赫尔克 变频器在煤矿斜井绞车系统中的应用.docx

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1、赫尔克变频器在煤矿斜井绞车系统中的应用赫尔克变频器在煤矿斜井绞车系统中的应用leidapeng导语：系统包括：1.2米绞车、75KW绕线式电机、电磁抱闸装置、电源柜、可控硅控制柜、电阻箱、启动装置、操纵台等2005年10月铜川某建安公司与我公司签订了关于开发“用于煤矿斜井绞车系统的变频器操控柜的协议。随后，我公司派技术人员前往煤矿实际考察，理解了绞车系统的工作原理，并对现场工作环境和工作条件做了深化调查。之后，我们在通用变频器的根底上，针对煤矿的特殊用处和环境条件，开发出了“HCM1126型煤矿斜井绞车变频操控系统。2005年12月，产品在现场进展了试运行，效果理想。在此，奉献出来与广阔顾客朋

2、友分享。一.原绞车系统简介该系统为单筒单绳式提升，系统包括：1.2米绞车、车斗、75KW绕线式电机、电磁抱闸装置、电源柜、可控硅控制柜、电阻箱、启动装置、操纵台等。其中，电磁抱闸装置在失电状态下将处于完全抱紧制动状态。绞车拖动6节车斗，用于装运原煤。车斗运行最大坡度为25，详细道路轨迹如图1所示。单程运行总长度为160米。1.系统主要参数额定转速965转分，绳速1.3ms最大2ms；6节车斗，每车自重500Kg，满载时装煤600Kg，钢丝绳直径18.5mm；路轨总长160米，最大斜度为25。2.原系统优缺点原系统的优点主要表如今机械抱闸制动方面。该抱闸装置设计简洁巧妙，可靠性高，在长期使用中性

3、能稳定，并且操纵简单，便于连接系统。原系统的主要缺点表如今调速方式落后，整个电控系统环节较多、烦锁庞大，控制相当复杂，发生故障的几率很多，尤其是可控硅斩波环节本身的故障率很高，增加了系统维护的压力；并且，调速时大量的电能将消耗在电阻上，浪费很多。另外，控制系统复杂、检修困难、维修本钱高、调速范围小、调速不平稳、无功损耗大等，都是该系统存在的致命缺点。二.绞车系统变频改造方案1.试验用变频系统组成通过对原绞车系统的分析，我们提出如图3所示的实用性方案。整个系统由变频器、泄放电阻柜和操纵台组成，如图2所示。采用变频器控制后，整个电控系统连线特别简单，与原系统相比，体积和重量大幅度减小，当然，系统的

4、调速性能更有一个质的飞跃。变频调速器是通过改变电动机输入电源的频率来调节电机转速的，因此调速范围很宽，可以到达0400HZ。频率调节精度为0.01HZ，根本上实现了无级调速。所以，采用变频器后，电机可以实现真正意义上的软启动和平滑调速。并且，变频器进步了输入电源的功率因数，在基频以下为恒转矩输出，输出功率随转速变化，因此具有很好的节电效果。操纵台有两个控制手柄，右手为调速手柄，左手柄为制动手柄。面板设置有电锁、“紧急制动按钮、“非常制动按钮、控制键盘等，操纵使用简单直观，并考虑了矿山电控设备的操纵习惯。变频柜和电阻柜按照矿用一般型的标准设计，泄放单元置于电阻柜内，其面板上的调节按钮可用来调节泄

5、放速度，指示灯分别指示电源和工作状态。变频器为壁挂式构造，其功能完全按照工作需要重新设计。2.方案简介图3为煤矿斜井绞车系统变频器控制方案。图中电磁抱闸机构为原系统所用，这样做主要是为保证绞车系统的平安性。泄放单元拟采用与变频器逆变单元功率模块同规格的开关件，以保证系统有足够的泄放容量；而泄放电阻那么采用36/912KW无感电阻，以保证系统有足够的泄放速度。图中由虚线框分成4个局部，1为操纵台附加控制单元；2为附加平安保护；3为电磁报闸控制单元；4为泄放单元及泄放电阻。操纵台做了重新设计，操纵习惯仍然保持原来风格。主令开关手柄改为无级调速手柄，用于动态调速；另加设了紧急制动按钮，当变频器发生故

6、障注1时，系统自动输出异常信号，控制系统完全抱闸，假如自动抱闸线路出现故障而不能准确执行功能时，操纵该按钮可以紧急制动；假如紧急制动也失效时，还有一级保护，即“非常制动。“非常制动即断开刀闸，进而切断机械抱闸系统的电源，到达最可靠的制动。此处，刀闸“B只是功能表征，施行时可改做专用紧急按钮或者继电器逻辑电路。自动抱闸和紧急制动抱闸时，操纵台面板上的“故障抱闸灯亮，给出灯光报警。此时，假设系统未确实制动，可进展“非常制动。常开触点J1为控制抱闸回路的总开关，“K为调压器滑动触头，可调节调压器电压输出大小，进而改变抱闸力的大小。图中“C为刀开关，手动可同时切断J2-C回路和J2继电器线圈回路，使“

7、K回路有效。J2-C回路从调压器输出端取出固定电压信号其值可从实验中测得，加到抱闸系统，给系统增加一定的阻力。这只用于“空罐下配重期间。当然，切断刀开关“C，可取消该功能。从图中还可以看出，调压器滑动触头“K回路串入了J2常闭触点，这就保证了J2-C回路有效时，“K回路处于断开状态。当然，常开点J2断开时，“K回路必然闭合。“&1只表示一种逻辑关系，其输出用来控制继电器J1的线圈，起到自动制动的作用。“&1输入的四种信号可通过检测变频器的输出电流得到。“&2的输出用来启动弱阻尼电路，即控制J2继电器的线圈。图中“D触发器用作信号锁存器，点动“紧急制动按钮，该脉冲信号可由“D触发器锁存，进而将“

8、T1、“T2钳位在低电平，到达同时关断继电器J1和J2进而进入完全抱闸状态的目的。1.系统配置绞车系统选用75KW绕线式电机，级数为6级；绞车线速度1.3m/s最大2m/s；上坡道路总长度138m，坡度25按最大计算；满载时车辆总重量6600Kg；车皮总自重3000Kg；钢丝绳直径18.5mm，按160m计算，重量约为36Kg，计算中可予以忽略。注1：主要指变频器内部的过压、过载、过流、过热、缺相等正常保护以及死机、复位等非正常输出。失电时系统可自行保护。a.大负载计算如图4所示，负载总重6600Kg，分解所得正压力为6600cos255982Kg，分解所得下滑力为6600sin252790K

9、g设摩擦系数为0.1，那么摩擦力为：59820.1600Kg设车斗轮毂高度为1m，那么阻力矩为600279019.833909.8=33222Nm。此时，按坡长138m计算，动力所做功为60027909.81384584636J上升速度按照最大线速度2m/s计算，升到坡顶时需要运行138m，所用时间为138269s所以，将重车斗拖上坡顶所需功率为45846366966444W66KW由计算可知，配置75KW电机可知足绞车系统需要。但考虑平安因素例如路轨塞堵等，配置变频器功率应选择90KW。b.泄放计算空车下放时，电机处于发电状态。空车总重3000Kg，同上计算得下放力为3000sin251268Kg3000cos250.1272Kg发放力功率为12689.81386924853W25KW摩擦力功率为2729.81386924853W5.4KW所以，实际下放功率为255.419.6KW20KW，也就是讲，发电功率约为20KW。这局部能量需要被泄放装置消耗掉。设泄放阈值电压为720V，那么泄放电流有效值为2000072028A，峰值为281.440A。选择泄放模块，其额定电流必须大于403120A，泄放电阻计算从略。0