冀庆亚(峰峰集团有限公司,河北邯郸0562007)
摘 要:阐述了传统矿井主提升机控制系统改造技术,即变频改造过程中遇到的起动频繁、负荷变化大并且无规律、启动转矩较大,全负荷启动以及矿井井下环境差、空气潮湿、浑浊等技术难点及相应的解决方案。同时叙述了为满足矿井特殊需要而实施的冗余设计技术。
关键词:提升机;控制系统;变频技术;改造
中图分类号:TD534+. 5 文献标识码:B 文章编号:1003-496X(2006)12-0050-04
目前峰峰集团公司乃至全国矿用提升机沿用高压电机驱动的控制系统,普遍采用绕线电机转子串电阻的方式调速,该系统存在以下缺点:
(1)大量的电能消耗在转差电阻上,造成了严重的能源浪费,同时电阻器的安装需要占用很大的空间。
(2)控制系统复杂,导致系统的故障率高,接触器、电阻器、绕线电机碳刷容易损坏,维护工作量很大,直接影响了生产效率。
(3)低速和爬行阶段需要依靠制动闸皮摩擦滚筒实现速度控制,特别是在负载发生变化时,很难实现恒减速控制,导致调速不连续、速度控制性能较差。
(4)启动和换档冲击电流大,造成了很大的机械冲击,导致电机的使用寿命大大降低,而且极容易出现“掉道”现象。
(5)自动化程度不高,增加了开采成本,影响了产量。
(6)低电压和低速段的启动力矩小,带负载能力差,无法实现恒转矩提升。近几年来,变频器技术的发展趋于成熟以及在各个领域的成功应用,为矿用提升机控制系统的换代改造提供了契机,峰峰集团公司工程技术人员经试验研究对公司几部矿用提升机电控变频器进行了改造,解决了上述问题。
1 适应绞车频繁起停与低速大扭距起动特性与普通风机、水泵类负载相比较,提升机变频器对力矩有非常严格的要求。
(1)起动力矩很大:起动力矩一般在额定力矩的1. 8倍以上。
(2)加速力矩:运行过程中,要求加速时间要短,需要提供较大的加速力矩。
(3)制动力矩:制动力矩分3种情况:第一种是在高速运行时快速减速,这时需要相应的制动力矩;第二种情况是带重物下放;第三种情况是在停止状态,机械抱闸未起作用这一段时间,变频器要给相应的制动力矩以防止重物下滑溜车。
(4)低频力矩特性。下边将叙述为得到所需的力矩特性所采取的措
施:异步电动机其中一相等效电路如图1所示。
图1 异步电动机其中一相等效电路
其中 Vs———电机端电压;
Es———电机端感应电势,它与定子磁通相对应:ψs=∫Esdt;
Eg———在等效电路上表现为互感压降,它与气隙磁通相对应:ψm=∫Egdt;
Er———转子电势对应于转子磁通:ψr=∫Erdt。
在Vs与频率成正比的控制中,高频区最大转矩不变,为恒力矩调速。低频时由于定子电阻Rs上压降的影响,将使定子磁通降低,较大的影响最大输出转矩。因此,在低频时一般需要施加低频电压补偿,在低频时,输出电压应高于与频率成正比的电压数值。
对于风机、泵类负载,转矩随转速的降低而减小,起动力矩一般都小于额定转矩,因此低频段稍加补偿即可满足需求。提升机变频器则不然,起动时转矩至少要大于额定转速运行时的转矩与最大静摩擦力
