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1、伟创电气+伟创变频器矿井提升机的变频调速改造伟创电气+伟创变频器矿井提升机的变频调速改造伟创电气导语：目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用沟通绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器沟通接触器控制。一、大概情况矿井提升机是煤矿，有色金属矿消费经过中的重要设备。提升机的平安、可靠运行，直接关系到企业的消费状况和经济效益。山西某煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动，减速制动，而且电机的转速一定规律变化。斜井提升机的机械构造示意如下列图所示。斜井提升机的动力由绕线式电机提供，采用转子串电阻调速。目前，大多数中
2、、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用沟通绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器沟通接触器控制。这种控制系统由于调速经过中沟通接触器动作频繁，设备运行的时间较长，沟通接触器主触头易氧化，引发设备故障。另外，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，经常会造成停车位置不准确。提升机频繁的起动调速和制动，在转子外电路所串电阻的上产生相当大的功耗。这种沟通绕线式电机串电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性差；低速时机械特性较软，静差率较大；电阻上消耗的转差功率大，节能较差；起动经过和调速换挡经过中电流冲击大；中高速运行震动大，平安性较差。二、改造方案为克制传统沟通绕线式电机串电阻调
3、速系统的缺点，采用变频调速技术改造提升机，可以实现全频率050Hz范围内的恒转矩控制。对再生能量的处理，可采用价格低廉的能耗制动方案或者节能更加显著的回馈制动方案。为平安性考虑，液压机械制动需要保存，并在设计经过中对液压机械制动和变频器的制动加以整合。矿井提升机变频调速方下如下图：现场使用的是绕线式电动机，在用变频器驱动时需将转子三根引出线短接。三、方案施行斜井提升负载是典型的摩檫性负载，即恒转矩特性负载。重车上行时，电机的电磁转矩必须克制负载阻转矩，起动时还要克制一定的静摩檫力矩，电机处于电开工作状态，且工作于第一象限。在重车减速时，固然重车在斜井面上有一向下的分力，但重车的减速时间较短，电
4、机仍会处于再生状态，工作于第二象限。当另一列重车上行时，电机处于反向电动状态，工作在第三象限和第四象限。另外有占总运行时间10%的时候单独运送工具或者器材到井下时，电机纯粹处于第二或者第四象限，此时电机长时间处于再生发电状态，需要进展有效的制动。因此采用能耗制动单元加能耗电阻的制动方案。提升机的负载特性为恒转矩位能负载，起动力矩较大，选用变频器时适当地留有余量。因此选用伟创高性能AC60-G系列变频器。由于提升机电机绝大局部时间都处于电动状态，仅在少数时间有再生能量产生，变频器接入一制动单元和制动电阻，就可以知足重车下行时的再生制动，实现平稳的下行。井口还有一个液压机械制动器，类似电磁抱闸，此
5、制动器用于重车静止时的制动，十分是重车停在斜井的斜坡上，必须有液压机械制动器制动。液压机械制动器受原控制系统和变频器共同控制，机械制动是否制动受变频器频率到达端口的控制，起动时当变频器的输出频率到达设定值，例如2Hz，变频器TA、TB、TC端口输出信号，表示电机转矩已足够大，翻开液压机械制动器，重车可上行；减速经过中，当变频器的频率下降到2Hz时，表示电机转矩已较小，液压机械制动器制动停车。紧急情况时，按下紧急停车按钮，变频器自由停机，液压机械制动器马上起作用，使提升机在尽量短的时间内停车。提升机传统的操纵方式为，操纵工人坐在煤矿井口操纵台前，手握操纵杆控制电机正反转个三挡速度。为适应操纵工人
6、这种操纵方式，变频器采用多段速度设置，FWD、REV设为正反转，X1、X2、X3设为低、中、高三挡速度。变频调速原理图如下列图所示。变频器的设置如下：E-01：1；E-02：0；E-13：40；E-14：40；E-18：6；E-23：100；E-28：2.00；E-33：2.00；F-01：5；F-02：6；F-03：7；F-09：10.0；F-10：30.0；F-12：50.0；其它按现场要求设置。以上设置请参见AC60系列讲明书。四、提升机工作经过提升机经过变频调速改造后，系统的工作经过变化不大。操纵杆控制电机正转三挡速度和反转三段速度。不管电机正转还是反转，都是从矿井中将煤拖到地面上来，
7、电机工作在正转和反转电动状态，只有在满载拖车快接近井口时，需要减速并制动，提升机工作时序图如图4所示。提升机无论正转、反转其工作经过是一样的，都有起动、加速、中速运行、稳定运行、减速、低速运行、制动停车等七个阶段。每提升一次运行的时间，与系统的运行速度，加速度及斜井的深度有关，各段加速度的大小，根据工艺情况确定，运行的时间由操纵工人根据现场的状况自定。图中各个阶段的工作情况讲明如下：1第一阶段0t1：串车车厢在井底工作面装满煤后，发一个联络信号给井口提升机操纵工人，操纵工人在回复一个信号到井底，然后开机提升。重车从井底开场上行，空车同时在井口车场位置开场下行。2第二阶段t1t2：重车起动后，加
8、速到变频器的频率为f2速度运行，中速运行的时间较短，只是一过渡段，加速时间内设备假如没有问题，立即再加速到正常运行速度。3第三阶段t2t3：再加速段。4第四阶段t3t4：重车以变频器频率为f3的最大速度稳定运行，一般，这段经过最长。5第五阶段t4t5：操纵工人看到重车快到井口时立即减速，如减速时间设置较短时，变频器制动单元和制动电阻起作用，不致因减速过快跳闸。6第六阶段t5t6：重车减速到低速以变频器频率为f1速度低速爬行，便于在规定的位置停车。7第七阶段t6t7：快到停车位置时，变频器立即停车，重车减速到零，操纵工人发一个联络信号到井下，整个提升经过完毕。以上为人工操纵程序，也可按操纵台自动操纵程序工作。图中加速和减速段的时间均在变频器上设置。五、结语绕线式电机转子串电阻调速，电阻上消耗大量的转差功率，速度越低，消耗的转差功率越大。使用变频调速，是一种不耗能的高效的调速方式。提升机绝大局部时间都处在电动状态，节能特别显著，经测算节能30%以上、获得了很好的经济效益。另外，提升机变频调速后，系统运行的稳定性和平安性得到大大的进步，减少了运行故障和停工检修工时，节省了人力和物力，进步了运煤才能，间接的经济效益也很可观。