 30电角 度，而两组整流桥电压的瞬时值不相等，所以加入两台电抗器使两台变流装置得以均流。 并联 12 脉动电枢可逆电路对电网的谐波污染小，而且可以通过切换装置的切换，满足 系统半载满速的切换，以解决单台整流装置故障对可靠性的保障。系统框图如图 3。 图 3 并联 12 脉动电枢可逆系统框图 2.3 串联 12 脉动电枢可逆方案 串联 12 脉动电枢可逆电路由两组相位差 30电角度的 6 脉动电枢可逆电路串联组成 12 3 脉动电枢可逆电路， 整流变压器可为两台双绕组变压器， 联结组别分别是/△ △-12 和/Y△-11， 也可是一台三绕组（双副绕组）变压器。串联 12 脉动方案用于需要满载半速运行的场合。 当任一个串联回路的某一部分故障时，可切除故障回路，变为 6 脉动运行，即为满载半速运 动。 但在满载半速运行的场合， 其整流变压器必须为两台双绕组变压器， 以便切除故障回路。 系统框图如图 4。 图 4 串联 12 脉动电枢可逆系统框图 2 全数字调节系统 随着科学技术的不断进步， 在电气传动控制领域中， 全数字控制技术得到普遍的发展和 应用。在矿井提升电控系统中调节系统已普遍采用全数字调节控制系统。 图 5 示出了典型串联 12 脉动系统调节系统框图。 图 5 典型串联 12 脉动系统调节系统框图 4 全数字调节系统具有以下功能 （1） 可调加减速度给定值设定； （2） S形防冲给定积分器； （3） 速度闭环控制； （4） 电流闭环控制； （5） 转矩值设定； （6） 前馈控制； （7） 自适应控制； （8） 触发脉冲控制。 3 综合控制 除了传动系统的可靠运行， 整个提升系统的控制、 监视及保护措施的完备与否在矿山安 全生产中的作用也是至关重要的。 典型的矿井提升机电控系统一般采用 PROFIBUS-DP 现场 总线，将多套 PLC、远程 I/O、6RA70 直流调速装置、上位工控机等组成一个完整的提升机 综合控制。 图 6 为典型矿井提升机系统综合控制框图。 图 6 典型矿井提升机系统综合控制框图。 4、操作方式 在操作台上装有可编程控制触摸屏，设有操作方式选择按钮，可选择各种操作方式开车。 5 对于副井提升机而言，常规的操作方式为 半自动手动（按钮）开车，自动停车； 手动手动开车，手动（自动）停车； 检修手动开车；验绳手动开车。 对于主井提升机而言，常规的操作方式为 自动自动开车，自动停车； 半自动手动（按钮）开车，自动停车； 手动手动开车，手动（自动）停车； 检修手动开车； 验绳手动开车 操作方式选择操作台上装有可编程控制触摸屏，设有操作方式选择按钮，可选择各种 操作方式。 5 制动方式 直流矿井提升机电控系统一般配置如下几种制动方式 （1） 正常停车工作制动； （2） 本次提升完毕后安全制动； （3） 先电气制动后安全制动； （4） 立即安全制动。