礦井提升機廣泛用于煤炭、有色金屬、黑色金屬、非金屬、化工等礦山的豎井、斜井的提升系統(tǒng)用作提升礦物和物料及設(shè)備等，是礦井系統(tǒng)設(shè)備的咽喉，在整個生產(chǎn)過程中，占有非常重要的地位，礦用生產(chǎn)是連續(xù)作業(yè)的，即使短時間的停機維修也會給生產(chǎn)帶來很大損失。因此，設(shè)備的安全可靠運行就顯的特別重要。目前的電控系統(tǒng)存在著很多的不足，礦用提升機的技術(shù)改造要求迫在眉睫。我們德力西（杭州）變頻器有限公司在研制提升機變頻器方面作了相當(dāng)大的努力，通過不斷的進行技術(shù)革新，成功地開發(fā)了德力西礦山提升機專用變頻器，并得到了很好的應(yīng)用。 一、現(xiàn)場狀況： 2008年2月，山東紅旗煤礦提升機改造通過調(diào)研與論證，結(jié)合該礦井提升機的現(xiàn)場實際狀況，決定對提升機實施變頻調(diào)速改造。該煤礦斜井提升機是單卷筒提升機，卷筒直徑 1500mm，減速器減速比24︰1，最高運行速度2.5m/s，鋼絲繩長度為450m。采用串電阻分五段速降壓起動和調(diào)速，頻繁正、反向運轉(zhuǎn)，電能浪費極大。原系統(tǒng)電機是220KW的6極繞線式電機，在平時工作電流在320-420A，為保證安全，提升機上行或下行起動時，是要加制動的，起動完成后一瞬間再松開制動。在這種情況下運行電流有時候會超過電機額定電流，達到將近800A。變頻調(diào)速后，提升機上行或下行起動時，仍是要加制動的，變頻器輸出頻率到2Hz有足夠大的力矩時再松開制動。盡管2Hz以下電機處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，但由于輸出頻率低，輸出電壓也低，電機不會過流。 二、電氣系統(tǒng)改造方案： 在生產(chǎn)中，裝載的物料有時可能會超載，而且剛好在斜坡上啟動也是很正常的事情，再考慮加速時間短，選型時變頻器容量都考慮加大，我們選用的變頻器為德力西CDI9000-G280kW，這樣有利于電機在過載時變頻器有足夠的過載能力，能量回饋單元選擇德力西CDI-FD系列，制動單元為德力西CDI-BR系列。二者總瞬時制動功率超過450KW。 改造提升機用變頻器是在原提升機電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用變頻調(diào)速系統(tǒng)替代原工頻調(diào)速系統(tǒng)，同時保留工頻調(diào)速系統(tǒng)，使兩套系統(tǒng)互為備用，增加系統(tǒng)運行的可靠性。改造時需要增加工、變頻轉(zhuǎn)換功能。系統(tǒng)運行前，將主回路和控制回路各轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至相應(yīng)的變頻或工頻位置。依據(jù)提升機控制系統(tǒng)的不同，采用適當(dāng)?shù)慕泳€方式，就可以實現(xiàn)靈活的操作方式。對于舊系統(tǒng)改造用變頻器，為了不改變原來的操作習(xí)慣，可以用原來的操縱系統(tǒng)操作變頻器。操作者通過主令控制器操縱桿控制電機正轉(zhuǎn)五擋速度和反轉(zhuǎn)五段速度，以實現(xiàn)電機的爬行、加速、減速、恒速運行。 提升絞車在下降過程中絕大部分時間都處于發(fā)電狀態(tài)，因此必須要有裝置來處理再生能力。一般有兩種處理方法，一是采用能量回饋的方式，將能量全部回饋到電網(wǎng)當(dāng)中，這樣節(jié)能效果最好，也是最理想狀態(tài)。但是考慮到絞車在重載下放時的功率，能量回饋的配置要比較大，可能會超過變頻器的額定功率，因此價格可能會比較高。二是直接采用能量制動單元，直接將再生能量消耗掉，這樣實現(xiàn)起來最簡單，價格低廉，但是能量消耗會多一些。我公司變頻器采用的是同時接入能量回饋單元和制動單元的辦法，能量回饋單元處理正常情況下的能量，當(dāng)是重載下放時，再生的能量很大，這樣可以讓能量回饋單元和能耗制動單元一起工作，這種方法是上述兩種方法的折中，能量消耗不大，畢竟重載下放所占比例不大。價格上也不會因為全部是能量回饋單元而價格很高。 變頻器采用多段速度設(shè)置，F(xiàn)WD、REV設(shè)為正反轉(zhuǎn)，D1、D2、D3設(shè)為五段運行頻率6Hz、18Hz、25Hz、35Hz、50Hz,以適應(yīng)控制系統(tǒng)對提升機不同運轉(zhuǎn)速度的要求。五擋速度加速和減速段的速度均在變頻器上設(shè)置。變頻調(diào)速原理圖如下圖所示： 紅旗煤礦經(jīng)過一年多的運行，證明改造的效果比較理想，主要表現(xiàn)在： 　 1、變頻器的頻率連續(xù)調(diào)節(jié)，分段預(yù)置，實現(xiàn)了啟動及換檔時的軟啟動、軟停車，使調(diào)速更加方便、可靠，運行更平穩(wěn)。減輕了對電網(wǎng)的沖擊，避免了大電流對電機的沖擊，同時也保護了其他的機械設(shè)備 　 2、使用變頻器后省去原先的接觸器及調(diào)速電阻，既節(jié)省了維修費用，又減少了停產(chǎn)維修時間，從而提高了產(chǎn)量。同時改善了惡劣操作環(huán)境，使工人避免在夏季因調(diào)速電阻發(fā)熱造成的高溫條件下工作。 　3、在低速段節(jié)能效果十分明顯。紅旗礦井深400多米，通過用電度表的現(xiàn)場測量，在相同耗電量的情況下，用工頻可拉19勾，而使用變頻可拉25勾，即變頻比工頻多拉6勾。經(jīng)估算節(jié)電率約為30%。 對于提升絞車的變頻改造，有以下幾點說明: 1、斜井與豎井的區(qū)別為，豎井絞車對變頻器、能量回饋單元、制動單元和制動電阻的要求要比斜井更高一些。 2、對再生能量的處理，有三種方法；一種是直接采用能量回饋單元全部回饋電網(wǎng)，這種方法最為理想，但是價格相對較高。第二種是直接采用制動單元加制動電阻，直接將能量消耗掉，該方法價格相對低廉，方法簡單，但是能量浪費較大。最后一種方法是將二者結(jié)合，讓能量回饋單元處理一般情況下的能量，當(dāng)有重載下放這種產(chǎn)生巨大再生能量時，由能量回饋單元和制動單元同時工作，該方法是上述兩種方法的折中。