礦井提升機(jī)的變頻調(diào)速改造方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

提升機(jī)傳統(tǒng)的操作方式為，操作工人坐在煤礦井口操作臺(tái)前，手握操縱桿控制電機(jī)正p反轉(zhuǎn)各三擋速度。為適應(yīng)操作工人這種操作方式，變頻器采用多段速度設(shè)置，X1、X2 為正反轉(zhuǎn)控制，X3、X4、X5 可設(shè)三擋速度(在變頻器參數(shù)中通過(guò)恒速選擇來(lái)實(shí)現(xiàn))。變頻調(diào)速原理圖如圖3 所示。

為實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速系統(tǒng)的平滑控制功能，需對(duì)變頻器的運(yùn)行參數(shù)做相關(guān)設(shè)置，由于篇幅有限，這里只對(duì)和本系統(tǒng)運(yùn)行有關(guān)的主要參數(shù)做相關(guān)設(shè)置，主要參數(shù)設(shè)置如表1所列。

4 提升機(jī)工作過(guò)程

提升機(jī)經(jīng)過(guò)變頻調(diào)速改造后，系統(tǒng)的工作性能發(fā)生了較大的變化。操縱桿控制電機(jī)正轉(zhuǎn)三段速度，反轉(zhuǎn)三段速度。不管電機(jī)正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，都是為了從礦井中將煤拖到地面上來(lái)，電機(jī)工作在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)，只有在滿載拖車快接近井口時(shí)，需要減速并制動(dòng)，提升機(jī)工作時(shí)序圖如圖4所示。

圖4 中，提升機(jī)無(wú)論正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，其工作過(guò)程都相同，有起動(dòng)、加速、中速運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行、減速、低速運(yùn)行、制動(dòng)停車等七個(gè)階段。提升機(jī)每提升一次的運(yùn)行時(shí)間，與系統(tǒng)的運(yùn)行速度、加速度及斜井的深度有關(guān)，各段加速度的大小，根據(jù)工藝情況確定，系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間可由操作工人根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工況自定。圖中各階段的工作情況說(shuō)明如下。

1)第一階段0耀賊1 煤車車廂在井底裝滿煤后，發(fā)一個(gè)聯(lián)絡(luò)信號(hào)給井口提升機(jī)操作工人，操作工人在回復(fù)一個(gè)信號(hào)到井底，然后開(kāi)機(jī)提升。重車從井底開(kāi)始上行，空車同時(shí)在井口車場(chǎng)位置開(kāi)始下行。

2)第二階段t1-t2 重車起動(dòng)后，加速到變頻器的頻率為f2的速度運(yùn)行，中速運(yùn)行的時(shí)間較短，只是一過(guò)渡段，加速時(shí)間內(nèi)設(shè)備如果沒(méi)有問(wèn)題，立即再加速到正常運(yùn)行速度。

3)第三階段t2-t3 再加速段。

4)第四階段t3-t4 重車以變頻器頻率為f3 的最大速度穩(wěn)定運(yùn)行，一般，這段過(guò)程最長(zhǎng)。

5)第五階段t4-t5 操作工人看到重車快到井口時(shí)立即減速，如減速時(shí)間設(shè)置較短時(shí)，變頻器制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻起作用，不致因減速過(guò)快跳閘。

6)第六階段t5-t6 重車減速到以變頻器頻率為f1的速度低速爬行，便于在規(guī)定的位置停車。

7)第七階段t6-t7 快到停車位置時(shí)，變頻器立即停車，重車減速到零，操作工人發(fā)一個(gè)聯(lián)絡(luò)信號(hào)到井下，整個(gè)提升過(guò)程結(jié)束。

以上為人工操作程序，也可按PLC自動(dòng)操作程序工作。圖中加速和減速段的時(shí)間均在變頻器上設(shè)置(具體實(shí)現(xiàn)只需將上述的人工溝通信號(hào)采用傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)即可)。

5 結(jié)語(yǔ)

繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電阻上消耗大量的轉(zhuǎn)差功率，速度越低，消耗的轉(zhuǎn)差功率越大。使用變頻調(diào)速，是一種不耗能的高效的調(diào)速方式。

提升機(jī)絕大部分時(shí)間都處在電動(dòng)狀態(tài)，節(jié)能十分顯著，經(jīng)測(cè)算節(jié)能30%以上、取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。另外，提升機(jī)變頻調(diào)速后，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性得到大大的提高，減少了運(yùn)行故障和停工工時(shí)，節(jié)省了人力和物力，提高了運(yùn)煤能力，間接的經(jīng)濟(jì)效益也很可觀。