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1、煤矿提升绞车高压变频电控系统在井下的应用煤矿提升绞车高压变频电控系统在井下的应用消费的高压提升机变频器。该电控系统运行实验说明，到达了预期目的，具有广阔的市场前景。关键词：绞车；高压变频；电控系统align=centerTheApplicationofCoalMineHoisterHighVoltageInverterElectricallyControlledSysteminMineShaftZHAOShu-guo1,SUNFeng2,JISheng-chun3,GUOPei-bin1ShandongXinfengguangElectronicTechnologyDevelopsCo.,Lt
2、d,Wenshang272500,China;2.HebeiHandanFengfengMiningIndustryGroupCompanyKowloonOre,Handan056010,China;3.TianjinJinyoulianElectricityControlDeviceLimitedCompany,Tianjin300020,China/alignAbstract:Thisarticlemainlyintroducesthecoalminehoisterhighvoltagesystemenforcementpurpose,theimplementationprocessasw
3、ellasthesolutiontechnicalkey.ThehighvoltageinvertersystemusesthehighvoltageelevatorinverterwhichShandongXinfengguangElectronicTechnologyDevelopsCo.,Ltdproduces.Thiselectricallycontrolledsystemmovementexperimentindicates,ithasachievedtheanticipatedtarget,andhasthebroadmarketprospect.Keywords:hoister;
4、highvoltageinverter;electricallycontrolledsystem0引言查找国内外关于斜井提升机调速电控系统的有关资料发现，煤矿提升机的驱动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中接入金属电阻，用主令控制器逐段切除电阻来到达加减速和调速的目的。采用转子串电阻调速的电控系统，这种系统的制动方式为能耗制动，制动所产生的能量全部消耗在电阻上。电动机转子串电阻调速系统的调速属有级调速，开环控制，调速范围小，调速精度低，爬行速度不易控制，尤其是重物下放时，需要动力制动与转子串电阻及制动闸配合操纵，司机不易控制，平安性能差。在减速时和下放重物时，投入
5、动力制动，不仅消耗外加直流电能，而且还将电动机上的再生电能消耗在转子串接的电阻上，浪费了大量的电能，且运行维护量大，维护费用高。还有一种控制方式是变频控制，但仅限于660V或者380V低压等级系统。目前国内外通用变频技术，四象限变频技术，PLC绞车电控技术已很成熟，应用已非常广泛。但6000V绞车变频电控系统未见报道和应用。据调查理解，国内外至今没有适用于我国煤矿井下提升机的6000V绞车变频电控系统。将6000V四象限变频技术、PLC绞车电控技术在井下斜井提升机上进展综合应用并知足（煤矿平安规程）的要求，使设备到达各项保护完善的目的是事在必行的，也是矿井斜井提升机平安、高效提升的有效途径。1
6、技术关键1数字本安电路实现斜井防爆提升机的双线制运行。2将创造单元串联多重化技术的国产高压变频器应用于矿山提升机的记录。3变频调速实现斜井提升能耗制动转为发电反应制动。4采用矢量控制技术，实现低速大转矩，起动力矩大的目的。5充分发挥PLC的数字化、网络化及计算功能，使提升机具有更完善的软硬件保护功能，各主要保护实现双线制。6知足提升机频繁起停要求。7知足井下100%的湿度要求。2工程施行情况1现有技术及根底条件峰峰集团九龙矿是年设计才能120万吨的矿井,目前开采一程度煤层,正在为二程度开采做开拓延伸工程。高压变频器在风机、泵类应用已经比拟成熟,PLC技术和低压变频器在提升机的应用也日趋成熟。2
7、现场设备情况峰峰集团九龙矿井下南二绞车环境恶劣，电控系统改造时，正值夏日，井下雾气大，车房潮湿度极高；同时受我矿矸石电厂影响，电压波动范围高达5700V-6800V，南二坡巷道破坏严重，6KV提升绞车四象限高压变频电控系统能否适应如此恶劣的环境，经受住工业性试验的考验，是三方攻关人员面临的挑战。经过三方共同的努力，解决了实验中出现的问题，使绞车的各项运行指标到达了设计要求，绞车到达了改造的目的。南二车运行参数及环境条件型号JK-2K主电机功率240KW额定电压:三相AC6KV最大速度4m/s斜坡长度930m该绞车承当九龙矿井下南二地区物料、人员、设备的运输任务，负荷在15吨范围内无规律变化，南
8、二轨道坡有7个片口，绞车启动停顿频繁。36KV绞车变频调速电控系统6KV绞车变频调速电控系统主要有变频器、操纵台和传感器。现分述如下：新风光电子公司JD-BP37型高压提升变频调速器JD-BP37型高压提升变频调速器采用新型IGBT为主控器件，全数字化，彩色液晶触摸屏控制，以高可靠性、易操纵、高性能为设计目的，采用先进的矢量控制变频调速技术完成提升机的四象限运行，用于鼠笼式电机或者绕线式转子串电阻电机控制，即可用于新矿井安装，也可用于老矿井改造。风光高压提升变频器，采用假设干个低压逆变器功率单元串联的方式实现直接高压输出，所用的6kv高压提升变频器，变压器有18组付边绕组，每相分为6个功率单元
9、，三相共18个单元，采用36脉冲整流，输入端的谐波成分远低于国标规定。高压提升变频器系统构造图如下列图1示.。功率单元电路构造2示。align=center图1高压提升变频器系统构造图Fig.1highvoltagepromotioninvertersystemstructuredrawing图2功率单元电路构造Fig.2powerunitelectriccircuitstructure/align高压提升变频器是整个电控系统的一个核心局部，它具有与电控系统相适配的各种接口。它承受电控系统的操纵命令，包括开停机、正反转、抱闸信号及速度命令，按照操纵命令进展，同时它又将运行状态，包括工作频率、电
10、机电流、电源电压、电流及故障信息随时送给电控系统。变频器本身又将工作信号及工作状态自动记录以备查阅。变频器的所有输入、输出接口均进展了隔离，也防止对变频器引入干扰。经过研究，决定选用我山东新风光电子科技开展有限公司消费的JD-BP37-300T高压提升变频器对该绞车电机进展调速。新风光电子公司JD-BP37-300T高压提升变频器主要性能指标变频器功率300KW额定输出电流36A输入频率50Hz5Hz额定输入电压6KV允许电压波动20%输入功率因数0.98输出频率范围050Hz输出电压范围06KV频率分辨率0.01Hz加速时间可由用户消费工艺设定减速时间可由用户消费工艺设定变频器效率96%操纵
11、键盘中文彩色液晶触摸屏界面语言简体中文过载才能100%连续160%连续1min220%允许1.5S可提供直流制动、回馈制动等多种制动方式。可知足电动机的四象限工作要求。操纵台双PLC系统和中间继电器操纵台上设有各种工况显示设备，以彩色液晶显示屏为主要显示设备，可以观察PLC运行情况，各外部接点动作状态，各模拟量回路状态等，更加方便维修工作。同时还具有必要的开关量、模拟量的数字显示，可以独立提供必要的提升数据，其中包括：平安回路指示灯，油压数字显示液压表，减速、故障声光报警显示，高、低压表,电流表等。各种传感器。36KV绞车变频调速电控系统电气保护实验该系统具有以下几种保护：1立即平安自动故障：
12、该类故障综合在硬软件平安电路中。平安电路正常时吸合，有紧急故障时释放。一旦平安电路释放，就会立即封闭变频器，跳制动油泵，并控制油压系统电磁阀施行平安制动，抱平安闸。主要的平安制动故障有：转动系统故障：如主回路和控制回路电源故障,主电机过温、堵转,变频器故障等。过卷故障。超速故障：如等速、超速,减速段定点超速和连续超速等。紧急故障。液压制动系统故障：如制动油泵跳,系统油压高等。错向。测速机、轴编码器断线深指断轴松绳故障。2先电气制动、后平安制动故障：这类故障发生后，转动系统会自动进展减速，当速度降到爬行速度时会立即转为紧急制动。这类故障主要有：事故停车，闸瓦磨损。3完本钱次开车后、不允许再次开车
13、故障：开车前如出现这类故障，那么开不起车；如在运行经过中出现，那么允许本次开车完成，但不允许下次开车，除非故障解除后。这类故障主要有指电机过温报警,液压站油温过高等。我们进展了过卷、超速、错向、编码器断线、松绳、过载、欠压、缺相、闸瓦磨损等保护实验，结果各项保护均能可靠动作，且显示灵敏正确，到达了设计要求。46KV绞车变频调速电控系统运行实验记录在电控系统的实验经过中，我们对绞车的运行状况进展了连续的监测记录，主要有以下几个方面。16KV绞车高压变频电控系统在环境潮湿度极大的情况下，连续平安运行8个月无事故。2绞车高压变频电控系统实现了四象限连续平安运行。我们十分对下放重物的经过进展了实验，下
14、放6个砟罐时，速度最大时4m/s时的电流进展统计，如下表5示：align=center表1电流统计表Tab.1tableofelectriccurrentstatistical/align36KV绞车高压变频电控系统可以适应绞车频繁启动停顿的工况要求。九龙矿井下南二坡有7个片口，需要上下人员、物料、设备等，天天开车可达60多勾，经过8个月的运行无事故，证实该系统能知足绞车频繁启动停顿的工况要求。46KV绞车高压变频电控系统实现了低速大转矩运行，在2005年12月份的九龙矿南翼220工作面安装，综采支架运输经过中，由于轨道坡条件恶劣，出于平安考虑，需要绞车低速运行，变频绞车电控系统充分发挥其低速
15、时可大转矩运行的特点，既平安又高效地完成了支架运输任务。5在实验经过中，绞车启动平稳，加速经过正常。绞车运行经过中，司机通过主令手把调整变频器的输出频率,实现无级调速，减速点实现自动减速，停车平稳。56KV绞车变频调速电控系统运行整体情况和结论6KV绞车变频调速电控系统于2005年8月在九龙矿投入工业运行，至今设备运行良好，工作可靠，大大进步了系统的平安性能，降低了电耗及维护费用，实现了绞车平安高效的目的。绞车变频调速电控系统具有控制性能优良、操纵简便、运行效率高、维护工作量小等众多优点，随着变频调速技术的日益成熟与能源节约要求的必然趋势，它正成为矿山提升机传动的开展方向。据统计全国大型煤矿1000家以上，假设在全国煤矿绞车上推广，经济效益更加可观，该系统具有广阔的市场前景。作者简介：赵树国1978，男，2002年毕业于海军大连舰艇学院，如今山东新风光电子科技开展有限公司技术部负责高压变频器的工作。