顾桥矿主井提升机变频调速系统的研究
浅析矿用提升机变频调速系统
浅析矿用提升机变频调速系统矿用提升机在煤矿生产中具有重要地位，是矿井安全生产的关键设备。
在传统提升机控制系统中主要采用转子调控的方式，这种控制方式操作比较复杂，而且可靠性比较差。
在信息技术和自动化控制技术的快速发展下，变频调速控制系统在提升机中得到了广泛的应用，因此应当加强其应用研究。
标签：提升机；变频调速；控制矿用提升机在可靠性、调速性能以及安全性方面的要求比较高，变频调速作为一种比较新的自动化控制技术，具有调控效率高、可靠性好等优点，能够实现无极差调控，使交流电动机在比较大的范围内实现无极平滑调速。
在变频调速系统中，基本都采用了微机控制的方式，这种控制方式手段灵活，而且运算比较快，还能够实现监督、自我诊断等功能。
变频调速在提升机的调速控制中具有比较高的可靠性和经济效益，因此逐渐得到了广泛的应用。
1 矿用提升机调速控制系统简介1.1 提升机的工作原理矿用提升机一般都是利用电机将装满矿物的列车从斜井中拖上来，在矿物卸载完成之后再将空车利用电机拖动沿着斜井放下去。
在矿物开采中，矿物车厢和火车的运货车厢比较类似，但是在体积以及高度等方面比较小。
在矿井井口用绞车提升机利用电机带动卷筒旋转，钢丝绳缠绕在卷筒上，然后挂上一列车厢进行提升。
在矿井提升的过程中可以分为五个不同的阶段，分别是加速、等速、减速、爬行以及停车抱闸阶段，其中加速阶段是提升机从静止中起动并且加速到最高速度的阶段，在等速阶段提升机以最高速度稳定运行；减速阶段是提升机从最高速度减速到爬行速度；爬行阶段是箕斗定位以及准备停车阶段。
1.2 提升机的工作特点在煤矿生产中，矿井提升机发挥了重要作用，它也是矿山能够安全生产的关键。
提升机的工作性能直接影响到了矿山的安全以及工作的效率。
在提升机的工作过程中，箕斗按照一定的速度在矿井中以比较高的速度进行上升和下降的往复运动。
因此为了保证提升机安全工作，就必须采取相应的电气控制设备以及完善的保护装置。
1.3 提升机的调速控制方式提升机按照其使用技术不同，可以分为两大类，直流发电机调速系统和交流发电机调速系统。
煤矿主提升机变频调速控制关键技术
煤矿主提升机变频调速控制关键技术发布时间：2021-04-22T02:41:38.676Z 来源：《防护工程》2021年3期作者：李国书[导读] 为了更好的深入分析提升机变频调速控制的关键技术，此次针对这一问题进行了深入的分析。
云南省曲靖市富源能源局老厂能源分局云南富源 655506摘要：矿业开发是多项机器和人共同作用的过程，提升机作为重要的的矿产开发机器更是得到了矿场企业的普遍重视。
传统调速技术已经不再适用现代矿业企业的发展，并且在实践中暴露了很多问题，而变频调速控制技术便是在此背景下应运而生，并且得到了矿业企业的广泛认可，该种方法的运用，不仅能够提高生产效率，而且能够减少提升机的磨损，提高其使用寿命。
本文选择提升机的运动特性作为研究的对象，深入分析提升机变频调速控制系统的整体发展情况，并且论证该项技术在实践当中的运用要点，希望此次的研究成果能够为矿业企业的机械设备运用提供良好的思路。
关键词：矿井提升机；调速；变频0引言煤矿企业的发展是建立在各种机械设备基础之上的，提升机作为设备当中的重要组成部分，直接关系到了井下与地面之间的人员物料输送，所以提升机的安全性和稳定性直接关系到了人员物料输送的效率和成果，同样也是煤矿企业机械使用能力的重要支撑。
提升机的使用是在长效前频繁运转的，并且随着启停、加减速以及风向改变等不同操作命令的发生，提升机的速度和效率就成了普遍关注的问题，为了更好的深入分析提升机变频调速控制的关键技术，此次针对这一问题进行了深入的分析。
1.提升机系统组成提升机的运用具有动作频繁、结构复杂的特点，通常情况下是由控制系统传输装置、卷筒装置、制动装置、深度指示装置等不同部分组成。
（1）主传动装置：主传动装置是由主减速机和主电机两个部分组成，主传动装置的目的是能够为提升机的运动提供充足的动力，同时输出特定的转速和扭矩。
主电机采用了交流电机或直流电机，在实践中直流调速电机的控制更加方便快捷，缺点是抗过载能力差，而交流变频电机也是能够弥补抗过载能力弱的缺陷，同时具有速度平稳、价格便宜的优势，整体优势明显。
矿井提升机变频调速控制系统设计
矿井提升机变频调速控制系统设计基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计摘要矿井提升机是采矿等行业的重要设备，矿物的运输和人员的运输等都离不开提升机。
我国传统的矿井提升机主要采用继电器—接触器进行控制，并通过在电动机转子回路中串接附加电阻来实现启动和调速。
这种控制系统存在可靠性差、故障率高、操作复杂、电能浪费大、效率低等缺点。
针对传统提升机的问题，本设计采用可编程控制器控制系统，并且与变频器结合实现提升机速度控制。
通过对提升机系统的深入研究，完成提升机控制系统设计，选择硬件设备型号，并且完成硬件系统设计，其中包括检测模块、控制模块、保护模块和抗干扰模块的设计，最后进行系统集成和调试。
根据硬件系统要求画出外部接线图，并且编写控制系统程序。
通过可编程控制器控制变频器，实现提升机启动、加速、等速、减速、爬行和停车操作，并且对过载、超速、过卷等故障进行监控。
可编程控制器采用PLC，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小，配合一些装用电子模块组成的提升机控制设备，为提升机的安全运行提空环境。
同时能够时时检测矿井提升机的安全性能，反馈给控制设备。
减少了传统继电器接触式控制系统的中间环节，减少了硬件和控制线，提高了形同的稳定性和可靠性。
变频调速是利用改变被控对象的电源频率，成功实现了交流电动机大范围的无级平滑调速。
采用该控制系统，使提升机工作可靠，使用方便，同时具有动态显示的功能，节能效果明显。
应用可编程控制器—变频器对矿井提升机的控制系统进行改造，将成为历史的必然趋势。
关键词：矿井提升机可编程控制器PLC 变频器控制系统Systematic Design on frequency control of Shaft Hoist on Basis of PLC ControlABSTRACTShaft hoist is an important equipment in mining industries, which is inseparable in the transportation of mineral and personnel. Chinese traditional shaft hoist use relay - contactor to control mainly, and achieve startup and speed governing by the motor rotor circuit in series with additional resistances. This control system has many disadvantages, such as lower reliability, higher failure rate, more complex operation, more power waste, and lower efficiency.As for the problems of traditional shaft hoist, this design achieves hoist speed control by using programmable logic controller system, which combined with frequency converters. Through my intensive study in hoist system, I have completed hoist control system design, the size choice of the hardware device, and finish hardware system design, including the design of detection module, control module, protection module, and anti-jamming module. Finally, I carry on the system integration and debugging. Depending on the hardware system requirements, I draw external wiring diagram and write control system program. Through the programmable logic controller, mine hoist can realize its start, acceleration, constant speed, deceleration, crawling and parking operations, and monitor stoppages such as overload, overspeed, and volume.Programmable logic controller uses PLC, and it is hardware simplicity, strong software flexibility, easy commissioning, little maintenance. It can provide the shaft hoist safe operation with favorable environment, combined with some control equipment equipped with electronic modules hoist. At the same time, it can test the safety performance of shaft hoist, and feedback to the control device. In this way, the intermediate links of traditional relay-contact control system are reduced, hardware and control lines are reduced, the stability and reliability of tantamount are improved. Frequency control successfully realizes that Ac motor is in a wide range of stepless smooth speed regulation, by taking advantage of changing the power frequency of the controlled object.With this control system, the hoist is reliable, easy to use, and it has the function of dynamic display, as well as its energy-saving effect is obvious. It will become the inevitable trend of history to transform mine hoist control system by applying Programmable Controllers – Drive.Keywords: shaft hoist; programmable logic controller; PLC; frequency converters;control system目录1 引言 (1)1.1 国内外矿井提升机发展现状 (1)1.1.1我国矿井提升机电气控制系统的现状 (1)1.1.2 国外提升机电气控制系统的现状 (1)1.2 存在的问题及最新发展 (2)1.3 本文承担的任务 (3)2 矿井提升机系统的控制要求 (4)2.1 矿井提升机结构介绍 (4)2.2 矿井提升机速度和受力分析 (4)2.2.1 提升机的速度分析 (4)2.2.2 提升机的受力情况 (5)2.3 矿井提升机的调速控制方案分析 (7)2.3.1 传统转子回路串电阻调速系统 (7)2.3.2 模糊控制调速系统 (7)2.3.3 直接转矩控制系统 (8)2.3.4 变频器调速控制系统 (8)2.3.5 矿井提升机调速系统的确定 (9)3 提升机调速控制系统硬件设计 (10)3.1 提升机变频控制部分设计 (11)3.1.1变频器简介 (11)3.1.2 变频调速基本原理 (12)3.1.3 提升机变频器的选择 (13)3.1.4变频器的调试 (14)3.2 提升机系统变频器外部电路设计 (16)3.2.1 提升机调速系统的声光报警回路 (17)3.2.2 提升机调速系统的制动控制回路 (17)3.2.3 编码器反馈回路 (19)3.3 提升机调速系统的PLC 控制部分设计 (20)3.3.1 PLC简介 (20)3.3.2 PLC的选型 (20)3.3.3 提升机调速系统的PLC的I/O端口 (21)3.3.4 提升机调速系统的PLC外部电路设计 (22)3.3.5 提升机调速系统各部分的PLC控制 (23)4 系统抗干扰措施 (25)4.1 PLC的抗干扰 (25)4.1.1 PLC的干扰来源 (25)4.1.2抗干扰的主要措施 (25)4.2 变频器的抗干扰及其防止 (26)4.2.1变频器干扰来源 (26)4.2.2 干扰信号的传播方式 (27)4.2.3抗干扰措施 (27)5 提升机调速控制系统软件设计和调试 (28)5.1 提升机调速系统的控制程序流程 (28)5.1.1 提升机调速系统的中断子程序功能 (28)5.1.2 提升机调速系统的故障处理子程序功能 (28)5.2 提升机调速系统的程序调试 (30)6 结论 (32)谢辞 (34)参考文献 (35)1 引言1.1 国内外矿井提升机发展现状矿井提升机对安全性、可靠性和调速性能的特殊要求，使得提升机电控系统的技术水平在一定程度上代表一个厂或国家的传动控制技术水平，因此世界各大公司纷纷将新的、成熟的技术应用于提升机电控系统。
矿井提升机中变频调速技术的应用
FORUM 论坛工艺44 /矿业装备 MINING EQUIPMENT矿井提升机中变频调速技术的应用□ 宋 民 大同煤矿集团忻州同舟煤业有限公司随着科技的进步和时代的发展，变频器技术及性能也逐渐成熟完善，并广泛应用的各领域的实际发展中。
尤其是对于我国煤矿企业，煤矿的主要工作流程就是采运为主，如何进一步提升煤矿采煤运煤效率是煤矿工作的关键。
变频技术在矿井设备中的广泛应用，煤矿设备的安全高效是保障正常生产的前提，煤矿安全高效生产是当前煤矿需要迫切解决的问题。
1 矿井提升的相关概况随着我国经济的发展，带来能源经济和技术的长足进步。
尤其是对于我国煤矿企业来讲，煤矿企业更需要进一步提升自身的施工技术和施工设备才能进一步提升自身的经济效益，因此提升矿井中的提升机技术是具有一定现实意义的。
矿井提升机主要由电动机、减速器、卷筒（或摩擦轮）、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统等组成，采用交流或直流电机驱动。
按提升钢丝绳的工作原理分缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。
缠绕式矿井提升机有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。
单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。
双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，运转时一个容器上升，另一个容器下降。
缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万t 以下、井深小于400 m 的矿井中。
摩擦式矿井提升机的提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。
提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。
摩擦式矿井提升机根据布置方式分为塔式摩擦式矿井提升机（机房设在井筒顶部塔架上）和落地摩擦式矿井提升机（机房直接设在地面上）两种。
按提升绳的数量又分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。
后者的优点是可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，从而机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。
年产120万t 以上、井深小于2 100 m 的竖井大多采用这种提升机。
变频调速控制技术在矿业提升机中的应用
变频调速控制技术在矿业提升机中的应用□ 罗 丹 大同煤矿集团忻州窑矿机电科 山西大同 0370211 矿业提升机变频调速控制技术的概述矿井提升机主要是在矿井内完成矿石、人员、材料、废料及设备的运输，由于运输物的特殊性以及矿井内环境的恶劣性，所以对提升机的精确度、调速性能、制动方位以及运行的转向有着严格的要求。
传统提升机调速的技术所需要的设备体积较大，并且投入资金和能耗量较大，并且在使用过程中，传统调速技术的运行状态较为不稳定，容易引起调控设备故障，严重影响提升机的使用寿命。
变频调控技术采用了智能化和数字化的系统，利用电动机输入频率来改善电机的转动速度，从而提高提升机的调节精度和调速的范围。
变频调控技术优化了提升机的性能，减少了能耗，实现了低碳生产的方式，同时变频调速技术也可以增强矿井生产的安全性，减少矿井运输过程中事故发生的概率。
目前变频调速技术由于其电路简单、操作灵活放便、安全性能高、经济效益好等特点，在矿井生产中已经被广泛的应用。
2 矿井提升机变频调速控制技术的原理2.1 变频调速设计基本原理依据元提升机的转速计算公式对变频调速的同步转速n1、定子电源频率∫1、磁极对数p等提升机是矿业企业生产过程中必不可少的设备，但是随着经济的发展和科技的进步，传统提升机调速技术的弊端不断暴露，变频调速控制技术已经被矿业企业广泛的应用，变频调速技术不仅可以提升矿井的生产效率，也提高了提升机的使用寿命。
本文介绍了矿业提升机变频调速控制技术的概述和相关原理，也分析了变频调速控制技术在应用的要点，对变频调速控制系统在提升机中的应用情况进行了详细的阐述。
进行分析计算，其公式为n1=60∫1p，由于异步转速n与同步转速n1存在等量关系等式，因此：n=n1(1－s)=60∫1(1－s)/p。
通过公式运用对比分析的方法，分析异步电机转速的实施效果，来确定最有效率的异步电机速率。
变频调控的相关标准是通过三相交流电机中的频率、电子、电机转速的模式的变更所确定，从而不断的提升电源频率对电机转速操作的影响，确定提升机综合调速控制模式的最佳标准。
矿井提升机变频调速系统的研究的开题报告
矿井提升机变频调速系统的研究的开题报告一、选题背景及意义矿井提升机是煤矿井下的重要设备之一，用于将煤炭等物资从井下运输到地面。
其作业环境复杂，操作条件恶劣，具有较高的安全风险。
提升机传统的电气控制系统具有操作复杂、维护难度大等缺点，不利于提升机的安全可靠运行。
采用变频调速技术改进提升机控制系统，能够提高提升机的稳定性和控制精度，降低机械损耗和能源消耗，提高生产效率，提高工作环境的安全性，因此矿井提升机变频调速系统的研究具有重要意义。
二、研究内容和目标本课题主要研究煤矿井下提升机控制系统中的变频调速技术，包括研究变频器的原理、结构和工作方式，探讨变频调速系统的选型、调试和应用，以及研究提升机变频调速系统与其他设备联动的控制策略，建立完整的变频调速控制系统。
并在实际应用中进行检验和优化，以达到提升机平稳运行、能效提高和提高提升机的安全性的目标。
三、研究方法和技术路线本研究的技术路线主要包括理论研究、实验研究和计算机模拟研究。
具体包括以下几个方面：1）分析矿井提升机控制系统的工作原理和传统电气控制的不足之处；2）了解变频调速技术的基本原理、组成结构和工作方式；3）通过实验对比测试不同负载下传统电气控制系统和变频调速系统的运行稳定性和能效；4）基于MATLAB/Simulink 平台进行计算机模拟分析，对比和验证实验和实际运行的结果。
四、预期成果及应用价值本研究的预期成果包括：1）研究并建立了研究煤矿井下提升机变频调速系统的理论模型，设计出适合煤矿提升机变频调速系统的控制策略；2）设计、建立并应用数学模型及相关先进算法，使煤矿井下提升机变频调速控制系统性能指标得到提升；3）通过实验测试和模拟分析，验证研究成果的正确性，提高提升机的运行效率、稳定性和工作安全性。
本研究结果的应用价值主要体现在提升机的性能优化和能效提升，对于促进煤矿安全高效生产和节能降耗具有重要意义，同时对其他领域亦具有推广应用价值。
变频调速技术在矿井提升机中的应用
74 /矿业装备 MINING EQUIPMENT变频调速技术在矿井提升机中的应用□ 乔志军 阳煤集团有限责任公司三矿矿业生产中，提升机作为提升系统的主要设备，是主要的耗能部分，其设备的运行稳定直接能影响生产效率。
随着矿山生产自动化程度的不断提高，对矿井提升机的速动控制和启动制动要求也随之提高。
为了解决这个问题，针对传统提升机电气控制系统存在的不足之处，结合矿山特殊工作环境对提升系统的要求，利用PLC 对提升系统进行升级改造，通过调节电机的输出功率对速度进行稳定控制，提高了在提升系统运行的的稳定性。
传统提升机电气控制系统的局限传统的提升机电气控制系统由电源供电回路、保护回路、信号回路、制动停车回路、自动与手动回路、自锁及闭锁回路组成。
国内一部分矿用提升机的电气控制系统的蓝本来自前苏联的产品，自动化程度低。
虽然采用了上世纪80年代比较成熟的继电保护技术，但是在实际生产运行中，仍然存在着能耗大、效率低、故障易发等缺点。
传统的提升机电气控制系统有以下几大问题亟待解决。
能源利用效率低下。
电机转子电路调速采用交流接触器开关串联电阻的方式，由于运行时间长，频繁动作，接触器耗损严重，老化剧烈，振动和噪音大、故障易发，日常维护量大。
转差电阻消耗大量电能，导致严重的能源浪费。
电气制动保护在实际使用时利用较少，提升系统的这项重要功能形同虚设。
电气制动保护采用三相半控桥式整流输出电路，其触发电路由磁放大器、电阻和其他电子元件共同组成。
组成电气制动保护系统的各个元件件之间存在着较大的电气参数差异，因而相容性较差，同时由于接触点较多，导致维修工作复杂，故障不易检查。
由于缺少缓冲机制，实际使用中的提升机承受着较大的冲击载荷，提升系统的速度调节能力较差，易产生较大损耗。
安全隐患突出。
传统的提升机系统保护系统的单一，完全依靠操作司机控制操作闸来控制提升速度，这要求操作司机的精力高度集中。
长时间的高强度用脑，极易导致大脑的疲劳，从而反应速度下降，易发生安全事故。
矿井提升机的变频调速改造分析
矿井提升机的变频调速改造分析摘要：笔者依据实际工作经验及相关文献资料的记载，详细分析矿井提升机变频调速改造工作进行的过程当中应当使用到的措施，希望可以在日后相关工作人员对这个问题进行分析的时候，起到一定借鉴性作用，最终在我国社会经济发展进程向前推进的过程中，做出一定贡献。
关键词：矿井；提升机；变频调速；改造；分析1.问题研究背景及意义矿井提升机实际运行的过程当中，承担起来了矿井设备人员以及物料运输的重要任务，在矿山生产领域当中发挥出来的作用十分重要。
在提升机实际工作的过程当中，可以将提升速度划分为三个阶段，也就是加速、匀速以及减速阶段，速度的变化一般情况下都会通过电动机调速系统来完成。
传统型调速系统其实是在电动机转子绕组回路当中经过接触器串联电阻，再在加速阶段当中逐级将电阻去除掉，减速阶段再串联电阻，以便于可以让转子电流得到有效地控制，在此基础上，自然可以让减速这个目标得以实现。
在电力电子技术发展的过程当中，变频调速技术逐渐完善起来，将数字技术作为基础内容的变频调速逐渐演变为交流电机调速领域的重要发展方向之一。
交流电机变频调速模式实际应用的过程当中，不单单可以让生产工艺流程得到一欧化，也可以让产品质量得到大幅度提升，是改善运行环境的过程当中，应当使用到的一项重要措施。
变频调速模式实际应用的过程当中，以其本身具备的优秀调速以及启动、制动性能得到了世界范围内各个国家的认可。
笔者依据实际工作经验及相关文献资料的记载，首先详细地对传统型串电阻调速系统当中的缺陷进行分析，并介绍变频调速的原理以及选取变频器的过程当中应当遵循的原则，最终提出改造之后提升机的性能，希望可以在日后相关工作人员开展这一项工作的过程当中，起到一定借鉴性作用。
2.传统型转子串电阻调速系统在交流变频技术成熟起来之前，矿井提升机调速工作进行的过程当中，一般情况下使用到的是直流电动机调速系统以及交流异步绕线型电动机转子串电阻调速系统。
串电阻调速系统应用到的一般是多级调速工作模式，在科学合理的选择电阻级别的基础上，可以让启动和调速性能的稳定性得到保证。
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顾桥矿主井提升机变频调速系统的研究摘要:矿井提升机是煤矿的大型固定设备之一,担负着矸石、材料、机电设备和人员的提升,针对以往调速方式的不足,本文采用交-交变频电控调速技术来改善提升机的工作效率,交-交变频(sinamics sl150)器具有输出电压的频率、幅值、相位及功率因素稳定,谐波较小等优点被广泛应用于煤矿行业。
顾桥矿实测结果表明,交-交变频调速系统运行稳定,提高了提升机的工作效率,对煤矿安全生产具有重大意义。
关键词:矿井提升机串阻调速交-交变频电控调速电控调速交-交变频器
中图分类号:tp2 文献标识码:a 文章编
号:1672-3791(2012)10(c)-0106-02
随着我国工业的不断发展,对矿产资源需求量的不断加大,矿产资源开采一直是我国煤矿行业的头等大事。
矿井提升机系统在整个煤矿开采过程中担负着举足轻重的作用。
提升机系统传统的调速方法不足,输出电压和功率较低,系统稳定性差,严重制约着煤矿资源的开采量,不利于整个行业的发展目标。
随着交-交变频调速技术在提升机系统中的应用,凭借着高电压、大功率变频输出,电机驱动能力强、运转快,系统性能稳定等优势得到了煤矿行业的广泛关注。
1 ac-ac变频调速技术
1.1 变频器
1.1.1变频器的工作原理
变频器是把固定电压、固定频率的交流电变换为可调电压频率的交流电的变换器,是异步电机变频调速的控制装置。
交-交变频器没有直流变换环节,只有两个交流环节之间的转换过程。
通过把一种频率的交流电转换成另一种频率的交流电。
1.1.2 交-交变频器
交-交变频器主要由3台电网自然换流、无环流可逆变流器组成,对应同步电机定子的三相,每相连接成三相桥式电路。
三相变流器由整流变压器供电,两套变频器由分别为δ/x、δ/y接法的整流变压器供电,以减少供电高次谐波。
ac-ac变频器具有高效率、大电流等优点非常适用于低速、大功率、大转矩、高动态响应、高过载能力的环境。
ac-ac变频器的基本结构如图1所示。
电机的定子绕组每相对应一套反并联可控硅桥,最大输出频率约为电网侧频率的45%左右,采用无熔丝设计方法,效率高达99.3%,在紧急情况下12脉冲可以切换成6脉冲ac-ac变频器,使的整个变频系统变得灵活、稳定。
1.2 ac-ac变频调速技术的基本原理
1.2.1 变频调速的理论概述
变频器的功用是将频率固定的(通常为50 hz的)交流电变成频率联系可调的三相交流电。
由公式:,当频率连续可调时(一般为定数),电动机的同步转速也连续可调,又因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低一些,所以,当同步转速连续可调时,异步电动机转子的转速也是连续可调的。
变频器通过改变电动机工作电源的
输入频率(电流的频率)来改变电动机转速,从而实现变频调速。
1.2.2 ac-ac变频调速的原理概述
三相异步电动机的转速公式为,调速方式可有四种方式。
交-交变频电路的基本原理图如图2所示。
2 主井提升机交-交变频调速系统的设计
2.1 交-交变频器sinzmics sl150控制系统的结构
sinzmics sl150控制系统的结构主要包括:cpu模块、控制器模块、i/o模块、断路保护模块、辅助设备模块以及控制面板。
系统cpu(d445)利用软件可编程方式可以同时在线对通信系统、故障分析系统、画面显示系统进行操作。
其中变频控制器负责控制系统电路的相电流、电机转速以及热电压转换器(tvc)。
交-交变频器控制系统原理结构图如图3所示。
通过系统外扩的i/o模块,可对电机的转子运行情况进行信号采集检测,同步电压信号以及数字变化量都是由该模块负责接收传送和结果输出控制。
如果电路中的工作电压超过额定电压值,该系统采用高压断路器负责控制和保护系统输出电压。
系统的辅助设备是由12/6脉冲转换部分和功率因素补偿两部分组成。
功率因素补偿部分,对于电机功率达不到额定工作功率的时候,可以采取无功补偿的方式减少谐波和无功功率的损耗。
对12/6脉冲转换部分,一旦高压短路,变压器或变频器一路发生故障时,电机和变频器可以由12脉冲工作模式转换成6脉冲的紧急模式。
对有故障的变频器进行断电分离,并联的两套电机绕组切换成串联连接,提升机处于全载
半速运行状态。
2.2 6脉冲交-交变频控制方法
针对顾桥矿主井提升机的具体情况,采用abb公司的acs6000c 进口全数字矢量控制系统,交-交变频选用6脉冲,逻辑无环流可逆变流器,变频器分别由3台整流变压器供电。
系统电源选用10 kv、50 hz三相交流电作为主电源供电。
主回路采用电枢换向的直流电动机拖动,电枢回路是由两个反向并联晶闸管整流器直流供电,将10 kv的交流电压通过4路变压器转换成满足系统需要的直流电压,通过高压断路器控制系统电压,为同步电动机提供合适的工作电流和电压。
顾桥矿主井提升机变频调速系统结构图如图4所示。
3 系统运行结果分析
结合交-交变频调速在顾桥矿主井提升机电机传动系统中的应用,通过西门子simatic wincc5.0制作软件可以监控整个系统的工作状态。
从主提升机画面中可以清楚地看到系统各个工作模块的运行状态,安全回路状态、停车回路状态、闭锁回路状态、plc主副箕斗位置、油压、提升速度、定子的电流电压、励磁电流、井筒开关的选择以及装卸载打点信号（见图4）。
4 结论
本文针对传统煤矿主井提升机系统的不足,提出了主井提升机
交-交变频调速电控系统的新方法,结合顾桥矿主井提升机变频系
统的实际应用等方面详细地论述了新方法的优越性。
实测结果表明交-交变频调速系统性能稳定,大大增加了提升机的工作量,对矿产
资源的开采做出了重要贡献。
参考文献
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[2] 自动控制原理[m].广州:华南理工大学出版社.
[3] 矿井提升机故障处理和技术改造[m].北京:机械工业出版社.
[4] 通用变频器选型与维修技术[m].北京:中国电力出版.。