蓝海华腾变频器矿井提升改造案例

1、矿井提升机改造案例一、传统矿井提升机的缺点传统的矿井提升机一般采用转子回路串接电阻,使用接触器的断开和闭合来实现电动机的分级调速,这种控制方式具有如下明显缺点:串电阻调速属于有极调速,启动冲击大,并且在速度的切换中存在速度的跃变,容易掉道,危险度高,严重影响生产效率以及人的生命财产安全,特别当运输人的时候。使用串电阻调速严重的浪费电能在电阻上,速度越低浪费越严重;当下放物体过程中,电机处于发电状态,更加严重的浪费了能量。转子串电阻调速控制,故障率高,维护工作量大,由于使用接触器串电阻调速,调速的过程中频繁投切导致接触器经常损坏,导致调速失灵,存在安全隐患,并且增加了维护工作量。稳定性差,速度随

2、着负载的变化而变化。启动力矩不够,特别是在斜坡中停机无法再启动,需要把物料下放到平稳的地方再启动,严重的影响了生产效率。二、蓝海华腾变频器矿井提升机控制一体化方案,对电机进行驱动具有明显的优点采用先进的DSP芯片和优良的矢量控制,使提升机所需功率和变频器输出功率匹配;启动电流小,启动速度平稳无冲击,大大的减少了掉道现象;可靠性高,变频器具有完善的保护功能,如过流过压过载短路等保护功能;维护工作量低。没有和传统方案一样需经常更换接触器,大大降低维护成本;调速范围广。属于无极调速,加减速过程中电机控制平稳,调速时候手感柔和,高了系统的可靠性,同时没有串电阻的发热,大大改善了操作人员的工作环境。节能

3、空间大。当矿井提升机处于提升状态时,节约的能量和转速成正比;当处于下放状态时,电机处于发电状态,如果采用能量回馈单元,节约的能量不仅和转速成正比,而且还加上回馈的能量;而且具有运输人和物的自动切换功能,运输人的时候能够自动限制最高速度,使运输人的时候更加的安全,更加的舒适;能够和机械刹车以及安全回路完美配合使用,当使用机械刹车时候变频器不会出现过载过流等现象,而且当出现紧急情况或者停电的状态下,能够自动实现机械刹车,最大限度的保障了安全;大大提高了生产效率,稳定性高,速度不随负载的变化而有变化;可以消除溜钩现象,即使在上升过程中中途进行了机械刹车,不需要把重物放到平地上重新启动,在中途就可以把

4、重物拉起来而不下溜;上升和下降过程互锁,不容易出现操作失误;高速时候不能够随便改变运转方向,防止运行过程中误打信号灯而导致变频器自动停机或者反转;不改变原有操作习惯;支持工频和变频的切换功能;操作面板具有参数拷贝功能,大大的降低了调试和维护的工作量。三、关于绞车的制动抱闸关于绞车的制动问题:1.1、制动单元的“+”“”端子接变频器的“+”和“”端子1.2、制动单元的制动电阻端子接制动电阻注意:绞车的负载比较重,制动单元和制动电阻的选型应当足够大。关于回馈装置,安装方式参考回馈单元说明书。推荐使用制动单元,性价比较高。安全回路的抱闸问题:矿山是个非常讲究安全的地方,一定需要机械抱闸的配合,要确保

5、在任何异常状态下,机械刹车能够完全的刹住车,比如出现紧急情况时候,当变频器出现故障的时候,当忽然停电的时候,等等,都必须确保机械刹车能够完全的进行抱闸;当变频器处于停机状态下或者变频器在几乎没有速度的的情况下,不具有抱闸功能的,需要机械的进行抱闸;变频器具有的各项保护功能,比如过流过压过载欠压保护等,当出现故障的时候,变频器是马上对电机停止输出的,所以此时也是需要机械进行抱闸保护;由上可知,整套系统必须要以上的安全保护功能。正常的绞车都应该具有以上的功能集成在绞车的安全回路当中。当安全回路出现问题的时候,马上进行机械抱闸并且马上输出开关信号禁止变频器运行,此开关接到变频器的X端子上,功能设置为

6、22:变频器运行禁止。手动机械刹车的问题:平时行车过程中变频器和绞车的抱闸配合方法为:在机械刹车的中间位置安装一个接触器,当抱闸动作的时候,输出一个信号给变频器,此功能设置为21:外部中断触点输入,(假如设置为X4,最好是当抱闸松开一半(抱紧一半的时候输出一个信号给变频器。如果当前状态为停止状态,此时绞车的抱闸在抱紧,此时启动变频器,此时慢慢松开抱闸,当松开还没有到一半的时候,上面设置X4端子应当为闭合状态,变频器虽然运行,但是处于封锁输出状态,输出频率为零;当松开到一半的时候,上面设置X4端子为断开状态,此时旋动电位器给一点速度,变频器开始运行,当听到电机有响声的时候,说明此时变频器的力矩已

7、经充分建立起来,然后继续慢慢松开,此时旋动电位器,电机速度可以慢慢上升。绞车在运行当中,准备以机械刹车制动绞车,此时可以先慢慢的减速下来,到一定程度的时候,慢慢拉紧机械抱闸,当机械抱闸到一半的时候,此时上面设置的21号功能端子闭合,此时变频器封锁输出,机械刹车把绞车刹车住,即可停机。四、注意 目前变频器适用于无瓦斯及煤尘爆炸的环境、无显著振动和冲击的环境、环境湿度: 90%, 无水珠凝结、供电电压:AC380V50Hz ,若需要防爆,请选择蓝海华腾防爆系列变频器。在矿山生产中,一定要确保安全的保护装置的可用性,比如随时检查刹车系统是否完好,闸的间隙是否正常,方向是否互锁等; 电磁机械安全抱闸与

8、变频器运行电气互锁,电磁铁得电后,变频器才可以启动,变频器故障后,安全闸抱紧。 变频器正/反切换开关与手动抱闸电气互锁,当手动抱闸没有松开之前,变频器不能接收启动信号。 手动抱闸电气互锁与调速电位器电气互锁,当电位器调到0V 对应5Hz 运行时,手动抱闸一但回位,变频器马上零速输出,同时停掉变频器。 从安全性方面考虑,变频器功率应需要大于电机额定功率。比如,如果电机为220KW ,选择的变频器应该至少为280KW ,此外,需要加上能耗制动单元或者回馈制动单元;煤矿是一个非常讲究安全的地方,需要和机械抱闸以及安全回路等完全配合。五、改造案例1:某市龙头煤矿大型绞车改造(180kW 变频器主回路和

9、控制回路接线图(此处没画出AI2的接线图:+1+2-主回路R/L1S/L2T/L3电源接地电机接地U/T1V/T2W/T3M三相交流电源断路器接触器直流电抗器制动单元+24V PLCX1X2X3X4X5X6X7COMAI1GND控制回路电机正转反转故障复位抱闸信号安全回路人车切换快速停车+10V 10k AO1AO2Gnd Gnd+24V Y1Y2RA RC电压输出电流输出故障输出运行指示停机指示图1 变频器接线图工频变频系统切换原理图和切换方法:变频控制系统AC380VM绞车串电阻调速变频调速短接转子图2 工变频切换方法使用变频时,请把电源开关接到变频器输入电源R 、S 、T ,同时把电机线

10、U 、V 、W 接至变频器电机输出端U 、V 、W ,还需要把电机的转子电路短接;使用工频时,把开关电源接到原来的操作系统中,另外需要把电机线U 、V 、W 接到工频电源,此外还需要把转子线接到原来的串电阻回路中。 调试方法和步骤: 1、根据电机铭牌输入参数:P0.11:最大频率,根据现场需求设置;P0.13: 频率上限,根据现场需求设置,此值可以和P0.11设置相同; P0.12:最大输出电压,请根据电机铭牌设置;P0.15:基本运行频率,请根据电机铭牌设置;P9.00:负载类型,请设置0,代表重载;P9.01:电机极数,请根据电机铭牌设置;P9.02:电机额定转速,请根据电机铭牌设置;P9

11、.03:电机额定功率,请根据电机铭牌设置;P9.04:电机额定电流,请根据电机铭牌设置;2、设置P9.15=1进行电机静止自整定,自整定完毕后将会自动停机;3、接电位器到在10V、AI1和GND之间,然后设置P0.04=1:通过AI1给定频率P0.06=1:端子控制P3.09=0,允许反转P6.00=4410,AI1和AI2用曲线修正,运输人的时候,切换电位器限制速度P6.02=2,P6.05=2,P6.08=25;4、设置多功能输入端子功能:P5.00=2:X1=正转P5.01=3:X2=反转P5.02=20:X3=故障复位P5.03=21:X4=外部中断触点输入,接机械抱闸信号P5.04=

12、22,X5=变频器运行禁止,接安全回路P5.05=55,X6=人车信号切换,在AI2端再接一个电位器,再运输物需要加快速度时候可以切换频率源;P5.06=26,X7=最快速停车;5、设置多功能输出端子:P7.00=00:Y1=变频器运行中信号P7.01=15:Y2=变频器告警信号P7.02=14:继电器=变频器故障信号6、接模拟量输出端子:P7.03=53:AO1=变频器输出电压P7.04=50:AO2=变频器输出电流六、改造案例2:某市某煤矿中型绞车改造(95kW,55kW变频器主回路和控制回路接线图: 图3 变频器接线图参数设置:1、电机参数设置:P9.01=*,电机极数,请根据电机铭牌设

13、置P9.02=*,电机转速,请根据电机铭牌设置P9.03=*,电机功率,请根据电机铭牌设置P9.04=*,电机额定电流,请根据电机铭牌设置P9.15=1,按后按RUN键进行参数的自整定2、功能参数设置:P0.04=1、模拟量给定频率P0.06=1、端子控制运行命令P0.08=50、加速时间(根据实际情况设置P0.09=15、减速时间(根据实际情况设置P2.00=3、键盘锁功能P3.03=2、起动频率P3.04=0.5、起动频率保持时间P3.09=0、允许反转P5.00=2、端子正转运行P5.01=3、端子反转运行P5.02=20、故障复位输入P5.03=24、端子自由停机P5.04=22、变频

14、器禁止运行P5.05=26、快速停机P5.06=52、主频率源切至数字P6.00=4440、模拟量修正P6.02=5Hz、模拟量0V对应5HzP7.00=14、输出变频故障P7.02=0、变频器运行中信号P9.18=20、电机过载保护时间PA.09=1、能耗制动已启动改造前现场情况:此煤矿有两台单向式28度斜坡提升绞车,部件分别有:电机功率90KW一和55KW各一台、滚轮、减速箱、手动机械抱闸、电磁机械安全抱闸、过卷保护限位开关、正/反五档电阻调速箱。改造后现场情况:原有部件分别有:电机功率90KW一和55KW各一台、滚轮、减速箱、手动机械抱闸、电磁机械安全抱闸、过卷保护限位开关、正/反五档电

15、阻调速箱。不干涉原有操作系统,后增加配件:变频器、制动单元、制动电阻、电抗器、电位器、中间继电器、按钮、指示灯、三档开关、行程限位开关。说明:1、电位器:绞车速度调节。2、中间继电器:绞车动行中/停止中输出指示灯电源,变频器故障输出指示,变频器故障后安全抱闸。3、按钮:变频器故障复位/快速停机。4、指示灯:变频器故障指示。5、三档开关:变频器正转/停止/反转切换。6、行程限位开关:手动抱闸回位时,给变频器端子自由停机,反之给变频器启动信号。绞车变频器调试中出现的问题:调试的那天上午在主井口,安装90KW绞车的变频器功能控制线,控制线路与辅井绞车完全一样,原理是:“变频器启动后,电位器可以调到0Hz运行,配合手动抱闸,不让变频过载,也不让绞车的车斗在半坡启动/停机时出现下滑现象”。下午试放人车下井和上井,人车重大概两吨,变频器没有出现问题。然后,回到辅井口试55KW的拖重载,在井下来回试车时,车斗装满重大概三吨,这时出现了车斗下滑和变频过载故障。分析、总结,问题都出在手动抱闸的