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V560变频器在矿井提升机上的应用

来源:北京精诚智和教育科技有限公司 发布时间: 点击量:329

  提升机在使用变频调速后,节电率在30-40%左右,且控制质量大为提高,实现无级调速。同时由于电动机不再需要频繁地起动和停止,不必再由继电器、接触器进行控制,使整个系统的寿命大为延长。实现软停和软起,消除了电动机硬起动过程中对电网的冲击。另外操作简便,省时省力

    提升机是矿井的关键和重大安全设备之一,是矿井系统设备的咽喉。在整个生产过程中,占有非常重要的地位,因此,设备的安全可靠运行就显的特别重要。老式电控系统存在着很多的不足,矿用提升机的技术改造要求迫在眉睫。下面以江西新余某煤矿矿井提升机系统为改造对象做探讨。

        我国提升机设备中,普遍使用TKD系统,这种控制系统是采用继电器有触点的逻辑控制,以磁放大器为核心组成模拟量闭环调节。在继电器控制系统中,要完成一个控制任务,支配控制系统工作的“程序”是由各分立元件(继电器、接触器、元件等)用导线连接起来加以实现的,这样的控制系统称为接线程序控制系统。在接线程序控制系统中,控制程序的修改必须通过改变接线来实现。几十年来,这种控制系统由于受元件水平的限制而存在着缺陷,突出表现在:

    (1)挡位调节,调速不连续,运行中机械振动大,矿车冲击大,制动不安全;

    (2)启动及换挡时冲击电流大,启动电流一般是额定电流的2-3倍,有时会更大,如果加速快,甚至会引起总开关跳闸;

    (3)调速时大量的电能消耗在电阻上,不但浪费严重,也造成工作环境的恶劣,空间噪声大;

    (4)维修量大,不方便。由于操作时交流接触器频繁动作,易造成触点及线圈的烧坏,转子更换碳刷频繁;

    (5)耽误生产。矿井是连续24小时工作,生产量大,任务繁重,由于电控系统设计落后,制造工艺落后,即使维修,也会给生产带来损失。

    二、变频调速方案:

    2.1)矿井提升机变频调速概况

    变频调可平滑调速,调速范围宽和节能等优点在提升机上得到了广泛的应用,矿井提升机一般对有以下要求:

    1.矿用电网波动较大,在380V20%能正常工作。

    2.运行平稳,加减速平滑,S型曲线加速段,在加减速过程中可做到加速度连续,无撞击感。

    3.对回馈能量的处理方法:回馈制动或能耗制动。

    4.变频器在整个工作过程中提供所需要的力矩特性:

    启动力矩大于2倍额定转矩,尤其是当矿车停在井筒中间时,启动转矩比额定转矩大得多。低频转矩在3Hz时大于1.6倍额定转矩。

    5.有足够的加速力矩,适应重车提升时的加速过程。

    6.运行过程中由于道轨不平整或滚筒偶尔出现钢丝绳绞绳,会引起电机力矩的跳变,变频器能承受这种跳变。

    7.运行过程中若出现偶然事件,要求快速停车时能给出大于额定转矩的制动力矩,这时会有较大的能量馈送给变频器。

    8.停车状态下,能给出大于额定转矩的制动力矩,防止重车下滑。

    2.2)变频调速改造方案

    此次改造的提升机为TKD型单绳缠绕式矿井提升机,原系统配置为2m滚筒,采用单钩式,矿井为竖井,井深400m,提升重量为10吨,电机为380V/200KW/8级绕线转子三相异步电动机,电机减速比20,制动方式为液压站盘型制动器。系统改造配置为SH-ZTK-BP操作台,变频器为V560250KW,制动单元为BR-DR-5HA280KW(客户自配),制动电阻为3Ω/200KW。

    矿井提升机变频调速控制系统由操作台、变频系统、液压站、润滑站、安全保护和控制监视系统组成,系统框图如下。

    变频器控制示意图系统工作原理:当司机听到开车信号时,按下启动按钮,PLC控制将380V动力接入变频器。再松开液压制动闸并将主令控制器推到正向(或反向),提升机开始运行。在提升过程中,控制提升机运行的主速度给定S形速度曲线由PLC编程产生,经过A/D转换,由模拟量输出口输出,以驱动变频器工作;对变频器输出频率的调整控制,也可根据现场的工况需要,由操作台速度控制手柄以辅助给定的方式进行控制。旋转编码器可以检测主电动机的转速,并将此信号传送给可编程控制器,PLC通过该信号可以累计计算提升机的速度及行走距离,监视器可以时时显示提升机速度和位置。

    2.3)变频器参数:

    为发挥矢量变频器的电机控制特性,请对电机进行参数自测定,自测定完成之后,可参考如下参数进行设置:参数说明

    F0.0.09=0000无感矢量控制

    F0.2.25=9频率输入方式为模拟量AI1

    F0.3.33=1运行命令为外部端子控制

    F1.0.03=30加速时间

    F1.0.04=20减速时间

    F0.4.54=1自由停机控制

    F3.0.00=14紧急停机

    F3.0.01=7正转

    F3.0.02=8反转

    F3.0.03=13故障复位

    制动单元的制动电压设置为625V。

    2.4)V560变频驱动优势:

    第一、强大的低频力矩消除了溜钩现象。

    即使在上升过程中途进行了刹车,在中途就可以把重物拉起来,不需要把重物放到平地上重新启动,启动力矩开环状态下达到0.5Hz180%力矩。

    第二、超强的系统保护功能和环境适应能力。

    V560多达30种保护功能和几十种警告功能,确保系统安全稳定运行。电网适应能力强,电网电压在320V~480V范围内,变频器也能正常工作。

    第三、超速限制保护功能

    当绞车速度超过一定程度的时候,自动限制最高速度,大大提高了安全性。 

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