1.引言
矿井提升电机优越的制动性能的可以使提升机获得平稳、安全、可靠的制动运行状态,避免严重的机械磨损,防止较大的机械冲击,减少机械部分维修的工作量,延长提升机械的使用寿命。
随着矿井提升系统自动化,改善提升系统的性能,以及提高提升设备的提升能力等的要求,对矿井交流电机制动的要求也越来越高。
目前矿用提升机普遍使用交流绕线式电机转子串电阻调速控制系统。提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差,特别在负载变动时很难实现恒减速控制,经常会造成过放和过卷事故;提升机频繁的启动和制动工作过程会使转子串电阻调速产生相当严重的能耗;转子串电阻调速控制电路复杂,接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏,影响生产效益。
针对串电阻调速系统的这些问题,本文介绍变频器在提升机调速系统中的应用。
欧瑞变频器的调速控制可以实现提升机的恒加速和恒减速控制,能很好的防止提升机过卷和过放事故发生;变频器的的调速还可以实现电动机的软启动,取除了转子串电阻造成的能耗,具有十分明显的节能效果;变频器调速控制电路简单,克服了接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏的缺点,降低了故障和事故的发生;因此,变频器在提升机调速系统中的应用有十分广阔的前景。
2.矿井提升机组成
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。
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。
3.原系统存在的问题
原有的卷扬设备都是采用绕线转子异步电动机,通过集电环和碳刷在转子回路中串入若干段电阻,由接触器控制接入电阻的多少来控制转速。存在以下缺点:
⑴ 串联电阻调速,其调速变化呈跳跃状,使得减速机齿轮、天轮、中轮、料车与斜桥导轨之间,在加减速运行阶段均受到冲击力的作用,设备易损坏,钢丝绳易疲劳,导致维修量大,检修费用增加。
⑵ 串联电阻调速范围小,使得料车速度呈突变,减速后停车时仍有较高转速,对制动器和限位开关的调整精度要求高,且容易发生越位及掉道事故而影响生产。
⑶ 串联电阻调速,使得料车起动及减速时,大部分电能消耗在电阻器上;当电动机在电压下降时,力矩下降,转差率增大,严重时,料车无法启动,易于产生事故。
⑷ 能耗高,低速机械特性软。因为转速的降低是通过转子外接电阻消耗能量来实现的,并且转速越低,机械特性越软,消耗在电阻中能量比例越大,极不经济,电网电压的高低对速度影响很大。
⑸ 接触器互所控制系统在频繁切换情况下,冲击电流大,接触器触头易烧损(故障率较高),转子所串电阻易烧损;对减速机、连轴器、钢丝绳的机械冲击大,使用寿命短。
欧瑞卷扬提升控制系统JY2000可以克服以上缺点,并且提升电网功率因数,达到较高的节能效果。JY2000的工作特点是启动速度慢,转矩大,加速平滑,停车平稳、准确;安全性高,控制灵活,故障低。并且原系统与新系统可以实现一用一备,随时切换工作状态,做到工变频完善结合。
4.JY2000提升机系统介绍
JY2000提升机由变频器、操纵台控制系统、液压制动系统、能量回馈系统、能耗制动系统、测速装置等六部分组成。采用矢量控制技术,实现低速大转矩,起动力矩大的效果。
5.节电效果
异步电机转子串电阻的模式,电阻上消耗大量的转差功率,速度越低,消耗的转差功率越大。采用JY2000提升机控制系统后取消了转子电阻,大大改善了能耗问题。自2001年发货以来,经客户实际测试节电效果都在35%以上;带有能量回馈装置的提升设备都在40%以上。
6.总结
经多年来市场验证,欧瑞传动生产的JY2000提升机控制系统可以完全替代原有设备,并可以脱离原有电控系统独立运行。提升机变频调速电控系统 具有控制性能优良、操作简便、运行效率高、维护工作量小等诸多优点,随着变频调速技术的日益成熟与能源节约要求的必然趋势,它正成为矿山提升机传动的发展方向。
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