矿用提升机变频调速系统
2008/10/24 13:37:00
矿用提升机变频调速系统
Variable Frequency Speed Regulation System of Mining Hoist
山东新风光电子科技发展有限公司 杜秀虹
Du Xiuhong
摘要：采用变频调速系统可以克服传统提升机调速系统存在的诸多缺点，本文以风光提升机专用变频器为例对该系统作了全面介绍。
Abstract: Using variable frequency speed regulation system can overcome many disadvantages existing in the traditional speed regulation system, this paper makes the overall introduction to this system taking Fengguang mining hoist special Inverter as an example.
关键词：矿用提升机、提升机专用变频器、能量回馈、调速系统
Key words: mining hoist mining hoist special inverter energy feedback
speed regulation system
一、引言
目前矿用提升机控制系统普遍采用绕线电机转子串电阻的方式进行调速，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。
采用变频调速系统可以很好地克服上述缺点，本文以风光牌提升机变频器为例，详细介绍变频调速系统在矿用提升机上应用的系统方案。
二、采用变频调速系统的优点
（1） 在电网波动±20%范围内，恒转矩提升，不会因为电网波动影响负载提升情况。
（2） 实现了电机软启动，启动力矩大，带负载能力强。
（3） 电机可以实现无级调速，加、减速过程很平滑，电流冲击小，大大减轻了机械冲击的强度。
（4） 采用芯片统一控制和PLC外端电路接口相结合，使调速系统具有很高的可靠性，同时利用PLC强大的控制能力实现灵活的控制方式。
（5） 机内带有回馈单元，回馈能量直接输给电网，且不受回馈能量大小的限制，适应范围广，节能效果明显，系统可以实现四象限运行。
（6） 安全保护功能齐全，除了过压、欠压、过载、过热、短路等自身保护外，还设有外围控制的连锁保护，包括制动闸信号与正、反转信号的连锁，变频器故障信号与系统安全回路的连锁，机内备有自动减速程序等。
三、接口电路
变频器提供完善的接口电路，内设PLC，既可以与新装系统实现配套使用，也可以对老系统进行改造，可以接受DC 0-5V、DC 0-10V 和4-20mA工业标准信号。用于系统改造时，增加远控装置就可以实现工频与变频的相互转换，监视系统的操作和运行状况等功能。
图1 提升机专用变频器接口电路
接口电路实现了变频器与控制系统的连接，包括正、反转控制，速度调节(可以采用档位调节方式，也可以采用模拟量输入方式)，与外部电路的连锁功能(“松闸”、“急停”信号用于与制动闸及制动油泵连锁，“安全回路”及故障输出信号用于与系统安全回路实现连锁)，各种状态指示等各种功能。
四、主回路结构
(a)
(b)
图2 低压系列主回路结构
图3 高压6-10KV多重化单元结构
五、提升机变频器主要功能简述
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