煤矿提升机的变频改造———煤矿提升机的变频改造

［摘要］：本文介绍了变频器在煤矿提升机上的应用，指出了原工频控制的弊端，变频改造的难点，四象限运行的特点，回馈功能的实现，论述了该类设备变频改造的前景。［关键词］： 电机 流量计 直流调速 工控摘要：本文介绍了变频器在煤矿提升机上的应用，指出了原工频控制的弊端，变频改造的难点，四象限运行的特点，回馈功能的实现，论述了该类设备变频改造的前景。关键词：提升机    四象限运行    回馈Abstract: This article introduced the frequency changer on coal mineelevator application, had pointed out the original labor frequencycontrol malpractice, the frequency conversion transformationdifficulty, four quadrants movements characteristic, the back couplingfunction realization, elaborated this kind of equipment frequencyconversion transformation prospect.Key words: Elevator   Four quadrants movements   Back couplin引言：宁夏回族自治区宁煤集团高闸煤矿主井绞车，担负着整矿提煤、运料的繁重工作，一旦出现故障，就将影响整矿的生产。因此设备的正常运行起着至关重要的作用。该井为单钩运行，坡度为45°，坡长为300米。原采用280KW/380V绕线电机串电阻调速，用交流接触器实现速度段切换。形成了低速降压启动、档位切换加速、全速运行、档位切换减速、低速降压停车的工作过程。但是，在运行中存在明显的缺点，主要体现在以下几个方面：1、在料车空车下放时，电机的转速超过了同步转速，电机处于发电状态，由于没有处理环节，大量的无功能量消耗在转差电阻上，致使电机能耗增加，不但浪费大量的电能，而且使电机铜损、铁损增加，增大了电机的维修费用。从现场情况看，下放时电机电流与提升时基本相同，都在500A左右，相当于电机的额定电流，而空载时电机电流大约应在额定电流的60%左右，从这点看，应有30%左右的无功能量消耗，使用电量增加。2、原控制系统采用绕线电机转子串电阻的方式进行调速，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，直接影响了生产效率。 (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，特别是在负载发生变化时，很难实现恒减速控制，导致调速不连续、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，增加了开采成本，影响了产量。 (6)低电压和低速段的启动力矩小，机械特性比较软，带负载能力差，无法实现恒转矩提升。       针对以上这些问题，煤矿决定对原系统进行改造。根据当今科技的发展，采用技术含量较高的变频调速，替代原来的绕线电机串电阻调速，是较理想的方案。变频调速实现了电机的软启动、软停车，连续平滑调速，特别是带能量回馈的四象限运行变频器，可以将电机在发电状态下的再生电能回送电网，降低了无功能耗，可节约大量的电能。一、变频控制方案1.变频控制的特点(1)变频系统甩掉了原电控调速用的交流接触器及调速电阻，提高了系统的可靠性，改善了操作人员的工作环境。 (2)实现了低频低压的软起动和软停止，使运行更加平稳，机械冲击小。(3)启动及加速过程冲击电流小，加速过程中最大启动电流不超过1.3倍的额定电流，提升机在重载下从低速平稳无级平滑地升至最高速，也没有大电流出现，大大地减小了对电网的冲击。(4)增加了直流制动功能，使重车停车时更加平稳。(5)转矩补偿达到规范要求，重车启动正常。(6)节能效果显着。据实测，在低速段节能明显，一般可达到20%左右。采用回馈制动，节能效果越明显。(7)采用变频控制后，原绕线式电机转子短接，在电机维护方面，避免了转子炭刷的烧损及维护。 (8)采用芯片统一控制和 PLC 外端电路接口相结合，使调速系统具有很高的可靠性，增加了系统的抗干扰能力，同时利用 PLC 强大的控制功能实现灵活的控制方式。 (9)