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礦井提升機的節能變頻調速控制

發布日期:2019-09-26  瀏覽次數:153
  1 引言

  目前礦用提升機普遍使用交流繞線式電機轉子串電阻調速控制系統。提升機在減速和爬行階段的速度控制性能較差,特別在負載變動時很難實現恒減速控制,經常會造成過放和過卷事故;提升機頻繁的啟動和制動工作過程會使轉子串電阻調速產生相當嚴重的能耗;轉子串電阻調速控制電路復雜,接觸器,電阻器,繞線電機電刷等容易損壞,影響生產效益。針對串電阻調速系統的這些問題,本文介紹變頻器在提升機調速系統中的應用。變頻器的調速控制可以實現提升機的恒加速和恒減速控制,能很好的防止提升機過卷和過放事故發生;變頻器的的調速還可以實現電動機的軟啟動,取除了轉子串電阻造成的能耗,具有十分明顯的節能效果;變頻器調速控制電路簡單,克服了接觸器,電阻器,繞線電機電刷等容易損壞的缺點,降低了故障和事故的發生;

  變頻器靈活的調速控制便于實現提升機的多段速控制,能防止叉道和彎道脫軌事故;因此,變頻器在提升機調速系統中的應用有十分廣闊的前景。

  2 提升機變頻調速系統的結構

  圖1所示,提升機變頻調速系統主要由變頻器;行程控制;操作控制;能耗制動和抱閘制動等組成,變頻器主要對提升機的升降實現變頻調速等;行程控制主要對提升機的變速,停車和制動等進行精確的行程控制;操作控制主要完成提升機的提升啟動,下降啟動,故障復位及緊急制動等操作控制;能耗制動和抱閘制動主要實現提升機停車控制。

  2.1 變頻調速

  在提升機系統的應用中,變頻器主要進行恒加速變頻調速啟動,恒減速變頻調速停車及行程變頻調速運行等變頻調速。變頻調速是通過改變電動機輸入電源的頻率來調節電機轉速的,因此調速范圍很寬,一般變頻器基本上都可以達到0~400Hz,頻率調節精度一般為0.01Hz,可以很好的滿足提升機的恒加速和恒減速無級調速的要求,所以,采用變頻器后,電機可以實現真正意義上的軟啟動和平滑調速。變頻器調速有別于轉子串電阻調速,降低了轉差率,提高了電路的功率因數,可以恒轉矩輸出,輸出功率隨轉速變化,因此具有很好的節電效果。另一方面,變頻器還可通過軟件,

  很方便地改變輸出轉矩(即調整轉矩補償曲線)和加減速時間、目標頻率、上下限頻率等。變頻器還具有強大的兼容功能,并根據使用要求進行功能組合、參數設置(修改)和動態調速。變頻器也可通過端子排控制,對行程進行多段速度控制。圖2為變頻器恒加速和恒減速調速過程示意圖,加速和減速過程可以靈活的調節,這種調速方式對防止提升機的過卷,過放,脫軌等都是十分有利的。

  2.2 行程控制

  圖3是提升機提升和下降過程示意圖,行程控制分為2個過程,一個為正向提升行程,另一個為反向下降行程,行程控制主要將提升機的升降過程劃分成不同的行程區間,根據每一行程區間的實際情況,可以用不同的變頻調速控制提升機的升降速度,行程控制不僅控制提升機整個升降行程過程的變頻調速,而且控制提升機的停車和制動過程。行程控制可以很好的防止提升機過卷,過放,脫軌和翻車等事故發生,特別適合具有彎道和叉道的特殊斜井。

  行程控制是根據提升機的升降位置(行程區間)實施控制,行程控制器將行程位置轉換成開關信號,如圖1所示,通過變頻器的控制端子進行多段速變頻控制,停車控制和制動控制等。

  2.3 制動控制

  提升機的安全使用必須要有良好的制動和制動控制系統,制動一般采取能耗制動和抱閘制動相結合。能耗制動主要利用提升機的慣性在減速和下降行程所產生的再生能量進行制動,變頻器使用能耗單元實現能耗制動,這是一種軟制動形式,能很好的防止機械沖擊和快速下滑。為了防止滑車等事故,使用抱閘對提升機實施抱死制動,抱閘制動一般在停車時使用,當運行到停車位時,行程控制器對變頻器發出停車信號,同時,對抱閘制動器發出抱閘控制信號,實施抱閘制動,當發生脫軌等事故時,操作控制實行緊急抱閘制動。

  2.4 操作控制

  操作控制主要執行提升啟動,下降啟動和緊急抱閘制動等控制,“提升啟動”操作控制變頻器正轉運行,提升過程由行程控制器的提升行程控制完成。“下降啟動”操作控制變頻器反轉,下降過程由行程控制器的下降行程控制完成。“緊急制動”操作主要控制異常時的變頻器停止和抱閘制動。

  3 初始化調試與設置

  圖3 行程控制過程示意圖

  當提升機初始安裝后,應根據礦井實際情況對提升機的各行程區間的運行進行調試和設置,調試和設置主要包括變頻器的運行設置和行程控制器的行程區間設置等。

  3.1 變頻器設置

  變頻器的設置可分二部分進行,首先對變頻器進行基本常規要求設置 ,參考變頻器的使用手冊進行;然后對變頻器進行運行要求設置,結合礦井實際情況,主要設定變頻器的控制功能要求,各段速運行頻率,加減速過程等等。

  3.2 行程控制設置

  行程控制設置主要根據要求設置各行程區間的范圍,并依據各行程區間的運行要求設置行程控制器的控制功能等等。

  4 結論

  變頻器在提升機系統中的應用可以很好的解決調速和啟動等問題,克服了轉子串電阻調速系統的控制電路復雜,破損率高等缺點,而且具有十分明顯的節能效果,具有很好的應用和推廣價值。我們在幾個礦和礦兩年多的實際應用顯示:系統性能十分可靠穩定,生產效率明顯提高,節能效果十分顯著。

 
 
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