• 官方微信

    CA800二维码微平台 大视野

  • 工控头条

    CA800二维码工控头条App

当前位置:自动化网>自动化文库>应用案例>赫尔克 变频器在煤矿斜井绞车系统中的应用

赫尔克 变频器在煤矿斜井绞车系统中的应用

发布时间:2011-05-28 来源:中国自动化网 类型:应用案例 人浏览
分享到:
关键字:

斜井绞车系统

导读:

2005 年10月铜川某建安公司与我公司签订了关于开发“用于煤矿斜井绞车系统的变频器操控柜”的协议。随后,我公司派技术人员前往煤矿实际考察,了解了绞车系统的工作原理,并对现场工作环境和工作条件做了深入调查。...

2005 年10月铜川某建安公司与我公司签订了关于开发“用于煤矿斜井绞车系统的变频器操控柜”的协议。随后,我公司派技术人员前往煤矿实际考察,了解了绞车系统的工作原理,并对现场工作环境和工作条件做了深入调查。之后,我们在通用变频器的基础上,针对煤矿的特殊用途和环境条件,开发出了“HCM1126型煤矿斜井绞车变频操控系统”。2005年12月,产品在现场进行了试运行,效果理想。在此,奉献出来与广大顾客朋友共享。

一.原绞车系统简介

系统组成
    该系统为单筒单绳式提升,系统包括: 1.2米绞车、车斗、75KW绕线式电机、电磁抱闸装置、电源柜、可控硅控制柜、电阻箱、启动装置、操作台等。其中,电磁抱闸装置在失电状态下将处于完全抱紧(制动)状态。

    绞车拖动6节车斗,用于装运原煤。车斗运行最大坡度为25°,具体路线轨迹如图1所示。单程运行总长度为160米。

1. 系统主要参数

    额定转速965转/分,绳速1.3m/s(最大2m/s);6节车斗,每车自重500Kg,满载时装煤600Kg,钢丝绳直径φ18.5mm;路轨总长160米,最大斜度为25°。 

2.原系统优缺点

    原系统的优点主要表现在机械抱闸(制动)方面。该抱闸装置设计简洁巧妙,可靠性高,在长期使用中性能稳定,并且操作简单,便于连接系统。

    原系统的主要缺点表现在调速方式落后,整个电控系统环节较多、烦锁庞大,控制相当复杂,发生故障的几率很多,尤其是可控硅斩波环节本身的故障率很高,增加了系统维护的压力;并且,调速时大量的电能将消耗在电阻上,浪费很多。另外,控制系统复杂、检修困难、维修成本高、调速范围小、调速不平稳、无功损耗大等,都是该系统存在的致命缺点。

二.绞车系统变频改造方案

1.试验用变频系统组成 

    通过对原绞车系统的分析,我们提出如图3所示的实用性方案。整个系统由变频器、泄放电阻柜和操作台组成,如图2所示。
    采用变频器控制后,整个电控系统连线十分简单,与原系统相比,体积和重量大幅度减小,当然,系统的调速性能更有一个质的飞跃。
    变频调速器是通过改变电动机输入电源的频率来调节电机转速的,因此调速范围很宽,可以达到0~400HZ。频率调节精度为0.01HZ,基本上实现了无级调速。所以,采用变频器后,电机可以实现真正意义上的软启动和平滑调速。并且,变频器提高了输入电源的功率因数,在基频以下为恒转矩输出,输出功率随转速变化,因此具有很好的节电效果。
    操作台有两个控制手柄,右手为调速手柄,左手柄为制动手柄。面板设置有电锁、“紧急制动”按钮、“非常制动”按钮、控制键盘等,操作使用简单直观,并考虑了矿山电控设备的操作习惯。
    变频柜和电阻柜按照矿用一般型的标准设计,泄放单元置于电阻柜内,其面板上的调节按钮可用来调节泄放速度,指示灯分别指示电源和工作状态。变频器为壁挂式结构,其功能完全按照工作需要重新设计。

2.方案简介

    图3为煤矿斜井绞车系统变频器控制方案。图中电磁抱闸机构为原系统所用,这样做主要是为保证绞车系统的安全性。泄放单元拟采用与变频器逆变单元功率模块同规格的开关件,以保证系统有足够的泄放容量;而泄放电阻则采用3~6Ω/9~12KW无感电阻,以保证系统有足够的泄放速度。
    图中由虚线框分成4个部分,1为操作台附加控制单元;2为附加安全保护;3为电磁报闸控制单元;4为泄放单元及泄放电阻。
    操作台做了重新设计,操作习惯仍旧保持原来风格。主令开关手柄改为无级调速手柄,用于动态调速;


    另加设了紧急制动按钮,当变频器发生故障注1时,系统自动输出异常信号,控制系统完全抱闸,如果自动抱闸线路出现故障而不能准确执行功能时,操作该按钮可以紧急制动;如果紧急制动也失效时,还有一级保护,即“非常制动”。“非常制动”即断开刀闸,从而切断机械抱闸系统的电源,达到最可靠的制动。此处,刀闸“B”只是功能表征,实施时可改做专用紧急按钮或继电器逻辑电路。
    自动抱闸和紧急制动抱闸时,操作台面板上的“故障抱闸”灯亮,给出灯光报警。此时,若系统未确实制动,可进行“非常制动”。
    常开触点J1为控制抱闸回路的总开关,“K”为调压器滑动触头,可调节调压器电压输出大小,从而改变抱闸力的大小。图中“C”为刀开关,手动可同时切断J2-C回路和J2继电器线圈回路,使“K”回路有效。J2-C回路从调压器输出端取出固定电压信号(其值可从实验中测得),加到抱闸系统,给系统增加一定的阻力。这只用于“空罐下配重”期间。当然,切断刀开关“C”,可取消该功能。从图中还可以看出,调压器滑动触头“K”回路串入了J2常闭触点,这就保证了J2-C回路有效时,“K”回路处于断开状态。当然,常开点J2断开时,“K”回路必然闭合。
    “&1”只表示一种逻辑关系,其输出用来控制继电器J1的线圈,起到自动制动的作用。“&1”输入的四种信号可通过检测变频器的输出电流得到。“&2”的输出用来启动弱阻尼电路,即控制J2继电器的线圈。
    图中“D”触发器用作信号锁存器,点动“紧急制动”按钮,该脉冲信号可由“D”触发器锁存,从而将“T1”、“T2”钳位在低电平,达到同时关断继电器J1和J2从而进入完全抱闸状态的目的。 
1.系统配置
    绞车系统选用75KW绕线式电机,级数为6级;绞车线速度1.3m/s(最大2m/s);上坡路线总长度138m,坡度25°(按最大计算);满载时车辆总重量6600Kg;车皮总自重3000Kg;钢丝绳直径18.5mm,按160m计算,重量约为36Kg,计算中可予以忽略。

注1:主要指变频器内部的过压、过载、过流、过热、缺相等正常保护以及死机、复位等非正常输出。失电时系统可自行保护。
a.大负载计算
    如图4所示,负载总重6600Kg,分解所得正压力为6600×cos25°=5982Kg,分解所得下滑力为 6600×sin25°=2790Kg设摩擦系数为0.1,则摩擦力为:5982×0.1=600Kg设车斗轮毂高度为1m,则阻力矩为(600+2790)×1×9.8=3390×9.8=33222Nm。
    此时,按坡长138m计算,动力所做功为(600+2790)×9.8×138=4584636J上升速度按照最大线速度2m/s计算,升到坡顶时需要运行138m,所用时间为138÷2=69s
    所以,将重车斗拖上坡顶所需功率为4584636÷69=66444W=66KW由计算可知,配置75KW电机可满足绞车系统需要。但考虑安全因素(例如路轨塞堵等),配置变频器功率应选择90KW。
b.泄放计算
    空车下放时,电机处于发电状态。空车总重3000Kg,同上计算得下放力为3000×sin25°=1268Kg
摩擦力为
3000×cos25°×0.1=272Kg
发放力功率为
1268×9.8×138÷69=24853W=25KW
摩擦力功率为
272×9.8×138÷69=24853W=5.4KW
    所以,实际下放功率为25-5.4=19.6KW≈20KW,也就是说,发电功率约为20KW。这部分能量需要被泄放装置消耗掉。设泄放阈值电压为720V,则泄放电流有效值为20000÷720≈28A,峰值为28×1.4≈40A。选择泄放模块,其额定电流必须大于40×3=120A,泄放电阻计算从略。
































本文地址:本文地址: http://www.ca800.com/apply/d_1nrutga2l1ur2_1.html

拷贝地址

上一篇:易能变频器在制糖分离机上应用

下一篇:易能无感矢量变频器在挤出机械上的应用

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与中国自动化网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容!

相关技术文章
斜井绞车系统