礦井變頻絞車工作原理及執行故障處理研究

2022-05-30 04:09:06 字數 1747 閱讀 9218

【摘要】本文主要介紹了絞車變頻調速系統的工作原理及組成,分析了該系統的故障保護模式,簡要闡述了裝置引起的故障原因及處理方法。該系統為斜巷的安全提公升提供了可靠的裝置保障。

【關鍵詞】絞車;變頻調速系統;故障處理

礦井下絞車從電控系統上分主要有以下幾種絞車:(1)沒有控制系統的絞車:這類絞車作為主提公升已經很少用了,主要用於55kw以下的小功率排程絞車和臨時提公升物料絞車。

(2)轉子串電阻調速的絞車電控系統(俗稱電絞車):這類絞車存在失爆、安全隱患大、調速精度低、占用空間大等諸多缺陷。(3)防爆液壓絞車:

此類絞車雖可實現無極調速,但傳動效率較低、故障率較高。為解決以上控制系統存在的問題或缺陷,出現了以全數字防爆四象限變頻器為主要控制系統的變頻絞車。

一、全數字防爆四象限變頻絞車

全數字防爆四象限變頻器為主要控制系統的變頻絞車具體優點如下:(1)調速精度高、範圍廣:調速精度不低於0.

5%,調速範圍為0.3m/s—額度轉速。(2)雙線制保護:

由於採用1條硬體安全電路和2條軟體安全電路互相冗餘,使得系統更加安全可靠。(3)雙線制控制:正常開車時,採用雙plc系統相互監視,相互冗餘。

當其中乙個plc系統發生故障時;另乙個plc系統仍可投入進行應急開車,最大程度地給使用者減少損失。(4)操作簡便:司機操作簡單,可實現自動控制,安全性大大提高。

(5)節能效果明顯:系統將再生能量通過四象限變頻調速裝置回饋電網,真正實現反饋制動。

二、變頻絞車的工作原理

(1)非同步電動機的轉速。非同步電動機的轉速:n= ns(1-s)=60f(1-s)/p式中,n為電動機轉速(r/min);ns為同步轉速(r/min);f為電源頻率(hz);p為電動機磁極對數;s為轉差率。

電動機的極對數出廠後就不會改變,而調節電動機的電源頻率即可達到調節電動機的轉速的目的。(2)「交—直—交」變頻器。變頻器就是乙個可以任意改變頻率的交流電源。

「交—直—交」變頻器首先通過三相全波整流將交流電源整流成直流,然後通過開關元件將直流逆變成交流,實現對輸出電源的頻率控制。由於變頻器對電動機的頻率可隨意控制,既而可以實現電動機的正反轉,同時對電動機的負力執行、電氣制動、動力制動以及實現二級制動等方面均能通過plc程式及控制項來實現。(3)系統構成。。

第一,傳動系統。一是防爆四象限變頻調速裝置:就唐山開城生產的zht-30隔爆兼本安智慧型變頻調速裝置為例,它採用了「交-直-交」無速度感測器向量控制技術,具有調速範圍廣、調速效能好的特點,同時具有功能豐富可靠、調速靈活方便、抗干擾能力強和使用壽命長等優點。

當提公升機負力執行時,變頻器能自動向供電電網發電,使電動機處於發電反饋制動狀態工作,改善了下放操作的調整效能,大大提高了下放操作時的安全效能,同時還為使用者節省了大量的電能。二是防爆輸入電抗器箱:防爆輸入電抗箱主要功能是提高直流母線電壓,改變相位角,通過變頻器的afe技術使得輸入電流與網側電壓成同相位,使功率因數接近於1,濾出高次諧波,減少對電網的汙染。

第二,控制系統。一是plc防爆控制箱:主要由2臺plc、繼電器、開關電源等組成。

主要功能為:構成控制電路和保護電路;實現控制訊號與故障訊號的隔離與轉換;形成一條硬體安全電路和兩條軟體安全電路,三者相互冗餘與連鎖;完成工作閘、安全閘的控制;構成應急操作迴路;完成二級制動控制。二是本安操作指示臺:

操作台主要包含顯示儀表、主令手柄、制動手柄、轉換開關、按鈕、指示燈、數字深度指示器(含粗顯、精顯),可對絞車的執行狀態、故障訊號、過程變數等進行顯示和報警。對絞車進行各種操作和控制。三是本安軸計數器(軸編碼器):

分別採集兩個不同的傳動軸的執行引數,分別由兩個plc 根據各自採集的軸的執行引數計算兩個軸的執行速度以及提公升容器的當前深度,以形成系統的各種保護。

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