四象限变频绞车电控系统NEW

四象限变频绞车电控系统NEW第一页，共46页。一、公司简介河北省认证的高新技术企业专业设计制造：矿山自动化控制产品全数字提升机变频电控系统节能产品电子电力产品楼宇自控系统水管理自控系统通过了ISO9001质量体系认证通过了英国NQA质量体系认证第二页，共46页。位于唐山高新技术开发区的公司总部第三页，共46页。位于唐山市金三角的开诚集团第四页，共46页。位于深圳市的开诚电子有限公司第五页，共46页。高起点、高标准的现代化新公司第六页，共46页。

2000年2月23日朱总理亲切接见公司董事长许开成先生,并对开诚公司提出了更高的要求：“与世界接轨，为煤炭现代化服务。”第七页，共46页。变频检验设备第八页，共46页。二、系统配置序号名称型号数量备注绞车电控系统1隔爆兼本安智能变频调速装置ZJT-301套含输入电抗器2隔爆兼本安绞车控制箱KXJ-J11台3绞车本安控制显示台KXA-11台集成信号系统4本安计数器CGH-12个5井筒开关Ni40-CP80-Y12个斜井信号系统（可选）1隔爆兼本安PLC控制箱PXK-31个2水平信号箱KXA-14个第九页，共46页。第十页，共46页。一）变频调速系统串电阻调速绞车电控主电路原理图三、系统概述第十一页，共46页。串电阻调速绞车电控系统的缺点：失爆：由于电阻过热导致电阻箱变红、变形，引起失爆。安全隐患大：系统靠判断电机是否超过同步转速来确定制动电阻的投入，容易造成飞车等事故。占用空间大：防爆电阻箱需要占用大量的硐室，增加大量的开拓费用及施工周期。调速精度低：通过串电阻调速，为有级调速。无法实现保护及控制的双线制。第十二页，共46页。液压绞车电控系统：系统是由一台或两台防爆电机拖动一台或两台油泵电机，通过油泵驱动液压马达，由液压马达驱动主滚筒。该系统替代传统的串电阻调速系统主要缺点：传动效率低：液压马达传动效率比较低，一般不超过70%。故障率高：液压马达故障率较高，一般长期运行寿命不超过一年，维护时间及费用给用户带来巨大的损失。密封差：密封件质量达不到要求，易漏油。过载能力差第十三页，共46页。防爆四象限变频调速绞车电控系统主回路原理图第十四页，共46页。四象限变频调速装置解决的技术关键：⒈功率器件在隔爆箱体内的散热问题⒉绞车减速或重物下放时的制动问题⒊绞车爬行段的控制问题⒋绞车重要保护的双线制问题⒌功率因数问题⒍高次谐波问题第十五页，共46页。解决的办法：⒈选用高质量、高品位的功率器件IPM—智能功率模块(IntelligentPowerModule)⒉采用先进的真空散热技术⒊采用无速度传感器矢量控制技术⒋采用AFE的自换向变频控制新技术⒌采用双PLC系统，三种不同的速度采样源（PG1，PG2，VFD），两种不同的行程采样。6.采用PWM斩波技术第十六页，共46页。第十七页，共46页。第十八页，共46页。第十九页，共46页。二）矿用隔爆兼本质安全型绞车控制箱A、构成控制电路和保护电路；B、实现控制信号与故障信号的隔离与转换；C、形成硬件安全电路，与软件安全电路相互冗余与闭锁；D、完成工作闸、安全闸控制；E、构成应急操作回路；F、完成AC660V双回路自动切换功能；G、二级制动控制。第二十页，共46页。硬件安全电路（继电器）软件安全电路（PLC2）软件安全电路（PLC1）三条安全电路相互连锁第二十一页，共46页。第二十二页，共46页。PLC1功能分析1、完成提升机自动、手动、检修、提人、提物等运行方式的控制。完成提升机逻辑控制与中间闭锁。2、完成传动系统运行控制与速度给定。3、完成与信号系统的控制与相互闭锁。4、在PLC2故障时，PLC1可单独工作。5、完成系统内各轴编码器之间的相互监控与断线保护。6、形成硬件安全电路与软件安全电路，两者相互冗余，相互闭锁。7、实现提升机液压制动系统中工作闸与安全闸的控制。8、能对提升机的位置进行测量和数字指示。10、按照故障性质、提升系统故障分为三类：立即安全制动故障；先电气制动、后安全制动故障；完成本次开车后、不允许再次开车故障11、完成提升机机械、液压、电气等方面的故障检测、报警、保护功能。对如过卷、等速超速、减速超速等重大故障实行硬软件多重保护

第二十三页，共46页。PLC2功能分析1、实现对调速系统以行程为自变量的速度给定，完成绞车位置控制。2、自动生成位置—速度包络线曲线，完成绞车速度监控。3、能生成多个软开关点，参与控制和保护。4、与提升控制系统PLC1输出的位置信号和速度信号分别进行比较，当两者偏差过大时立即安全制动。5、形成软件安全电路，并与其他安全电路相互冗余与闭锁。6、在提升控制系统PLC1故障时，能完成有关提升控制。7、在PLC1故障时，PLC2可单独工作。

第二十四页，共46页。第二十五页，共46页。三）绞车本质安全型操作台操作台主要包含显示仪表、操作手柄、转换开关、按钮、指示灯、音响设备、数字式深度指示（包含粗指示、精指示），可对绞车的运行状态、故障信号、过程变量等进行显示和报警。对绞车进行各种操作和控制。将信号系统的车房部分集成在本操作台中。第二十六页，共46页。第二十七页，共46页。本安型计数传感器分别采集高速轴、低速轴的信号到两个PLC中，形成限速保护、断轴及过卷等保护和控制的双线制。四）本安型计数传感器第二十八页，共46页。在水城矿务局现场召开的专家鉴定会矿井提升隔爆兼本安智能变频调速控制系统第二十九页，共46页。四、系统特点一)给用户带来的效益操作安全可靠：绞车运行速度不是由司机的技术水平和操作的熟练程度决定的，而是由设备本身的速度控制曲线决定了速度，减轻了司机的心理压力。无级调速：速度从0~额定速度之间连续可调，调速精度高，调速范围宽。回馈制动：负力状态时，电动机发电运行，将制动能量反馈电网，运行安全。保护齐全：符合且高于煤安规程规定的保护，保证设备安全运行。第三十页，共46页。节约电能：回馈能量反馈电网，节电在35%以上。减少空间：没有防爆电阻箱，节约了硐室的开拓费用，减少了初期投资。基本免维护：由于调速及控制通过电气实现，因此维护量很少，节约了大量的维护费用，减少了事故所造成的停产。延长设备寿命：由于速度和制动不是通过机械来实现，而是通过电气来控制，减少系统冲击，减少闸瓦等机械磨损，延长设备使用寿命。使用IPM功率模块解决IGBT的串并联的同步触发问题，提高变频器的安全系数。第三十一页，共46页。二)采用AFE技术的四象限变频技术与其他变频技术的差别：1.能耗制动的变频绞车电控第三十二页，共46页。能耗制动的变频绞车电控系统是通过变频调速装置来达到控制提升机速度的目的，这点与采用AFE技术的四象限变频调速装置效果是一样的，原理也基本一样。在绞车处于负力状态运行时，电动机处于发电状态。尤其是单筒绞车，在上提的减速段及下放的全过程基本上都是负力运行，此时的能量在这种系统中是通过制动单元将能量消耗在防爆电阻箱上，不仅浪费大量的空间容纳电阻箱及由此增加的维护量和维护费用，更关键的是因电阻箱过热而导致的失爆问题。第三十三页，共46页。2.未采用AFE技术的回馈制动变频绞车电控第三十四页，共46页。此系统虽然也是回馈制动，但其整流侧为六脉动整流桥，为不可控整流。因此当再生能量产生时，通过回馈单元经自耦变压器回馈电网，此时回馈电网的波形接近于方波，故在回馈时对电网造成非常大的污染。而我公司基于AFE技术的四象限变频系统将网侧整流桥改为可控整流桥，即亦是由IPM功率模块构成，使得向电网回馈能量成为可能。AFE自换向技术，通过实时侦测电源电压和电流的相位，在再生能量产生时保证电压和电流的反相位，使得功率因数接近于1，解决了变频器对电网的污染问题。第三十五页，共46页。3.采用AFE技术的四象限变频绞车电控第三十六页，共46页。AFE四象限变频调速可控整流系统的功能：1、能够控制系统的直流母线电压和输入的无功电流，调整系统的功率因数；2、能够将电机反馈至系统的能量回馈到电网；第三十七页，共46页。四象限变频调速可