［摘要］：礦井提公升有豎井提公升和斜井提公升，礦井提公升機是礦山生產的關鍵裝置，被喻為礦山的「咽喉」。它擔負著礦山的礦石、廢石、裝置、材料、人員等的提公升、下放任務。
在礦山生產中占有非常重要的地位。［關鍵詞］：阿爾法變頻器礦井提公升引言
礦井提公升有豎井提公升和斜井提公升，礦井提公升機是礦山生產的關鍵裝置，被喻為礦山的「咽喉」。它擔負著礦山的礦石、廢石、裝置、材料、人員等的提公升、下放任務。在礦山生產中占有非常重要的地位。
某集團公司3-2礦體的斜井提公升機，採用轉子繞組串電阻的傳統交流調速方式。該調速方式存在以下問題：第一，採用電磁式繼電器較多，故障判斷排除時間長。
經過長期執行後故障率高，不僅修理成本高，而且影響出礦量；第二，提公升控制自動化程度低，執行時雜訊大，提公升機房溫度高，提公升機司機容易疲勞，勞動強度大；第三，在連續低速提公升重物時，電阻發熱嚴重，經常燒壞電阻連線，能耗大；第四，調速為有級調速，對鋼絲繩、減速機等的機械衝擊大。
1.改造方案和系統組成
1.1改造方案
採用變頻調速裝置、可程式設計序控制器、能量反饋單元、觸控螢幕等組成交流調速系統，代替原有的串電阻調速系統。
1.2系統組成系統組成原理框圖如圖1 變頻迴路包括：刀開關、斷路器、變頻器、變頻器下端的接觸器、能量反饋單元。
其中能量反饋單元組成乙個櫃。控制迴路:主要由主plc控制、輔plc控制、觸控螢幕、繼電器輔助控制、操作台構成。
其中主plc控制和輔plc控制互為主備，繼電器輔助控制、主、輔plc控制安裝在同乙個控制櫃裡，觸控螢幕作為上位機安裝在操作台上。編碼器作為位置和速度反饋訊號，安裝在電機和捲筒上。其中安裝在電機上的測速編碼器訊號反饋給變頻器，形成pg向量控制。
另一編碼器訊號反饋給plc作出速度和位置運算。測速電機訊號、油溫油壓訊號及其它開關量訊號進入plc系統_
2系統功能
2.1系統停止、手動、自動、下滑四種狀態下的功能
停止：在該狀態下系統停止工作，所有操作均不能進行，絞車處於閘瓦制動狀態;
手動：在該狀態下，當系統滿足安全操作的前提下，根據儀表及觸控螢幕顯示的引數，通過主令控制器對絞車進行上行、下行正常手動操作。
自動：在該狀態下，由上行、下行按鈕自動完成上行、下行的全部過程，當行至中途時，可通過停止按鈕人工干預停止，通過上行、下行按鈕可再次啟動。
下滑：在系統出現嚴重故障不能正常進行上行、下行操作時，應將功能開關轉換到該位置，通過主令控制器將絞車下滑到所確定的位置。
通過雙plc數字控制技術，實現了《煤礦安全規程》中規定的絞車雙線制保護及控制。絞車雙線制保護及控制具有以下特點:
(1)調速精度高，調速範圍廣，調速精度不低於0.05%.
(2)雙線制保護：採用一條硬體安全電路和2條軟體安全電路相互冗餘，使得系統更加安全可靠。
(3)雙線制控制：正常工作時，由於採用雙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，提高了絞車系統的執行可靠性。
2.2保護及連鎖功能
2.2.1安全制動時，配合液壓站安全閥使提公升機實現一級或二級制動，同時變頻器進入回饋制動狀態。
2.2.2任何情況下，只有司機接到開車訊號後才能使提公升機執行。
2.2.3當提公升過程中發生潤滑油壓力過高、過低、潤滑油濾油器或液壓站濾油器堵塞或油溫高時，觸控螢幕上有相應的故障資訊顯示，點亮相應資訊燈，告知司機可以完成本次提公升工作，當故障解除後才允許司機進行下一次提公升工作。
2.2.4當提公升機因發生故障在中途停車，而且提公升容器位於減速段行程內時，排除故障後允許司機按上次開車方向選擇開車，並且只能低速開車：
若提公升容器不在減速行程內，由井口發出開車訊號，允許司機高速開車。
2.2.5全礦停電時，由plc系統保證提公升機能實現二級制動，並做好提公升機的後備保護。
2.2.6盤式制動器的工作制動力矩可調.緊急制動(安全制動)能產生二級制動，避免機械衝擊。
2.3行程控制功能行程控制是由plc系統完成，主要將提公升機的公升降過程劃分成不同提公升速度要求的行程區間。根據每一行程區間的實際情況和不同速度要求變換變頻器的速度給定值，並形成閉環平滑地調節提公升機的公升降速度:
行程控制不僅控制提公升機整個公升降行程過程的速度，而且控制提公升機的停車和制動過程。行程控制可以很好地防止提公升機過捲、過放、脫軌和翻車等事故發生，特別適合具有彎道和叉道的特殊斜井。
2.4制動控制功能
提公升機的正常制動有回饋制動、抱閘制動等方式、回饋制動的實現是在交一直一交電壓型變頻器的直流環節引入逆變環節。當提公升機的實際執行速度高於給定運轉速度時，電動機相當於一台發電機，直流環節電壓公升高，給逆變器提供能量並回饋電網，電動機自動執行在制動狀態。以達到變頻器準確停車的目的，很好地防止機械衝擊和快速下滑。
抱閘制動一般在停車時使用，當執行到停車位時，行程控制器對變頻器發出停車訊號，同時，對抱閘制動器發出抱閘控制訊號，實施抱閘制動。當發生脫軌等事故時，操作控制實行緊急抱閘制動。本系統採用的回饋制動方式，在制動過程中，提公升機執行平穩，並且將制動能量回饋到網，有一定的節能效果。
alpha6900制動時序如下圖
3主要器件功能3.1可程式設計序控制器功能系統除緊急保護功能外的所有控制均由可程式設計序控制器((plc完成。系統配置的可程式設計序控制器，採用能適應惡劣工業環境、抗干擾能力強；具備兩個可同時使用的通訊埠(程式設計器埠和通用埠)，通過與液晶觸控螢幕的通訊，可直觀方便地顯示系統執行狀態、故障狀態、執行引數、可顯示全部開關元件的狀態及各種故障、報警資訊；接收系統配置的電壓變送器、電流變送器、編碼器等傳來的訊號，經過運算、處理後，對絞車進行控制、監視、保護。
在緊急制動時(安全制動)，由可程式設計序控制器控制盤形閘產生二級制動，避免機械衝擊。簡化系統可程式設計序控制器控制流程圖，如圖2。
3.2變頻器功能變頻器接收旋轉編碼器傳來的速度反饋訊號，形成pg向量控制，實現電機的無級調速。本系統配置阿爾法alpha6900系列變頻器及能量回饋單元,■一體化方案：
採用電動機驅動與起重邏輯控制有機結合的方式，省去了原系統中的plc，減少潛在故障點，簡化系統接線、除錯簡單靈活，代表未來起重機控制的發展方向；■寬電壓設計更能滿足惡劣的電源環境■起重機專業邏輯設計：集多年起重機行業設計的經驗，設計了專家級、廣泛應用的起公升機構的控制和安全邏輯，包括時序配合、防溜鉤、等功能，為配套客戶提供完美的解決方案；■在採礦、冶金、築路行業的上料系統有專門的定長設計，使控制更安全可靠。精確的力矩控制:
失速防止功能、故障復位再試功能;加裝應用旋轉編碼器alpha6900可實現全頻域磁通電流向量控制，在0.5hz使電機保持150%輸出轉矩。變頻裝置主要技術引數(1)輸入電源電壓ac304-456v，頻率50hz；電壓允許波動範圍+/-20％；頻率允許波動範圍48-65hz；(2)輸出頻率範圍0～50hz連續可調；(3)額定過載輸出功率：
160kw。(4)過載能力150%，1分鐘；180%，20s(5)有較高的功率因數cosα＞0．98；(6)低頻運轉時，有自動轉矩提公升功能及轉差補償功能，保證150％的額定轉矩；(7)變頻器設有過壓、欠壓、過流、過載，功率元件過熱和電機缺相等保護，設有故障記憶功能，能保留最近5次故障的功能號碼和最後一次故障的引數；(8)總諧波含量thd<5％。主要技術原理 (1)採用全數字速度感測器閉環向量控制，使系統調速範圍寬、調速精度高。
變頻器在低頻執行時，也保證有150％以上額定力矩輸出。最大轉矩為額定轉矩的2倍，向量控制實現的基本原理是通過測量和控制非同步電動機定子電流向量，根據磁場定向原理分別對非同步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制非同步電動機轉矩的目的。具體是將非同步電動機的定子電流向量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，並同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流向量，這種控制方式稱為向量控制方式。
這樣就可以將一台三相非同步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調速系統同樣的靜、動態效能。plc控制流程如圖2示。
3.3能量回饋單元
主要作用是提高變頻器的制動能力，並將絞車下放重物的制動能量回饋電網，達到節能的目的
3.4操作台的主要功能
操作台裝有手動操作的主令控制器.可手動調整制動力和絞車執行速度.並配有手動和腳踏緊急制動開關，當發生緊急情況時快速制動
3.5液晶觸控螢幕的功能
通過與可程式設計序控制器的通訊直觀顯示系統執行狀態、故障狀態、執行引數『如顯示絞車執行速度、提公升容器位置、電動機電流和電壓等)，可顯示全部開關元件的狀態及各種故障、報警倍息;可修改可程式設計序控制器改內部引數設定(需有相應許可權:具有密碼保護功能可根據許可權設定、修改操作員密碼.不同安全等級的操作員具有不同的操作許可權
4主要器件選擇
4.1變頻器選擇
變頻器驅動的電動機為:jr127-8/115kw
額定電壓:380v
額定電流:227a
根據:變頻器額定輸出電流≥電動機額定電流×1.1的原則
227×1.1=249.7a
查阿爾法alpha6900系列變頻器樣本:
容量132kva的額定輸出電流為:255a
容量160k va的額定輸出電流為:302a
綜合考慮坑下環境和運輸條件，最終選擇變頻器容量為i60kva
型號：alpha6900-3160g
4.2可程式設計序控制器選擇
綜合考慮上過卷、下過卷、手動上行、手動下行、自動上行、自動下行、正常停車、緊急停車、安全迴路、液壓站控制、盤形閘控制、各工作指示燈、報份指示燈等.以及各工況之間的互相連鎖控制.並考慮一定的冗餘。
最終選擇可程式設計序控制器為三菱品牌,點數為48點。
型號: fx2n-48m-001
4.3能量回饅單元選擇4.3.1制動電壓選擇
制動電壓選擇過低.當電網電壓公升高時，會造成制動單元誤動作。而制動電壓選擇過高，對裝置的安全執行構成威脅對380v系統，制動電壓一般選700v。
4.3.2制動電流選擇
制動電流是指制動時流過制動電阻和制動單元的直流電流。
變頻器功能應用詳解
第一節 變頻器功能概述 1 變頻器功能是指變頻器控制電動機運轉的能力。變頻器的發展 a gtrgtomosfetigbtplcipm.b 8為cpu16為cpu32為cpu。c 通用型變頻器 1.普通功能型u f 控制變頻器。2.高功能型u f 控制變頻器。3.向量控制變頻器。2 如何學習變頻器功能...
變頻器維修與應用
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變頻器應用教程培訓講義
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