查找國內(nèi)外關(guān)于斜井提升機調(diào)速電控系統(tǒng)的有關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，煤礦提升機的驅(qū)動電動機一般采用三相繞線式異步電動機，其調(diào)速方法是在電動機轉(zhuǎn)子回路中接入金屬電阻，用主令控制器逐段切除電阻來達(dá)到加減速和調(diào)速的目的。采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的電控系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的制動方式為能耗制動，制動所產(chǎn)生的能量全部消耗在電阻上。電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速屬有級調(diào)速，開環(huán)控制，調(diào)速范圍小，調(diào)速精度低，爬行速度不易控制，尤其是重物下放時，需要動力制動與轉(zhuǎn)子串電阻及制動閘配合操作，司機不易控制，安全性能差。在減速時和下放重物時，投入動力制動，不僅消耗外加直流電能，而且還將電動機上的再生電能消耗在轉(zhuǎn)子串接的電阻上，浪費了大量的電能，且運行維護(hù)量大，維護(hù)費用高。還有一種控制方式是變頻控制，但僅限于 660V 或 380V 低壓等級系統(tǒng)。
目前國內(nèi)外通用變頻技術(shù)，四象限變頻技術(shù)， PLC 絞車電控技術(shù)已很成熟，應(yīng)用已非常廣泛。但 6000V 絞車變頻電控系統(tǒng)未見報道和應(yīng)用。
據(jù)調(diào)查了解，國內(nèi)外至今沒有適用于我國煤礦井下提升機的 6000V 絞車變頻電控系統(tǒng)。將 6000V 四象限變頻技術(shù)、 PLC 絞車電控技術(shù)在井下斜井提升機上進(jìn)行綜合應(yīng)用并滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求，使設(shè)備達(dá)到各項保護(hù)完善的目的是事在必行的，也是礦井斜井提升機安全、高效提升的有效途徑。
1 技術(shù)關(guān)鍵
（ 1 ）數(shù)字本安電路實現(xiàn)斜井防爆提升機的雙線制運行。
（ 2 ）將創(chuàng)造單元串聯(lián)多重化技術(shù)的國產(chǎn)高壓變頻器應(yīng)用于礦山提升機的記錄。
（ 3 ）變頻調(diào)速實現(xiàn)斜井提升能耗制動轉(zhuǎn)為發(fā)電反饋制動。
（ 4 ）采用矢量控制技術(shù)，實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，起動力矩大的目的。
（ 5 ）充分發(fā)揮 PLC 的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化及計算功能，使提升機具有更完善的軟硬件保護(hù)功能，各主要保護(hù)實現(xiàn)雙線制。
( 6 )滿足提升機頻繁起停要求。
( 7 )滿足井下100%的濕度要求。
2項目實施情況
（ 1）現(xiàn)有技術(shù)及基礎(chǔ)條件
峰峰集團(tuán)九龍礦是年設(shè)計能力 120 萬噸的礦井 , 目前開采一水平煤層 , 正在為二水平開采做開拓延伸工程 。
高壓變頻器在風(fēng)機、泵類應(yīng)用已經(jīng)比較成熟 ,PLC技術(shù)和低壓變頻器在提升機的應(yīng)用也日趨成熟。
(2)現(xiàn)場設(shè)備情況
峰峰集團(tuán)九龍礦井下南二絞車環(huán)境惡劣，電控系統(tǒng)改造時，正值夏日，井下霧氣大，車房潮濕度極高；同時受我礦矸石電廠影響，電壓波動范圍高達(dá) 5700V-6800V ，南二坡巷道破壞嚴(yán)重， 6KV 提升絞車四象限高壓變頻電控系統(tǒng)能否適應(yīng)如此惡劣的環(huán)境，經(jīng)受住工業(yè)性試驗的考驗，是三方攻關(guān)人員面臨的挑戰(zhàn)。經(jīng)過三方共同的努力，解決了實驗中出現(xiàn)的問題，使絞車的各項運行指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求，絞車達(dá)到了改造的目標(biāo)。
· 南二車運行參數(shù)及環(huán)境條件
型號 JK-2K
主電機功率 240KW
額定電壓 : 三相 AC6KV
最大速度 4m /s
斜坡長度 930m
該絞車承擔(dān)九龍礦井下南二地區(qū)物料、人員、設(shè)備的運輸任務(wù)，負(fù)荷在 15 噸范圍內(nèi)無規(guī)律變化，南二軌道坡有 7 個片口，絞車啟動停止頻繁。
(3) 6KV 絞車變頻調(diào)速電控系統(tǒng)
6KV 絞車變頻調(diào)速電控系統(tǒng)主要有變頻器、操作臺和傳感器。現(xiàn)分述如下：
①新風(fēng)光電子公司 JD-BP37 型高壓提升變頻調(diào)速器
JD-BP37 型高壓提升變頻調(diào)速器采用新型 IGBT 為主控器件，全數(shù)字化，彩色液晶觸摸屏控制，以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計目標(biāo)，采用先進(jìn)的矢量控制變頻調(diào)速技術(shù)完成提升機的四象限運行，用于鼠籠式電機或繞線式轉(zhuǎn)子串電阻電機控制，即可用于新礦井安裝，也可用于老礦井改造。風(fēng)光高壓提升變頻器，采用若干個低壓逆變器功率單元串聯(lián)的方式實現(xiàn)直接高壓輸出，所用的 6kv 高壓提升變頻器，變壓器有 18 組付邊繞組 ，每相 分為 6 個功率單元 ，三相共 18個單元， 采用 36 脈沖整流，輸入端的諧波成分遠(yuǎn)低于國標(biāo)規(guī)定。高壓提升變頻器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖 1 示 . 。功率單元電路結(jié)構(gòu) 2示。
圖 1 高壓提升變頻器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
Fig.1 high voltage promotion inverter system structure drawing 
圖 2功率單元電路結(jié)構(gòu)
Fig.2 power unit electric circuit structure
高壓提升變頻器是整個電控系統(tǒng)的一個核心部分，它具有與電控系統(tǒng)相適配的各種接口。它接受電控系統(tǒng)的操作命令，包括開停機、正反轉(zhuǎn)、抱閘信號及速度命令，按照操作命令進(jìn)行，同時它又將運行狀態(tài)，包括工作頻率、電機電流、電源電壓、電流及故障信息隨時送給電控系統(tǒng)。變頻器本身又將工作信號及工作狀態(tài)自動記錄以備查閱。變頻器的所有輸入、輸出接口均進(jìn)行了隔離，也避免對變頻器引入干擾。
經(jīng)過研究，決定選用我山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 JD-BP37-300T 高壓提升變頻器對該絞車電機進(jìn)行調(diào)速。
·新風(fēng)光電子公司 JD-BP37-300T 高壓提升變頻器主要性能指標(biāo)
變頻器功率 300KW
額定輸出電流 36A
輸入頻率 50Hz ± 5Hz
額定輸入電壓 6KV
允許電壓波動 ±20%
輸入功率因數(shù) ≥ 0.98
輸出頻率范圍 0~50Hz
輸出電壓范圍 0~6KV
頻率分辨率 0 .01Hz
加速時間 可由用戶生產(chǎn)工藝設(shè)定
減速時間 可由用戶生產(chǎn)工藝設(shè)定
變頻器效率 ≥96%
操作鍵盤 中文彩色液晶觸摸屏
界面語言 簡體中文
過載能力 100% 連續(xù) 160% 連續(xù) 1min 220% 允許 1.5S
可提供直流制動 、回饋制動等多種制動方式。
可滿足電動機的四象限工作要求。
② 操作臺（雙 PLC 系統(tǒng)和中間繼電器）
操作臺上設(shè)有各種工況顯示設(shè)備，以彩色液晶顯示屏為主要顯示設(shè)備，可以觀察 PLC 運行情況，各外部接點動作狀態(tài)， 各模擬量回路狀態(tài)等，更加方便維修工作。同時還具有必要的開關(guān)量、模擬量的數(shù)字顯示，可以獨立提供必要的提升數(shù)據(jù)，其中包括：安全回路指示燈，油壓數(shù)字顯示液壓表，減速、故障聲光報警顯示，高、低壓表 , 電流表等。
③ 各種傳感器。
3 6KV 絞車變頻調(diào)速電控系統(tǒng)電氣保護(hù)實驗
該系統(tǒng)具有以下幾種保護(hù)：
（ 1 ）立即安全自動故障：該類故障綜合在硬軟件安全電路中。安全電路正常時吸合，有緊急故障時釋放。一旦安全電路釋放，就會立即封鎖變頻器，跳制動油泵，并控制油壓系統(tǒng)電磁閥實施安全制動，抱安全閘。主要的安全制動故障有：
① 轉(zhuǎn)動系統(tǒng)故障：如主回路和控制回路電源故障 , 主電機過溫、堵轉(zhuǎn) , 變頻器故障等。
② 過卷故障。
③ 超速故障：如等速、超速 , 減速段定點超速和連續(xù)超速等。
④ 緊急故障。
⑤ 液壓制動系統(tǒng)故障：如制動油泵跳 , 系統(tǒng)油壓高等。
⑥ 錯向。
⑦ 測速機、軸編碼器斷線（深指斷軸）。
⑧ 松繩故障。
（ 2 ）先電氣制動、后安全制動故障：這類故障發(fā)生后，轉(zhuǎn)動系統(tǒng)會自動進(jìn)行減速，當(dāng)速度降到爬行速度時會立即轉(zhuǎn)為緊急制動。這類故障主要有：事故停車，閘瓦磨損。
（ 3 ）完成本次開車后、不允許再次開車故障：開車前如出現(xiàn)這類故障，則開不起車；如在運行過程中出現(xiàn)，則允許本次開車完成，但不允許下次開車，除非故障解除后。這類故障主要有指電機過溫報警 , 液壓站油溫過高等。
我們進(jìn)行了過卷、超速、錯向、編碼器斷線、松繩、過載、欠壓、缺相、閘瓦磨損等保護(hù)實驗，結(jié)果各項保護(hù)均能可靠動作，且顯示靈敏正確，達(dá)到了設(shè)計要求。
4 6KV 絞車變頻調(diào)速電控系統(tǒng)運行實驗記錄
在電控系統(tǒng)的實驗過程中，我們對絞車的運行狀況進(jìn)行了連續(xù)的監(jiān)測記錄，主要有以下幾個方面。
（ 1 ） 6KV 絞車高壓變頻電控系統(tǒng)在環(huán)境潮濕度極大的情況下，連續(xù)安全運行 8 個月無事故。
（ 2 ）絞車高壓變頻電控系統(tǒng)實現(xiàn)了四象限連續(xù)安全運行。我們特別對下放重物的過程進(jìn)行了實驗，下放 6 個砟罐時，速度最大時（ 4m/s ）時的電流進(jìn)行統(tǒng)計，如下表 5 示：
表 1 電流統(tǒng)計表
Tab.1 table of electric current statistical
（ 3 ） 6KV 絞車高壓變頻電控系統(tǒng)能夠適應(yīng)絞車頻繁啟動停止的工況要求。九龍礦井下南二坡有 7 個片口，需要上下人員、物料、設(shè)備等，每天開車可達(dá) 60 多勾，經(jīng)過 8 個月的運行無事故，證明該系統(tǒng)能滿足絞車頻繁啟動停止的工況要求。
（ 4 ） 6KV 絞車高壓變頻電控系統(tǒng)實現(xiàn)了低速大轉(zhuǎn)矩運行，在 2005 年 12 月份的九龍礦南翼 220 工作面安裝，綜采支架運輸過程中，由于軌道坡條件惡劣，出于安全考慮，需要絞車低速運行，變頻絞車電控系統(tǒng)充分發(fā)揮其低速時可大轉(zhuǎn)矩運行的特點，既安全又高效地完成了支架運輸任務(wù)。
（ 5 ）在實驗過程中，絞車啟動平穩(wěn)，加速過程正常 。 絞車運行過程中，司機通過主令手把調(diào)整變頻器的輸出頻率 , 實現(xiàn)無級調(diào)速，減速點實現(xiàn)自動減速，停車平穩(wěn)。
5 6KV 絞車變頻調(diào)速電控系統(tǒng)運行整體情況和結(jié)論
6KV 絞車變頻調(diào)速電控系統(tǒng)于 2005 年 8 月在九龍礦投入工業(yè)運行，至今設(shè)備運行良好，工作可靠，大大提高了系統(tǒng)的安全性能，降低了電耗及維護(hù)費用，實現(xiàn)了絞車安全高效的目的。
絞車變頻調(diào)速電控系統(tǒng) 具有控制性能優(yōu)良 、操作簡便、運行效率高、維護(hù)工作量小等諸多優(yōu)點，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟與能源節(jié)約要求的必然趨勢，它正成為礦山提升機傳動的發(fā)展方向。 據(jù)統(tǒng)計全國大型煤礦 1000 家以上，若在全國煤礦絞車上推廣，經(jīng)濟(jì)效益更加可觀，該系統(tǒng)具有廣闊的市場前景。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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