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礦井提升機改造案例

時間:2011-12-01 15:33:54來源:xuliyuan

導語:?傳統(tǒng)的礦井提升機一般采用轉(zhuǎn)子回路串接電阻,使用接觸器的斷開和閉合來實現(xiàn)電動機的分級調(diào)速

 

一、傳統(tǒng)礦井提升機的缺點
      傳統(tǒng)的礦井提升機一般采用轉(zhuǎn)子回路串接電阻,使用接觸器的斷開和閉合來實現(xiàn)電動機的分級調(diào)速,這種控制方式具有如下明顯缺點:
◆ 串電阻調(diào)速屬于有極調(diào)速,啟動沖擊大,并且在速度的切換中存在速度的躍變,容易掉道,危險度高,嚴重影響生產(chǎn)效率以及人的生命財產(chǎn)安全,特別當運輸人的時候。
◆ 使用串電阻調(diào)速嚴重的浪費電能在電阻上,速度越低浪費越嚴重;當下放物體過程中,電機處于發(fā)電狀態(tài),更加嚴重的浪費了能量。
◆ 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制,故障率高,維護工作量大,由于使用接觸器串電阻調(diào)速,調(diào)速的過程中頻繁投切導致接觸器經(jīng)常損壞,導致調(diào)速失靈,存在安全隱患,并且增加了維護工作量。
◆ 穩(wěn)定性差,速度隨著負載的變化而變化。
◆ 啟動力矩不夠,特別是在斜坡中停機無法再啟動,需要把物料下放到平穩(wěn)的地方再啟動,嚴重的影響了生產(chǎn)效率。
二、藍海華騰變頻器礦井提升機控制一體化方案,對電機進行驅(qū)動具有明顯的優(yōu)點
◆ 采用先進的DSP芯片和優(yōu)良的矢量控制,使提升機所需功率和變頻器輸出功率匹配;
◆ 啟動電流小,啟動速度平穩(wěn)無沖擊,大大的減少了掉道現(xiàn)象;
◆ 可靠性高,變頻器具有完善的保護功能,如過流過壓過載短路等保護功能;
◆ 維護工作量低。沒有和傳統(tǒng)方案一樣需經(jīng)常更換接觸器,大大降低維護成本;
◆ 調(diào)速范圍廣。屬于無極調(diào)速,加減速過程中電機控制平穩(wěn),調(diào)速時候手感柔和,
高了系統(tǒng)的可靠性,同時沒有串電阻的發(fā)熱,大大改善了操作人員的工作環(huán)境。
◆ 節(jié)能空間大。當?shù)V井提升機處于提升狀態(tài)時,節(jié)約的能量和轉(zhuǎn)速成正比;當處于下放狀態(tài)時,電機處于發(fā)電狀態(tài),如果采用能量回饋單元,節(jié)約的能量不僅和轉(zhuǎn)速成正比,而且還加上回饋的能量;
◆ 而且具有運輸人和物的自動切換功能,運輸人的時候能夠自動限制最高速度,使運輸人的時候更加的安全,更加的舒適;
◆ 能夠和機械剎車以及安全回路完美配合使用,當使用機械剎車時候變頻器不會出現(xiàn)過載過流等現(xiàn)象,而且當出現(xiàn)緊急情況或者停電的狀態(tài)下,能夠自動實現(xiàn)機械剎車,最大限度的保障了安全;
◆ 大大提高了生產(chǎn)效率,穩(wěn)定性高,速度不隨負載的變化而有變化;
◆ 可以消除溜鉤現(xiàn)象,即使在上升過程中中途進行了機械剎車,不需要把重物放到平地上重新啟動,在中途就可以把重物拉起來而不下溜;
◆ 上升和下降過程互鎖,不容易出現(xiàn)操作失誤;
◆ 高速時候不能夠隨便改變運轉(zhuǎn)方向,防止運行過程中誤打信號燈而導致變頻器自動停機或者反轉(zhuǎn);
◆ 不改變原有操作習慣;
◆ 支持工頻和變頻的切換功能;
◆ 操作面板具有參數(shù)拷貝功能,大大的降低了調(diào)試和維護的工作量。
三、關于絞車的制動抱閘
◆ 關于絞車的制動問題:
1.1、制動單元的“+”“—”端子接變頻器的“+”和“—”端子
1.2、制動單元的制動電阻端子接制動電阻
注意:絞車的負載比較重,制動單元和制動電阻的選型應當足夠大。關于回饋裝置,安裝方式參考回饋單元說明書。推薦使用制動單元,性價比較高。
◆ 安全回路的抱閘問題:
礦山是個非常講究安全的地方,一定需要機械抱閘的配合,要確保在任何異常狀態(tài)下,機械剎車能夠完全的剎住車,比如出現(xiàn)緊急情況時候,當變頻器出現(xiàn)故障的時候,當忽然停電的時候,等等,都必須確保機械剎車能夠完全的進行抱閘;
當變頻器處于停機狀態(tài)下或者變頻器在幾乎沒有速度的的情況下,不具有抱閘功能的,需要機械的進行抱閘;
變頻器具有的各項保護功能,比如過流過壓過載欠壓保護等,當出現(xiàn)故障的時候,變頻器是馬上對電機停止輸出的,所以此時也是需要機械進行抱閘保護;
由上可知,整套系統(tǒng)必須要以上的安全保護功能。正常的絞車都應該具有以上的功能集成在絞車的安全回路當中。當安全回路出現(xiàn)問題的時候,馬上進行機械抱閘并且馬上輸出開關信號禁止變頻器運行,此開關接到變頻器的X端子上,功能設置為22:變頻器運行禁止。
◆ 手動機械剎車的問題:


平時行車過程中變頻器和絞車的抱閘配合方法為:在機械剎車的中間位置安裝一個接觸器,當抱閘動作的時候,輸出一個信號給變頻器,此功能設置為21:外部中斷觸點輸入,(假如設置為X4),最好是當抱閘松開一半(抱緊一半)的時候輸出一個信號給變頻器。
如果當前狀態(tài)為停止狀態(tài),此時絞車的抱閘在抱緊,此時啟動變頻器,此時慢慢松開抱閘,當松開還沒有到一半的時候,上面設置X4端子應當為閉合狀態(tài),變頻器雖然運行,但是處于封鎖輸出狀態(tài),輸出頻率為零;當松開到一半的時候,上面設置X4端子為斷開狀態(tài),此時旋動電位器給一點速度,變頻器開始運行,當聽到電機有響聲的時候,說明此時變頻器的力矩已經(jīng)充分建立起來,然后繼續(xù)慢慢松開,此時旋動電位器,電機速度可以慢慢上升。
絞車在運行當中,準備以機械剎車制動絞車,此時可以先慢慢的減速下來,到一定程度的時候,慢慢拉緊機械抱閘,當機械抱閘到一半的時候,此時上面設置的21號功能端子閉合,此時變頻器封鎖輸出,機械剎車把絞車剎車住,即可停機。
四、注意
◆ 目前變頻器適用于無瓦斯及煤塵爆炸的環(huán)境、無顯著振動和沖擊的環(huán)境、環(huán)境濕度: ≤90%, 無水珠凝結(jié)、供電電壓:AC380V50Hz,若需要防爆,請選擇藍海華騰防爆系列變頻器。
◆在礦山生產(chǎn)中,一定要確保安全的保護裝置的可用性,比如隨時檢查剎車系統(tǒng)是否完好,閘的間隙是否正常,方向是否互鎖等;
◆ 電磁機械安全抱閘與變頻器運行電氣互鎖,電磁鐵得電后,變頻器才可以啟動,變頻器故障后,安全閘抱緊。
◆ 變頻器正/反切換開關與手動抱閘電氣互鎖,當手動抱閘沒有松開之前,變頻器不能接收啟動信號。
◆ 手動抱閘電氣互鎖與調(diào)速電位器電氣互鎖,當電位器調(diào)到0V對應5Hz運行時,手動抱閘一但回位,變頻器馬上零速輸出,同時停掉變頻器。
◆ 從安全性方面考慮,變頻器功率應需要大于電機額定功率。比如,如果電機為220KW,選擇的變頻器應該至少為280KW,此外,需要加上能耗制動單元或者回饋制動單元;煤礦是一個非常講究安全的地方,需要和機械抱閘以及安全回路等完全配合。
五、改造案例1:某市龍頭煤礦大型絞車改造(180kW)
◆ 變頻器主回路和控制回路接線圖(此處沒畫出AI2的接線圖):

圖1 變頻器接線圖
 

◆工頻變頻系統(tǒng)切換原理圖和切換方法:

圖2 工變頻切換方法


使用變頻時,請把電源開關接到變頻器輸入電源R、S、T,同時把電機線U、V、W接至變頻器電機輸出端U、V、W,還需要把電機的轉(zhuǎn)子電路短接;
使用工頻時,把開關電源接到原來的操作系統(tǒng)中,另外需要把電機線U、V、W接到工頻電源,此外還需要把轉(zhuǎn)子線接到原來的串電阻回路中。
◆ 調(diào)試方法和步驟:
1、根據(jù)電機銘牌輸入?yún)?shù):
P0.11:最大頻率,根據(jù)現(xiàn)場需求設置;
P0.13: 頻率上限,根據(jù)現(xiàn)場需求設置,此值可以和P0.11設置相同;
P0.12:最大輸出電壓,請根據(jù)電機銘牌設置;
P0.15:基本運行頻率,請根據(jù)電機銘牌設置;
P9.00:負載類型,請設置0,代表重載;
P9.01:電機極數(shù),請根據(jù)電機銘牌設置;
P9.02:電機額定轉(zhuǎn)速,請根據(jù)電機銘牌設置;
P9.03:電機額定功率,請根據(jù)電機銘牌設置;
P9.04:電機額定電流,請根據(jù)電機銘牌設置;
2、設置P9.15=1進行電機靜止自整定,自整定完畢后將會自動停機;
3、接電位器到在10V、AI1和GND之間,然后設置
P0.04=1:通過AI1給定頻率
P0.06=1:端子控制
P3.09=0,允許反轉(zhuǎn)
P6.00=4410,AI1和AI2用曲線修正,運輸人的時候,切換電位器限制速度
P6.02=2,
P6.05=2,
P6.08=25;
4、設置多功能輸入端子功能:
P5.00=2:X1=正轉(zhuǎn)
P5.01=3:X2=反轉(zhuǎn)
P5.02=20:X3=故障復位
P5.03=21:X4=外部中斷觸點輸入,接機械抱閘信號
P5.04=22,X5=變頻器運行禁止,接安全回路
P5.05=55,X6=人車信號切換,在AI2端再接一個電位器,再運輸物需要加快速度時候可以切換頻率源;
P5.06=26,X7=最快速停車;
5、設置多功能輸出端子:
P7.00=00:Y1=變頻器運行中信號
P7.01=15:Y2=變頻器告警信號
P7.02=14:繼電器=變頻器故障信號
6、接模擬量輸出端子:
P7.03=53:AO1=變頻器輸出電壓
P7.04=50:AO2=變頻器輸出電流
 
六、改造案例2:某市某煤礦中型絞車改造(95kW,55kW)


◆ 變頻器主回路和控制回路接線圖:

圖3 變頻器接線圖


◆ 參數(shù)設置:
1、電機參數(shù)設置:
P9.01=****,電機極數(shù),請根據(jù)電機銘牌設置
P9.02=****,電機轉(zhuǎn)速,請根據(jù)電機銘牌設置
P9.03=***,電機功率,請根據(jù)電機銘牌設置
P9.04=***,電機額定電流,請根據(jù)電機銘牌設置
P9.15=1,按后按RUN鍵進行參數(shù)的自整定
2、功能參數(shù)設置:
P0.04=1、模擬量給定頻率
P0.06=1、端子控制運行命令
P0.08=50、加速時間(根據(jù)實際情況設置)
P0.09=15、減速時間(根據(jù)實際情況設置)
P2.00=3、鍵盤鎖功能
P3.03=2、起動頻率
P3.04=0.5、起動頻率保持時間
P3.09=0、允許反轉(zhuǎn)
P5.00=2、端子正轉(zhuǎn)運行
P5.01=3、端子反轉(zhuǎn)運行
P5.02=20、故障復位輸入
P5.03=24、端子自由停機
P5.04=22、變頻器禁止運行
P5.05=26、快速停機
P5.06=52、主頻率源切至數(shù)字
P6.00=4440、模擬量修正
P6.02=5Hz、模擬量0V對應5Hz
P7.00=14、輸出變頻故障
P7.02=0、變頻器運行中信號
P9.18=20、電機過載保護時間
PA.09=1、能耗制動已啟動
◆ 改造前現(xiàn)場情況:
此煤礦有兩臺單向式28度斜坡提升絞車,部件分別有:電機功率90KW一和55KW各一臺、滾輪、減速箱、手動機械抱閘、電磁機械安全抱閘、過卷保護限位開關、正/反五檔電阻調(diào)速箱。
◆改造后現(xiàn)場情況:
原有部件分別有:電機功率90KW一和55KW各一臺、滾輪、減速箱、手動機械抱閘、電磁機械安全抱閘、過卷保護限位開關、正/反五檔電阻調(diào)速箱。不干涉原有操作系統(tǒng),后增加配件:變頻器、制動單元、制動電阻、電抗器、電位器、中間繼電器、按鈕、指示燈、三檔開關、行程限位開關。
說明:
1、電位器:絞車速度調(diào)節(jié)。
2、中間繼電器:絞車動行中/停止中輸出指示燈電源,變頻器故障輸出指示,變頻器故障后安全抱閘。
3、按鈕:變頻器故障復位/快速停機。
4、指示燈:變頻器故障指示。
5、三檔開關:變頻器正轉(zhuǎn)/停止/反轉(zhuǎn)切換。
6、行程限位開關:手動抱閘回位時,給變頻器端子自由停機,反之給變頻器啟動信號。
◆絞車變頻器調(diào)試中出現(xiàn)的問題:
調(diào)試的那天上午在主井口,安裝90KW絞車的變頻器功能控制線,控制線路與輔井絞車完全一樣,原理是:“變頻器啟動后,電位器可以調(diào)到0Hz運行,配合手動抱閘,不讓變頻過載,也不讓絞車的車斗在半坡啟動/停機時出現(xiàn)下滑現(xiàn)象”。下午試放人車下井和上井,人車重大概兩噸,變頻器沒有出現(xiàn)問題。然后,回到輔井口試55KW的拖重載,在井下來回試車時,車斗裝滿重大概三噸,這時出現(xiàn)了車斗下滑和變頻過載故障。分析、總結(jié),問題都出在手動抱閘的動作連貫性和殺車皮的松緊度上。     想了很多方案,最后決定在殺車動作行程處,多加一組常閉開關做為變頻器的運行指今,把殺車皮調(diào)到適中位置。
      在輔井口55KW絞車的手動抱閘回位處多加上一組常閉開關后,當手動抱閘回位時,頂?shù)叫谐涕_關的常開變成常閉、常閉變常開時,變頻器端子自由停機。當推開殺車時,行程開關的常閉復原給變頻器運行命令,變頻器從2Hz起動,這樣解決了變頻器過載故障和絞車在半坡停機時,出現(xiàn)的下滑現(xiàn)象。后來主井口的絞車控制線路也改成了一樣,帶上重載調(diào)試,沒有出現(xiàn)問題,絞車開機操作變得很方便。

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