2018-02-09
矿井提升机作为矿山最大的电气设备之一，其耗电量占矿山总耗电量的30%—40%，并且运行特性复杂，速度快，惯性大，一旦提升机失往控制，不能按照给定速度运行，就可能发生超速、过卷等重大安全事故，造成设备损坏甚至职员伤亡。因此，矿井提升机的电控系统的技术性能和可靠性直接影响着矿井的安全生产。
1、副井提升机电控系统多采用交流电动机转子回路串电阻调速，由于采用常规继电器控制，导致系统调速精度低，可靠性差，维护用度大，电机启动电流及切换电流冲击大，设备运行不平稳，易引起电气及机械冲击；且控制线路复杂，工作稳定性和可靠性差，缺少故障诊断功能，排查故障困难；转子回路串接金属电阻，白白消耗电能造成能源浪费；电机滑环处轻易发生接触不良，引起设备故障，造成维护工作量增加及维修材料用度升高；并且所有接线端子裸露在外，暴露在空气中，给提升安全带来极大的危害。因此，对该类型提升机电控调速系统进行改造升级是非常必要的。
2、交流电动机转子回路串电阻调速系统
在加速过程中，交流接触器KM1—KM10逐级吸合，转子回路电阻依次减小，以保证加速力矩的均匀值不变。假如要求电动机低速运行，则需在转子回路串较大电阻。为了解决减速段的负力要求，采用动力制动方案，即将定子侧的高压电源切除，在定子绕组上施加低频电源，让电动机工作在发电伏态。
这种拖动方案存在的题目是：
（1）开环有级调速，加速度难以正确控制，调速精度差；
（2）触点控制，大量使用大容量开关，系统维护工作量大，可靠性差；
（3）运行效率低，在低速时大部分电能都消耗在电阻上；
（4）电机的机械特性偏软，一般电阻上消耗的功率约为电动机输出功率的20%—30%；
（5）接触器经常吸合与断开，噪音比较大。
此种电控调速方控制方式简单、技术性能和运行效率低，不符合《机电安全质量标准化标准》要求：提升系统未实现PLC控制。不适应目前节能减排新形势的要求，是这次电控系统改造的主要原因所在。
二、技术改造的理由
随着矿原煤产量的不断提升，开掘工作量急剧上升，特别是三水平重点工程，随着该工程的快速开拓，矿井排矸量也相应地增加，在现有提升条件下，副井提升系统只能采用压缩检验时间来满足生产需要。
副井提升电控系统现使用的电控装置为JKMK—J—B—300I型常规继电器控制系统，采用转子串电阻调速的方式，此调速方式技术相对落后，无效功耗过大，结构复杂，且运行效果很不理想该系统由常规的继电器、自整角机、磁放大器等电气元件组成逻辑控制电路。电气控制系统固然设计有多种控制功能，但有些功能在现场实现起来非常困难；并且控制逻辑功能使用了大量的电气触点，这些触点又都是暴露在空气中，受灰尘和大气氧化的影响，时有失效现象发生；再加上有些功能是电参量与机械闸形成闭环控制，跟随性很差，导致电气保护功能、控制精度和可靠性较差，控制系统相关的保护功能失效，系统运行安全得不到保证，而且维护工作量较大。
提升系统在调速区运行时，速度的调节和控制主要方法是在电机转子回路串电阻和利用工作闸来调整拖动力矩，在调速过程中大量电能白白消耗在转子电阻上，不但造成了大量电能的浪费和调速电阻工作温度升高，寿命缩短，维护量和维护用度增大，而且电阻室空间空气温度很高（夏季温度在50℃以上）。
提升系统工作在加速、减速、爬行区的时间占全程运行时间的70%，司机需要频繁操纵来完成提升工作，司机频繁操纵且极易疲惫。
因此，对该系统电控进行技术改造，解决系统存在的题目和弊病，提升系统安全运行系数，实现高效节能运行非常必要。
矿领导通过考察国内用户现场使用提升机变频器的实况后，决定选用江苏和讯自动化设备有限公司的镇江伟创高压变频器，对副井提升机电控系统进行技术改造。将现使用的JKMK—J—B—300I型电控系统更新改造为JKMK/GBP-NT-1250KW/6KV型全数字高压变频提升机电控系统，副井绞车提升系统实现变频器+PLC控制，提升性能够按照预定的速度图要求实现平滑的起动、运行、减速、爬行、制动和停车。
三、 方案实施
拆除原有电控系统的电力拖动部分，重新安装一套全数字高压变频提升机电控系统。全套提升电控主要由高压配电系统、高压变频器、低压电源柜、提升数控柜、全数字高压变频系统、网络化操纵台及计算机监控系统组成。操纵系统选用西门子公司原装PLC（S7系列）作为操纵控制中心，采用PLC实现对提升机的工艺控制和安全保护；安全保护采用以软件、硬件两路安全回路实现双重保护。
该电控系统具有活跃前端能量回馈特性的四象限变频器，直接向鼠笼式交流电机供电，构成高性能、数字化的高压变频调速系统。具有优于直流电动机的优良机械特性，不仅提升工艺过程优良，具有启动力矩大，过载能力强、调速范围宽等优点，而且节能效果明显，使得整机效率大大进步。
采用伟创高压变频调速装置将50Hz工频变成0~50Hz连续可调的变频电源，电动状态时从电网吸取能量，使电动机产生电动力；制动状态时工作于逆变状态，将能量返回电网，使电动机产生制动力，完成对电机启动、调速、验绳、低于额定速度运行等控制过程。此外，调速柜柜门上设置有触摸屏控制主界面，具有运行参数的实时记录，运行故障查询和参数设定功能。
公司为veichi伟创总代理、kinco步科核心代理，其他代理品牌有三菱、西门子、松下、欧姆龙、永宏、禾川、信捷、威纶、深圳显控。
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