卷?yè)P(yáng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

 

    “卷?yè)P(yáng)機(jī)變頻操控系統(tǒng)”由一個(gè)操控臺(tái)和一個(gè)變頻柜(其中包括變頻調(diào)速器、泄放單元和泄放電阻等)組成，如圖1-1所示(圖中未畫(huà)出液壓站)。其中操控臺(tái)，液壓站和液壓抱閘裝置均為沿用原系統(tǒng)裝置。

 

    與原卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)相比，“卷?yè)P(yáng)機(jī)變頻操控系統(tǒng)”保護(hù)功能強(qiáng)大、安全系數(shù)高、可操作性好、體積小、重量輕、故障率低。輸出轉(zhuǎn)矩大、制動(dòng)可靠、無(wú)級(jí)平滑調(diào)速、運(yùn)行停機(jī)平穩(wěn)、對(duì)罐快速方便，并且由于功能配置簡(jiǎn)潔合理，使用維護(hù)方便，工作安全可靠，大大降低了整個(gè)系統(tǒng)的購(gòu)置成本和維修費(fèi)用。

 

    在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，特別增加了多種保護(hù)措施，并且各層次、各環(huán)節(jié)的保護(hù)相互關(guān)聯(lián)，協(xié)同作用，使可靠性有了更大提高。系統(tǒng)可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)是否正常，當(dāng)電網(wǎng)電壓過(guò)高或過(guò)低及缺相時(shí)系統(tǒng)可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)停止系統(tǒng)的運(yùn)行。系統(tǒng)全程控制卷?yè)P(yáng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以有效的防止失速或超速運(yùn)行。具有電動(dòng)機(jī)檢測(cè)功能，對(duì)電動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩提升、直流制動(dòng)電壓、原始電阻等參數(shù)，可以更加有效的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)及對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施有效的保護(hù)。具有電動(dòng)機(jī)溫度檢測(cè)功能，當(dāng)電動(dòng)機(jī)由于長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)行而溫度過(guò)高時(shí)，系統(tǒng)可以提前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，當(dāng)溫度繼續(xù)升高威脅電動(dòng)機(jī)安全時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)停止運(yùn)行并報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)時(shí)刻檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)流、相間短路或斷路及接地時(shí)，會(huì)自動(dòng)停止以保護(hù)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)過(guò)卷時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止卷?yè)P(yáng)機(jī)的運(yùn)行，安全抱閘，并且只有反向的運(yùn)行信號(hào)才可以開(kāi)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)。系統(tǒng)可以與信號(hào)回路連鎖，只有當(dāng)信號(hào)有允許開(kāi)車指令時(shí)才可以開(kāi)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)。到達(dá)減速點(diǎn)時(shí)，可以自動(dòng)降低運(yùn)行速度。增設(shè)了“緊急制動(dòng)”按鈕和“非常制動(dòng)”按鈕，以提高制動(dòng)的可靠性。一般地，當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)輸出異常信號(hào)，控制系統(tǒng)安全抱閘。如果自動(dòng)抱閘線路出現(xiàn)故障而不能準(zhǔn)確執(zhí)行功能時(shí)，操作“緊急制動(dòng)”按鈕可以緊急制動(dòng);如果“緊急制動(dòng)”功能也失效，則可起用“非常制動(dòng)”，按下該按鈕，即可切斷接觸器線圈的控制電源，直接啟動(dòng)抱閘裝置，從而達(dá)到最可靠的制動(dòng)。

 

    主控制變頻器意外故障需要檢修時(shí)，有可能造成罐籠懸在井筒中，如果罐籠中有工作人員的話，會(huì)造成人員在井筒中長(zhǎng)時(shí)間停留。為解決這一問(wèn)題，系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一套備用的小功率變頻拖動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)減速機(jī)與主電機(jī)軸相連。當(dāng)主控制變頻器故障時(shí)，系統(tǒng)可以切換到備用系統(tǒng)，以較慢的提升速度將人員提升到安全地帶，保障安全生產(chǎn)。

 

    變頻柜由變頻器、泄放單元、泄放電阻等組成。變頻器是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)輸入電源的頻率來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的，因此調(diào)速范圍很寬，可以達(dá)到0~400HZ。頻率調(diào)節(jié)精度為0.01HZ，基本上實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)速。泄放單元包括開(kāi)關(guān)電源、電壓采樣與處理電路、脈沖信號(hào)發(fā)生與觸發(fā)電路、保護(hù)電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路及IGBT功率模塊等。裝置外設(shè)調(diào)節(jié)旋紐，可用來(lái)調(diào)節(jié)泄放的閥值電壓和泄放速度。裝置分別與變頻器和泄放電阻連接。當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)處于重力下滑時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，由泄放單元和泄放電阻對(duì)再生能量進(jìn)行吸收，從而對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效的控制

 

    針對(duì)本次礦山的實(shí)際情況，考慮到礦井將來(lái)需要延伸，電動(dòng)機(jī)功率可能會(huì)加大，系統(tǒng)的主拖動(dòng)變頻器選用132KW功率等級(jí)，將來(lái)可以拖動(dòng)110KW電動(dòng)機(jī)，備用拖動(dòng)系統(tǒng)選用一臺(tái)18.5KW變頻器拖動(dòng)一臺(tái)15KW六極異步電動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)共配有泄放單元三臺(tái)，與之配套的泄放電阻三組，泄放單元可以在主拖動(dòng)及備用拖動(dòng)系統(tǒng)之間切換。控制信號(hào)及保護(hù)信號(hào)的讀取與連鎖由一臺(tái)工業(yè)可編程序控制器PLC來(lái)完成，以提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。除具有聲光報(bào)警外，系統(tǒng)還可以選裝大屏幕LED顯示，實(shí)時(shí)顯示卷?yè)P(yáng)機(jī)的運(yùn)行速度，罐籠深度等數(shù)據(jù)。

 

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