矿井提升机变频调速改造

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时 间 与 系统 的运 行 速度 、 加 速 度 及 斜 井 的 深 度 有 关 ，各 段加 速度 的大小 根据 工艺 情 况确 定 ，运 行 的
但重车的减速时间较短 ，电机仍会处于再生状态 ， 工作 于第 二象 限 。 当另一 列重 车上 行时 ，电机处 于 反 向 电动 状 态 ，工 作 在第 三 象 限 和第 四象 限 。另 外 ，有 占总运 行 时 问 １ ０％ 的时 候单 独 运 送 工具 或
主触 头易 氧化 ，引发设 备故 障 。另 外 ，提 升机 在减
速和爬行阶段 的速度控制性能较差 ，经常会造成停 车位 置不 准确 。提升 机频繁 的启 动调 速和 制 动 ，在 转 子外 电路所 串电阻 上产生 相 当 大 的功耗 。这 种交 流 绕 线式 电机 串电阻 调速 系统 属 于有 级调 速 ，调速
（ ）第 四阶段 ：重车以变频器频率为 ｆ 的最 ４
大速度 稳定运 行 ，这段过 程最 长 。
矩较大 ，选用变频器时适当地 留有余量。由于提升 机 电机绝 大部 分 时 间都处 于 电动状 态 ，仅在 少数 时 间有 再生 能量 产 生 ，变 频 器接 入一 制动 单元 和制 动 电阻，就可以满足重车下行时的再生制动 ，实现平
Ｗ ＡＮＧ ａ — ｏ ｇ Ｈ ｉｙｎ
１ 概 况 目前 ，大 多 数 中 、小 型 矿 井 采 用 斜 井 绞 车 提
升 ，传统斜井提升机普遍采用交流绕线式 电机 串电 阻调 速 系统 。这种 控 制系 统 由于 调速 过程 中交 流 接 触 器 动作 频 繁 ，设 备 运行 的 时间 较长 ，交 流接 触 器
速 技术 对提 升机 进行 了改造 。
关键 词 ：提 升机 ；变频 ；改造 中图分 类号 ：Ｔ ５４ Ｄ ３ 文献标 识 码 ：Ｂ 文章 编号 ：１０ — ０ ３（００ ０－ ０ ３ ０ ０７ １８ ２ １ ） ２ ０４ － ２
Ｔ ａ ｓｏ ｍ ｆ ｏ ｖ ｒ ｉｎ ｓ ｅ ｄ ｇ ｖ ｒ ｉ ｇｆｒｍｉ ｅｌ ｔ ｃ ｉ ｅ ｒ ｎ ｆｒ ｏ ｎ ｅ ｓｏ ｐ ｅ ｏ ｅ ｎ ｎ ｆ ｍａ ｈ ｎ ｃ ｎ ｏ ｉ
位置。
机械制动需要保 留，并在设计过程中对液压机械制 动 和变频 器 的制 动加 以整 合 。矿 井提 升 机变 频调 速
方案 如 图 １ 示 ： 所
３ 方案 实施
斜井提升负载是典型的摩檫性负载 ，即恒转矩
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特性 负载 。重 车 上行 时 ，电机 的 电磁转 矩必 须 克服 负 载 阻转 矩 ，启 动 时还 要 克服 一 定 的静 摩 擦力 矩 ， 电机 处 于 电动工 作状 态 ，且 工 作于 第一 象 限 。在 重 车减 速 时 ，虽 然重 车在 斜井 面上 有 一 向下 的分 力 ，
过渡 段 ，加 速 时间 内设 备 如果 没有 问题 ，立 即再
加 速到 正 常运行速 度 。
下仅 占总运行时间 的 ｌ ％ ，为此 ，选用价格低廉 Ｏ 的能耗制动单元加能耗 电阻的制动方案。
提升 机 的负 载特性 为恒 转 矩位 能负 载 ，启动 力
（ ３）第 三 阶段 ：再 加速段 。
的平 滑 性 差 ；低 速 时机 械 特性 较 软 ，静差 率 较 大 ； 电阻上 消耗 的转差 功率 大 ，节 能较 差 ；启 动过 程 和 调 速 换 挡 过程 中 电流 冲 击 大 ；中高 速 运 行震 动 大 ，
安 全性 较差 。
图 １ 矿井 提 升机 变频 调 速 方案
考 虑 到绕 线 式 电 动 机 比 鼠笼 式 电 动 机 的 力 矩 大 ，且过 载 能力 强 ，所 以 ，仍 用原 来 的 ４极 ５ Ｗ ５ｋ 绕 线式 电机 ，在 用变 频器 驱 动 时需 将转 子 ３ 引 出 根 线 短接 。提升机 在 运行过 程 中 ，井 下 和井 口必 须 用
车从井 底开始 上行 ，空 车 同时在 井 口车 场位 置 开始 下行。
（ ２）第 二 阶段 ：重 车启 动 后 ，加 速 到 变 频 器 的频率 为 ｆ速度运 行 ，中速 运行 的 时间较 短 ，只是 ２
一
制动 。用 能耗 制 动方 式必将 消耗 大 量 的电能 ；用 回 馈制 动方 式 ，可 节省这 部分 电能 。但是 ，回馈制 动 单元 的 价格较 高 ，考 虑到 单独 运送 工具 或器 材到 井
器材 到井 下 时 ，电机纯 粹处 于第 二 或第 四象 限 ，此
时 电机长 时 间处 于再 生发 电状 态 ，需要 进行 有效 的
时间由操作工人根据现场的状况 自定。各个阶段的 工作情 况说 明如下 ： （ １）第 一 阶段 ： 串车车 厢 在 井底 工 作 面装 满 煤 后 ，发一个 联络 信号 给井 口提 升机 操作 工 人 ，操 作工人 在 回复一个 信号 到井底 ，然后 开 机提 升 。重
信号进行联络 ，信号未经确认 ，提升机不 能运行 。 为显示 运行 时车厢 的位 置 ，使 用 Ｅ Ｃ 一 Ｓ Ｃ４Ｐ ６ ３ Ｃ ５ ０ 旋转编码器。在操作台上 ，用 Ｓ ＷＰ—Ａ Ｃ系列智能
型交流 电压 ／ 电流数字仪表显示交流提升次数和车厢的
２ 改造 方案
为克服传统交流绕线式电机 串电阻调速系统的 缺点 ， 采用变频调速技术改造提升机 ，可以实现全 频率 （ ～ ０ ｚ ０ ５ ）范围 内的恒转矩控制 。对再生 Ｈ 能量 的处 理 ，可 采用 价格 低廉 的能耗 制 动方 案或 节
能更 加显 著 的 回馈制 动方 案 。 为安全 性 考虑 ，液 压
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矿井提升机变频调速改造
王 海 泳
（ 开滦集团 设备管理 中心 ，河北 唐山 ０３０ ） ６６０
摘 要 ：矿 井提 升机 是煤 矿 生产 过 程 中的重要 设备 。提 升机 的安全 、可 靠运 行 直接 关 系到 企 业 的 生产 状况 和 经 济效 益 ，为克 服传 统交 流绕 线 式 电机 串 电阻调 速 系统 的缺 点 ，采用 变 频 调