安川H1000变频器在矿井提升机上的应用
供稿 中国工控网2014/5/11 15:41:22
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关键词 安川 H1000变频器矿井提升机
摘要我国提升机设备中普遍使用TKD系统这种控制系统是采用继电器有触点的逻辑控制 以磁放大器为核心组成模拟量闭环调节。在继电器控制系统中要完成一个控制任务支配控制系统工作的“程序”是由各分立元件(继电器、接触器、电子元件等)用导线连接起来加以实现的这样的控制系统称为接线程序控制系统。在接线程序控制系统中控制程序的修改必须通过改变接线来实现。
我国提升机设备中普遍使用TKD系统这种控制系统是采用继电器有触点的逻辑控制 以磁放大器为核心组成模拟量闭环调节。在继电器控制系统中要完成一个控制任务支配控制系统工作的“程序”是由各分立元件(继电器、接触器、 电子元件等)用导线连接起来加以实现的这样的控制系统称为接线程序控制系统。在接线程序控制系统中控制程序的修改必须通过改变接线来实现。几十年来这种控制系统由于受元件水平的限制而存在着缺陷突出表现在
1 挡位调节调速不连续运行中机械振动大矿车冲击大制动不安全
2启动及换挡时冲击电流大启动电流一般是额定电流的2-3倍有时会更大如果加速快甚至会引起总开关跳闸
3调速时大量的电能消耗在电阻上不但浪费严重也造成工作环境的恶劣空间噪声大
4维修量大不方便。 由于操作时交流接触器频繁动作易造成触点及线圈的烧坏转子更换碳刷频繁
5耽误生产。矿井是连续24小时工作生产量大任务繁重 由于电控系统设计落后制造工艺落后 即使维修也会给生产带来损失。
提升机在使用变频调速后节电率在30-40%左右且控制质量大为提高实现无级调速。同时由于电动机不再需要频繁地起动和停止不必再由继电器、接触器进行控制使整个系统的寿命大为延长。实现软停和软起消除了电动机硬起动过程中对电网的冲击。另外操作简便省时省力。矿用绞车绕线电机改用变频调速方式后系统具有一定的节电效果更重要的是具有柔性化控制使系统的性能大大提高和机械部份寿命延长的同时使提升机获得平稳、安全、可靠的运行状态。
以下是对江西新余某煤矿矿井提升机系统为改造对象做探讨选用了日本YAS KAWA 安川变频器H1000系列希望对其他正想进行节能改造的企业做个参考。
变频调速方案
2. 1矿井提升机变频调速概况
变频调可平滑调速调速范围宽和节能等优点在提升机上得到了广泛的应用矿井提升机一般对变频器有以下要求
1矿用电网波动较大变频器在380V±20%能正常工作。
2运行平稳加减速平滑 S型曲线加速段在加减速过程中可做到加速度连续无撞击感。
3对回馈能量的处理方法 回馈制动或能耗制动。
4变频器在整个工作过程中提供所需要的力矩特性
启动力矩大于2倍额定转矩尤其是当矿车停在井筒中间时启动转矩比额定转矩大得多。低频转矩在3 Hz时大于1 .6倍额定转矩。
5有足够的加速力矩适应重车提升时的加速过程。
6运行过程中由于道轨不平整或滚筒偶尔出现钢丝绳绞绳会引起电机力矩的跳变变频器能承受这种跳变。
7运行过程中若出现偶然事件要求快速停车时能给出大于额定转矩的制动力矩这时会有较大的能量馈送给变频器。
8停车状态下能给出大于额定转矩的制动力矩防止重车下滑。
2.2变频调速改造方案
此次改造的提升机为TKD型单绳缠绕式矿井提升机原系统配置为2m滚筒采用单钩式矿井为竖井井深400m提升重量为10吨 电机为380V/200KW/8级绕线转子三相异步电动机电机减速比20制动方式为液压站盘型制动器。系统改造配置为S H-ZT K-B P 操作台变频器为HB4A0515安川变频器220KW制动单元为CDBR-4220D制动电阻为16Ω/9.6KW*5个。
矿井提升机变频调速控制系统由操作台、变频系统、液压站、润滑站、安全保护和控制监视系统组成系统框图如下
变频器控制示意图
系统工作原理当司机听到开车信号时按下启动按钮 PLC控制将380V动力电源接入安川变频器。再松开液压制动闸并将主令控制器推到正向或反向 提升机开始运行。在提升过程中控制提升机运行的主速度给定S形速度曲线由PLC编程产生经过A/D转换 由模拟量输出口输出以驱动变频器工作对变频器输出频率的调整控制也可根据现场的工况需要由操作台速度控制手柄以辅助给定的方式进行控制。旋转编码器可以检测主电动机的转速并将此信号传送给可编程控制器 PLC通过该信号可以累计计算提升机的速度及行走距离监视器可以时时显示提升机速度和位置。
2.3安川H1000变频驱动优势
第一、强大的低频力矩消除了溜钩现象。
即使在上升过程中途进行了刹车在中途就可以把重物拉起来不需要把重物放到平地上重新启动启动力矩开环状态下达到0.5Hz 180%力矩。
第二、超强的系统保护功能和环境适应能力。
H1000多达30种保护功能和几十种警告功能确保系统安全稳定运行。 电网适应能力强 电网电压在380V~480V范围内变频器也能正常工作。
第三、超速限制保护功能
当绞车速度超过一定程度的时候 自动限制最高速度大大提高了安全性。
第四、车斗脱轨故障率明显降低
平稳的加速和减速避免了绞车掉道的可能性也大大减少了机械和钢绳的磨损。
第五、可靠的抱闸时序控制功能
启动的时候预先给足够的力矩再松开抱闸确保不会下溜当快要完全停机的时候但还有力矩输出的时候抱闸抱紧当发生故障或者安全回路出现问题的时候能够自动的实现机械刹车确保安全。
第六、能够和机械刹车以及安全回路完美配合使用
能够与原来的系统的安全回路兼容 同时和各种类型机械刹车完美配合最大限度地保障了整个系统的安全。
第七、 自动检测断线故障并抱闸停机。
系统能够通过运行电流检测是否处于断线状态并与机械制动进行配合使用。第八、显示相关参数和键盘拷贝
通过设置可以屏蔽不相关参数显示相关参数和键盘拷贝功能使调试更加方便快捷。
2.4新系统与原系统比较
1技术性能
变频调速属无级调速调速范围大调速精度高爬行速度易控制重物下放操作时易操作安全性能好对提升机等相关机械设备在运行和停止过程中冲击比较小。电阻调速属有级调速开环控制调速精度低爬行速度不易控制。重物下放操作时需动力制动与转子电阻配合操作全凭司机的经验和感觉很难准确控制安全性能差对提升机等相关机械设备在运行和停止过程中冲击比较大。
2间接效果
1 变频系统无需原电控调速用的交流接触器及调速电阻提高了系统的可靠性改善了操作人员的工作环境使噪音及室温降低。
2调速连续方便连续平滑调节。
3实现了软起动和软停止使运行更加平稳机械冲击小。
4启动及加速过程冲击电流小加速过程中最大电流不超过1 .3倍的额定电流提升机在重载下从低速平稳无级平滑的升至最高速没有大电流出现减小了对电网的冲击。5采用变频控制后可采用原绕线式电机不需要作任何改动。
3绞车保护
变频调速装置本身具有过压、欠压、过流、过负荷、缺相等保护 同时与操作台的数字式深度监视器配合可实现绞车过卷、过速、减速、限速等重要保护的双线制保护功能满足安全规程要求。转子串电阻调速装置内的鼓形控制器、正反向接触器通过电流大又频繁动作触点易烧损 电阻发热量大、接头多、易氧化或接触不良而发热所以维护量极大。变频调速装置采用无触点控制电机的正转、反转采用计算机控制加上变频调速装置的功率器件及控制计算机模件均采用进口产品产品质量优良可靠维护量极低。
福建省某印染公司应用我司A1000型变频器对该厂复合涂布设备进行改造经过技术改造以后工艺可控性和产品合格率明显改善生产效率和能源利用得到提高取得了可观的经济效益。
六、参数设定
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