高壓變頻器在鋼纜機上的應(yīng)用

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1、合康高丿E變頻器在鋼纜機上的應(yīng)用摘要：煤礦的運輸設(shè)備主耍包括提升機、皮帶機和鋼纜機，露天開采的鐵路機乍，大型煤礦的直接汽車運輸,但是皮帶機和鋼纜機仍然是大型煤礦的主要運輸設(shè)備。關(guān)鍵詞：四象限高壓變頻器鋼纜機主從控制功率平衡概述煤礦的四大件設(shè)備，主要是提升運輸設(shè)備、煤礦主通風(fēng)設(shè)備、煤礦排水設(shè)備和煤礦壓風(fēng)設(shè)備，煤礦提升運輸設(shè)備是煤礦的“印鈔機”，煤礦生產(chǎn)過程中煤炭的運輸通道，是煤礦生產(chǎn)的重要設(shè)備。在煤礦提升運輸設(shè)備中，皮帶機占有重要的地位，鋼纜機作為皮帶機的一種，一直在煤礦的生產(chǎn)中扮演重要的角色。桑樹坪煤礦一號井鋼纜牽引膠帶輸送機（以下簡稱鋼纜皮帶機）承擔(dān)著斜井原煤

2、運輸和人員上下井的任務(wù)。這部膠帶輸送機現(xiàn)有驅(qū)動系統(tǒng)釆用的是晶閘管出級調(diào)速，電動機為JRQ158-6型高壓繞線式電機（功率550RW,電壓6kV）,減速機為NGW172型行星齒輪減速機，無軟啟動裝置。張緊方式為重錘張緊。這部鋼纜皮帶機安裝于1978年，并于1979年11刀移交使川，至今己服務(wù)近30年。30年間，雖經(jīng)過幾次現(xiàn)場部件大修，但也只能勉強維持牛產(chǎn)。2007年以來，該設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況急劇變差，各項主耍技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)重下降。存在的主要問題有：1、電機存在缺陷，各項主要性能指標(biāo)明顯下降。2、兩臺行星齒輪減速器運行狀況十分不好，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。3、SECJ-06全數(shù)字逆變控

3、制器經(jīng)常出現(xiàn)故障，導(dǎo)致無法止常工作。4、給主電機供電的高壓接觸器，整機已嚴(yán)重老化，經(jīng)常出現(xiàn)故障，5、高汗開關(guān)柜為油斷路器，有滲油現(xiàn)彖，保護(hù)不齊全。鋼纜皮帶機一.改造方案為確保鋼纜皮帶機的安全運轉(zhuǎn)，保證桑樹坪煤礦的安全生產(chǎn)止常進(jìn)行，咸陽順安煤礦設(shè)計院根據(jù)桑樹坪煤礦要求，對該礦鋼纜皮帶機的電控系統(tǒng)改造進(jìn)行了認(rèn)其的分析論證，在滿足《煤礦安全規(guī)程》和礦方實際要求的前提下，木著安全.高效.經(jīng)濟可行的原則，提出了高壓變頻調(diào)速改造方案：更新川戶現(xiàn)場的高低壓配電系統(tǒng)，采丿IJPLC電控系統(tǒng)，采川高壓變頻器拖動系統(tǒng)，更換電機和減速機。該改造方案屮，高低壓配電系統(tǒng)、PLC屯控系統(tǒng).

4、電機和減速機具有?成熟廠商和設(shè)備；在高壓變頻器的選擇上,因為在國內(nèi)鋼纜機的拖動中使用高圧變頻器的尚無可以參考的成功案例，且桑樹坪煤礦的鋼纜機在運行過程中有負(fù)力，特殊情況下要求反轉(zhuǎn)，進(jìn)一步提離了對變頻器的要求，設(shè)計院和韓城礦務(wù)局做了大量工作，最終選定北京合康億盛科技有限公司生產(chǎn)的兩臺IIIVERT-YVF06/077高圧變頻器。該變頻器是矢最控制、再生制動、四彖限運行的變頻器，變頻器采用主從控制方式，使得變頻器在運行過程中具有相同的運行參數(shù)，同步啟動，功率平衡由電控系統(tǒng)參與完成。鋼絲繩牽引膠帶輸送機是一種長距離、人運量、高效能的運輸設(shè)備。在桑礦，鋼纜膠帶機除運煤外

5、，還兼作上下人員用。該礦鋼纜膠帶機的傳動裝置示意圖如圖1所示。2IWilA

6、

7、?12eeMJ■wHI圖1鋼纜膠帶機的傳動裝置示意圖為了提高膠帶輸送機工作的靈活性與可靠性，該礦鋼纜膠帶機具有兩種工作模式：(1)正常工作模式(即雙機拖動)，不使用機械并速器，每個屯機拖動一個驅(qū)動輪，兩電機Z間無剛性連接,而是山鋼絲繩和膠帶構(gòu)成彈性聯(lián)接，兩電機的調(diào)速回路各自獨立。(2)備用工作模式(即單機拖動),當(dāng)其屮一套調(diào)速裝置發(fā)生故障時.可變雙機拖動為單機拖動，以維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。二、拖動電機同步啟動和功率平衡控制方案止常工作模式即雙機拖動時，由于鋼纜膠帶機的兩臺拖動電機不同軸連

8、接，為了全過程中實現(xiàn)膠帶機兩驅(qū)動電機之間的速度同步及功率平衡，則兩電機的控制不應(yīng)是各口獨立，而是彼此相互關(guān)聯(lián)的。因此，設(shè)計中采用主從控制方式，通過釆集電機電流判斷，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)以達(dá)到兩驅(qū)動電機Z間的速度同步及功率基本平衡。系統(tǒng)速度、電流閉環(huán)控制框圖2如下。Mvnaiftev岡t>2陽no2■■出rxr?圖2系統(tǒng)框圖四彖限高壓變頻器電機在運行過程中，轉(zhuǎn)矩方向為縱軸，轉(zhuǎn)速方向為橫軸。轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向都為正時，是正向牽引，為第象限;轉(zhuǎn)矩為正，轉(zhuǎn)速為負(fù)，是反向制動，為第二彖限；轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向都為負(fù)，是反向牽引，為第三象限；轉(zhuǎn)矩為負(fù)，轉(zhuǎn)速為止，是止向制動，為第四彖限。如圖

9、3所示。對于變頻器而言，就是可以推動電機快速的加速和制動，并且可以快速反向加速和制動。既能量可以迅速在電機和電網(wǎng)之間雙向流動，四象限變頻器起到橋梁的作用。圖3四彖限運行圖主從控制變頻器在多機隨動的情況下，需要有此功能，此功能的實現(xiàn)方式是，把高壓變頻器的控制器通過高速通訊網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，參數(shù)設(shè)置里，把需要隨動的變頻器設(shè)定為從，把需要電控系統(tǒng)來控制的變頻器設(shè)置為主。主從控制網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖4所示。主從控制方式中，可以控制同步啟停和功率平衡。Maswr圖4主從控制網(wǎng)絡(luò)同步啟停同步啟停是在變頻器接收到外部控制系統(tǒng)發(fā)出的啟動或者停乍信號后，主從控制網(wǎng)內(nèi)的高壓變頻器同步的啟動或者停

10、機。同步啟停在無主從控制