针对串电阻调速系统的这些问题,本文介绍变频器在提升机调速系统中的应用。变频器的调速控制可以实现提升机的恒加速和恒减速控制,能很好的防止提升机过卷和过放事故发生;变频器调速还可以实现电动机的软启动,除了转子串电阻造成的能耗,具有十分明显的节能效果;变频器调速控制电路简单,克服了接触器,电阻器,绕线电机电刷等容易损坏的缺点,降低了故障和事故的发生。
变频器灵活的调速控制便于实现提升机的多段速控制,能防止岔道和弯道脱轨事故;因此,变频器在提升机调速系统中的应用有十分广阔的前景。
1提升机变频调速系统的结构。提升机变频调速系统主要由变频器;行程控制;操作控制;能耗制动和抱闸制动等组成,变频器主要对提升机的升降实现变频调速等;行程控制主要对提升机的变速,停车和制动等进行精确的行程控制;操作控制主要完成提升机的提升启动,下降启动,故障复位及紧急制动等操作控制;能耗制动和抱闸制动主要实现提升机停车控制。
1.1行程控制。提升机提升和下降过程的行程控制分为2个过程,一个为正向提升行程,另一个为反向下降行程,行程控制主要将提升机的升降过程划分成不同的行程区间,根据每一行程区间的实际情况,可以用不同的变频调速控制提升机的升降速度,行程控制不仅控制提升机整个升降行程过程的变频调速,而且控制提升机的停车和制动过程。行程控制可以很好的防止提升机过卷,过放,脱轨和翻车等事故发生,特别适合具有弯道和岔道的特殊斜井。
行程控制是根据提升机的升降位置(行程区间)实施控制,行程控制器将行程位置转换成开关信号,通过变频器的控制端子进行多段速变频控制,停车控制和制动控制等。
1.2操作控制。操作控制主要执行提升启动,下降启动和紧急抱闸制动等控制,“提升启动”操作控制变频器正转运行,提升过程由行程控制器的提升行程控制完成。“下降启动”操作控制变频器反转,下降过程由行程控制器的下降行程控制完成。“紧急制动”操作主要控制异常时的变频器停止和抱闸制动。
1.3制动控制。提升机的安全使用必须要有良好的制动和制动控制系统,制动一般采取能耗制动和抱闸制动相结合。能耗制动主要利用提升机的惯性在减速和下降行程所产生的再生能量进行制动,变频器使用能耗单元实现能耗制动,这是一种软制动形式,能很好的防止机械冲击和快速下滑。为了防止滑车等事故,使用抱闸对提升机实施抱死制动,抱闸制动一般在停车时使用,当运行到停车位时,行程控制器对变频器发出停车信号,同时,对抱闸制动器发出抱闸控制信号,实施抱闸制动,当发生脱轨等事故时,操作控制实行紧急抱闸制动。
1.4变频调速。在提升机系统的应用中,变频器主要进行恒加速变频调速启动,恒减速变频调速停车及行程变频调速运行等变频调速。变频调速是通过改变电动机输入电源的频率来调节电机转速的,因此调速范围很宽,一般变频器基本上都可以达到0 ̄400Hz,频率调节精度一般为0.01Hz,可以很好的满足提升机的恒加速和恒减速无级调速的要求,所以,采用变频器后,电机可以实现真正意义上的软启动和平滑调速。变频器调速有别于转子串电阻调速,降低了转差率,提高了电路的功率因数,可以恒转矩输出,输出功率随转速变化,因此具有很好的节电效果。另一方面,变频器还可通过软件,很方便地改变输出转矩(即调整转矩补偿曲线)和加减速时间、目标频率、上下限频率等。变频器还具有强大的兼容功能,并根据使用要求进行功能组合、参数设置(修改)和动态调速。变频器也可通过端子排控制,对行程进行多段速度控制。加速和减速过程可以灵活的调节,这种调速方式对防止提升机的过卷,过放,脱轨等都是十分有利的。
2初始化调试与设置。当提升机初始安装后,应根据矿井实际情况对提升机的各行程区间的运行进行调试和设置,调试和设置主要包括变频器的运行设置和行程控制器的行程区间设置等。
2.1变频器设置。变频器的设置可分二部分进行,首先对变频器进行基本常规要求设置,参考变频器的使用手册进行;然后对变频器进行运行要求设置,结合矿井实际情况,主要设定变频器的控制功能要求,各段速运行频率,加减速过程等等。
2.2行程控制设置。行程控制设置主要根据要求设置各行程区间的范围,并依据各行程区间的运行要求设置行程控制器的控制功能等等。
3液压提升机工作原理。矿用防爆液压提升机由机械、液压传动、电气部分等组成。采用鼠笼型防爆主电机驱动双向变量主油泵;主油泵和二台内曲线低速大扭矩液压马达组成闭合回路、衡扭矩液压调速系统;二台液压马达分别布置在主组装置两侧与主组联接,拖动提升机运转。
提升机有二台辅助油泵,一台工作、一台备用。辅助油泵中,其大泵作补油泵用,给主液压传动补油;小泵作控制用,给制动系统、操作系统、调绳系统供油。
提升机采用远距离液控操纵方式。司机通过操作液压式比例先导伐给主油泵的比例油缸输入由低到高的压力油,使主油泵的行程调节器动作,改变主油泵摆动的缸体的倾角来改变主油泵的流量,以改变液压马达的转速,使提升机起动,加速运转。
司机通过操作液压式比例先导伐的手柄扳到不同角度,就可使主油泵输出不同的流量,使提升机得到不同的提升速度。当液压式比例先导伐的手柄扳到最大位置时,提升速度最大。
当液压式比例先导伐的手柄扳到中立位置时,提升机停车。当手柄反方向扳动时,提升机反方向运行。
提升机采用盘型闸制动,以实现提升机的正常和紧急制动。正常制动的制动力靠液压传动装置本身产生的。提升时负荷成为制动力。下放重物时液压马达变为泵。液压泵变为液压马达。使电动机产生发电反馈制动。盘型制动器不参与工作制动。只是在提升机卷筒停止运转后作为保险装置来使用。提升机在运行中出现故障,保险装置自动工作,也可由司机用脚踏开关进行紧急制动停车。
提升制动系统有压力油时,盘型闸制动打开,没有压力油盘型闸制动。司机操作的液压式比例先导伐共有4个减压阀,其中两个减压阀操纵主油泵正反向供油,另两个减压阀控制盘型闸的开起,当司机操作液压式比例先导伐时,同时压下两个阀,一个阀输出的压力油进主泵的比例油缸,使主泵向液压马达供油并使其运转。另一个阀输出的压力油供制动系统的液控换向阀,使制动系统向盘型制动器供油,盘型闸制动打开、使提升机运转。当司机扳回液压式比例先导伐的手柄扳到中立位置时,(比例油缸向中位返回)主泵流量逐渐减小到零,液压马达停止运转。同时液控换向阀由于没有压力油而复位,提升机制动。这样就实现了开始提升运转时,盘型制动闸同时打开,提升机停止运转时,盘型制动闸同时立刻制动,保证了提升机的安全运行。
4结论。变频器在提升机系统中的应用可以很好的解决调速和启动等问题,克服了转子串电阻调速系统的控制电路复杂,破损率高等缺点,而且具有十分明显的节能效果,具有很好的应用和推广价值。我们在几个金矿和煤矿两年多的实际应用显示:系统性能十分可靠稳定,生产效率明显提高,节能效果十分显著。