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提升機(jī)是礦井的關(guān)鍵和重大安全設(shè)備之一，是礦井系統(tǒng)設(shè)備的咽喉。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，占有非常重要的地位，因此，設(shè)備的安全可靠運(yùn)行就顯的特別重要。老式電控系統(tǒng)存在著很多的不足，礦用提升機(jī)的技術(shù)改造要求迫在眉睫。下面以江西新余某煤礦礦井提升機(jī)系統(tǒng)為改造對(duì)象做探討。
我國(guó)提升機(jī)設(shè)備中，普遍使用TKD系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)是采用繼電器有觸點(diǎn)的邏輯控制，以磁放大器為核心組成模擬量閉環(huán)調(diào)節(jié)。在繼電器控制系統(tǒng)中，要完成一個(gè)控制任務(wù)，支配控制系統(tǒng)工作的“程序”是由各分立元件(繼電器、接觸器、元件等)用導(dǎo)線連接起來加以實(shí)現(xiàn)的，這樣的控制系統(tǒng)稱為接線程序控制系統(tǒng)。在接線程序控制系統(tǒng)中，控制程序的修改必須通過改變接線來實(shí)現(xiàn)。幾十年來，這種控制系統(tǒng)由于受元件水平的限制而存在著缺陷，突出表現(xiàn)在:
（1）擋位調(diào)節(jié)，調(diào)速不連續(xù)，運(yùn)行中機(jī)械振動(dòng)大，礦車沖擊大，制動(dòng)不安全；
（2）啟動(dòng)及換擋時(shí)沖擊電流大，啟動(dòng)電流一般是額定電流的2-3倍，有時(shí)會(huì)更大，如果加速快，甚至?xí)鹂傞_關(guān)跳閘；
（3）調(diào)速時(shí)大量的電能消耗在電阻上，不但浪費(fèi)嚴(yán)重，也造成工作環(huán)境的惡劣，空間噪聲大；
（4）維修量大，不方便。由于操作時(shí)交流接觸器頻繁動(dòng)作，易造成觸點(diǎn)及線圈的燒壞，轉(zhuǎn)子更換碳刷頻繁；
（5）耽誤生產(chǎn)。礦井是連續(xù)24小時(shí)工作，生產(chǎn)量大，任務(wù)繁重，由于電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)落后，制造工藝落后，即使維修，也會(huì)給生產(chǎn)帶來?yè)p失。
二、變頻調(diào)速方案：
2.1）礦井提升機(jī)變頻調(diào)速概況
變頻調(diào)可平滑調(diào)速，調(diào)速范圍寬和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)在提升機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，礦井提升機(jī)一般對(duì)有以下要求：
1．礦用電網(wǎng)波動(dòng)較大，在380V20%能正常工作。
2．運(yùn)行平穩(wěn)，加減速平滑，S型曲線加速段，在加減速過程中可做到加速度連續(xù)，無(wú)撞擊感。
3．對(duì)回饋能量的處理方法：回饋制動(dòng)或能耗制動(dòng)。
4．變頻器在整個(gè)工作過程中提供所需要的力矩特性：
啟動(dòng)力矩大于2倍額定轉(zhuǎn)矩，尤其是當(dāng)?shù)V車停在井筒中間時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩大得多。低頻轉(zhuǎn)矩在3Hz時(shí)大于1.6倍額定轉(zhuǎn)矩。
5．有足夠的加速力矩，適應(yīng)重車提升時(shí)的加速過程。
6．運(yùn)行過程中由于道軌不平整或滾筒偶爾出現(xiàn)鋼絲繩絞繩，會(huì)引起電機(jī)力矩的跳變，變頻器能承受這種跳變。
7．運(yùn)行過程中若出現(xiàn)偶然事件，要求快速停車時(shí)能給出大于額定轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)力矩，這時(shí)會(huì)有較大的能量饋送給變頻器。
8．停車狀態(tài)下，能給出大于額定轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)力矩，防止重車下滑。
2.2）變頻調(diào)速改造方案
此次改造的提升機(jī)為TKD型單繩纏繞式礦井提升機(jī)，原系統(tǒng)配置為2m滾筒，采用單鉤式，礦井為豎井，井深400m，提升重量為10噸，電機(jī)為380V/200KW/8級(jí)繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)減速比20，制動(dòng)方式為液壓站盤型制動(dòng)器。系統(tǒng)改造配置為SH-ZTK-BP操作臺(tái)，變頻器為V560250KW，制動(dòng)單元為BR-DR-5HA280KW(客戶自配)，制動(dòng)電阻為3Ω/200KW。
礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由操作臺(tái)、變頻系統(tǒng)、液壓站、潤(rùn)滑站、安全保護(hù)和控制監(jiān)視系統(tǒng)組成，系統(tǒng)框圖如下。
變頻器控制示意圖系統(tǒng)工作原理：當(dāng)司機(jī)聽到開車信號(hào)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，PLC控制將380V動(dòng)力接入變頻器。再松開液壓制動(dòng)閘并將主令控制器推到正向（或反向），提升機(jī)開始運(yùn)行。在提升過程中，控制提升機(jī)運(yùn)行的主速度給定S形速度曲線由PLC編程產(chǎn)生，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，由模擬量輸出口輸出，以驅(qū)動(dòng)變頻器工作；對(duì)變頻器輸出頻率的調(diào)整控制，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工況需要，由操作臺(tái)速度控制手柄以輔助給定的方式進(jìn)行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器可以檢測(cè)主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將此信號(hào)傳送給可編程控制器，PLC通過該信號(hào)可以累計(jì)計(jì)算提升機(jī)的速度及行走距離，監(jiān)視器可以時(shí)時(shí)顯示提升機(jī)速度和位置。
2.3）變頻器參數(shù)：
為發(fā)揮矢量變頻器的電機(jī)控制特性，請(qǐng)對(duì)電機(jī)進(jìn)行參數(shù)自測(cè)定，自測(cè)定完成之后，可參考如下參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：參數(shù)說明
F0.0.09=0000無(wú)感矢量控制
F0.2.25=9頻率輸入方式為模擬量AI1
F0.3.33=1運(yùn)行命令為外部端子控制
F1.0.03=30加速時(shí)間
F1.0.04=20減速時(shí)間
F0.4.54=1自由停機(jī)控制
F3.0.00=14緊急停機(jī)
F3.0.01=7正轉(zhuǎn)
F3.0.02=8反轉(zhuǎn)
F3.0.03=13故障復(fù)位
制動(dòng)單元的制動(dòng)電壓設(shè)置為625V。
2.4）V560變頻驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì):
第一、強(qiáng)大的低頻力矩消除了溜鉤現(xiàn)象。
即使在上升過程中途進(jìn)行了剎車，在中途就可以把重物拉起來，不需要把重物放到平地上重新啟動(dòng)，啟動(dòng)力矩開環(huán)狀態(tài)下達(dá)到0.5Hz180%力矩。
第二、超強(qiáng)的系統(tǒng)保護(hù)功能和環(huán)境適應(yīng)能力。
V560多達(dá)30種保護(hù)功能和幾十種警告功能，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。電網(wǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)，電網(wǎng)電壓在320V~480V范圍內(nèi)，變頻器也能正常工作。
第三、超速限制保護(hù)功能
當(dāng)絞車速度超過一定程度的時(shí)候，自動(dòng)限制最高速度，大大提高了安全性。
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