概述
矿井提升机是煤矿,有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行,直接关系到企业的生产状况和经济效益。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动,减速制动,是典型的摩擦性负载,即恒转矩特性负载。以前主要是以内齿轮绞车(机械拖动), 液压绞车(液压拖动)和交流异步电机转子串电阻调速绞车(电气拖动)等几种类型为主。斜井提升机的动力由绕线式电机提供,采用转子串电阻调速。
斜井提升机的机械结构示意如下图所示:
目前大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升,传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统,电阻的投切用交流接触器-晶闸管控制。这种控制系统由于调速过程中交流接触器动作频繁,设备运行的时间较长,交流接触 器主触头易氧化,引发设备故障。另外,提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差,经常会造成停车位置不准确。提升机频繁的起动﹑调速和制动,在转子外电 路所串电阻的上产生相当大的功耗。这种交流绕线式电机串电阻调速系统属于有级调速,调速的平滑性差;低速时机械特性较软,静差率较大;电阻上消耗的转差功 率大,节能较差;起动过程和调速换挡过程中电流冲击大;中高速运行震动大,安全性较差。因此原系统在安全可靠性、调速、节能、操作、维护等方面都不同程度的存在缺陷。自从有了变频绞车后,使斜井绞车的装备水平发生了质的变化。目前变频绞车已成为市场的主导产品,其主要特点如下:
变频系统组成
为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点,采用变频调速技术改造提升机,可以实现全频率(0~50Hz)范围内的恒转矩控制。对再生能量的处理,可采用价格低廉的能耗制动方案或节能更加显著的回馈制动方案。并在设计过程中对液压机械制动、二级制动阀和变频器的制动加以整合。
变频绞车电控系统,适用于交流异步电动机(绕线型或鼠笼型)驱动的单滚筒或双滚筒缠绕式绞车。既可以与新安装的绞车配套使用,也适合于对老绞车电控系统的技术改造。
变频绞车电控系统可简单地划分为:变频调速系统(变频器+制动单元+制动电阻箱);PLC控制系统司机台;
绞车机械系统组成如图1所示:
系统特点
提升机工作过程
提升机经过变频调速改造后,系统的工作过程变化不大。前后推动手柄时,可带动编码器转动,将脉冲数送给PLC高速计数端,在一定的范围内对变频器进行无级调速。还可给出“手柄零位”,“正向”,“反向”接点。不管电机正转还是反转,都是从矿井中将煤拖到地面上来,电机工作在正转和反转电动状态,只有在满载拖车快接近井口时,需要减速并制动,提升机工作时序图如下图所示。
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