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四象限高压变频提升机电控装置

  • 四象限高压变频提升机电控装置
规格型号:四象限高压变频提升机电控装置
上市时间:2008-8-8
参考价格:价格面议
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联 系 人:付合营
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1. 概述
    矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械,是矿井生产的咽喉,其运行安全性直接影响着矿井的生产能力和人员、设备的安全。我国现有的提升机点控装置大多为老式TKD型提升机电控装置,在使用过程中,经常出现安全故障,由于电机调速采用转子串电阻的调速方式,所以在提升机运行的加速段、减速段大量的电能消耗在铸铁电阻上,造成了能源的极大浪费,对此国家能源局已经有明确的要求替换老式的TKD电控装置,鼓励采用变频电控装置,所以目前具有很大的市场需求。
    本公司生产的ZCBPJ型矿用防爆变频提升机电控装置适用于交流绕线式异步电动机传动的单绳缠绕式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机,可以与新安装的提升机配套,也适合对提升机老电控的技术改造。
2. 主要实现的功能
    a、各种功能及故障显示
       a1 提升速度显示0~99.99 m/s;
       a2 深度指示显示0~999.99 m;
       a3 制动油压显示0~9.99 MPa;
       a4 液压站工作显示;
       a5 调绳指示;
       a6 调绳离合器状态指示;
       a7 方向指示;
       a8 提升信号指示; 
       a9 检修显示;
       a10 过卷显示;
       a11 深度指示器失效显示;
       a12 弹簧疲劳显示;
       a13 变频器故障;
       a14 闸瓦磨损;
       a15 主回路断电显示;
       a16 测速断路显示;
       a17 等速超速显示;
       a18 错向显示;
       a19 液压压力过高显示;
       a20 液压油温超高显示;
       a21 松绳显示;
       a22 安全回路故障显示;
    b、各种保护功能
       主要包括通过硬件和软件设置的有关提升机联锁保护的各种重故障点发生重故障时,具有对故障种类记忆功能。排除故障后,用故障复位按钮复位。安全保护由以下几个部分组成:
       b1 主令控制器手柄零位联锁
       b2 工作闸制动手柄联锁限位开关
       b3 测速断线保护
       b4 主回路掉电保护
       b5 制动油压过高保护
       b6 错向保护
       b7 等速超速
       b8 PLC输出安全制动继电器
       b9 减速过速保护
       b10 过卷开关
       b11 过卷复位开关
       b12 断轴保护
       b13 弹簧疲劳,闸瓦磨损开关
       b14 松绳保护
       b15 制动电源保护
       b16 调绳联锁
   ◆ 系统的保护及联锁
     1).安全制动时首先切除电动机回路电源,先进行必要的电气制动,工作闸继电器及制动油泵等控制回路断电,安全制动阀断电,同时结合二级制动阀的状态,实现提升机一级或二级制动。
     2).提升机正反向换向继电器具有电气联锁。电气联锁是通过正向继电器线圈回路中串接了反向继电器常闭触点或反向继电器线圈回路中串接正向继电器常闭触点来实现的,保证了当一个方向继电器通电时,另一个方向继电器不能得电。
     3).当提升过程中发生润滑油压力过高、过低;润滑站滤油器堵塞或油温高等故障时,电控系统允许本次提升完毕。当故障解除后才允许进行下次提升。
     4).当提升机因故障中途停车而而提升容器位于减速段内时,排除故障点后允许按上次选择的方向开车,并且只能以低速开车;若提升容器不在减速段内且系统恢复正常时,井口发出开车信号后,允许司机高速开车。
     5).停电时,由PLC保证提升机能实现二级制动并作好提升机的后备保护。
   ◆ 方向选择
      主要作用是确定本次开车的预选方向。提升方向的选择是以主提升容器运行的方向为准,主提升容器向上运行为正向,向下为反向。就提升机控制工艺来说,方向选择有以下两种形式:
      1).手动选向:提升容器停在中间位置时,司机人为手动选择方向。
      2).自动选向:提升容器停在停车位置时,系统自动确定下次开车方向。
   ◆ 开车方向
      提升机的起动和运行操作由开车方向决定。
      在开车方向回路中包含如下联锁(以正向开车为例):
      1).安全回路吸合
      2).上次开车没有上过卷
      3).方向选择为正向
      4).信号工把信号发送到车房
      5).各辅机已起动
      6).司机将主令手柄推向正向开车位置
      7).其它各种联锁正常
   ◆ 可调闸控制
      在正常工作状态下,可调闸控制用于保证司机根据需要随时调整工作制动油压以调整制动器的制动力,达到控制提升机速度的目的。当提升容器处于减速段时,可调闸限速控制自动投入以保证提升机安全减速。
      可调闸的控制主要由两部分组成:一是可调闸逻辑控制,确定是否敞闸;二是可调闸油压值控制,确定敞闸的大小。这里可调闸的控制和起动电机的控制有一个配合关系。有两方面的含义:一是轻负荷提升,为了避免起动时有较大的电流冲击,应考虑先敞闸后起动电机,或敞闸和起动电机同时进行;二是重负荷提升时,为了避免起车时的下坠现象,应考虑先起动电机后敞闸。为了取得满意的效果,需要根据现场具体情况而定。
    可调闸逻辑控制中主要包括了如下逻辑条件:
    1).安全回路信号。保证只有当安全回路吸合后,闸才能松开。
    2).制动手柄松闸信号。保证只有当司机将制动手柄推向松闸的位置时,闸才能松开。
    3).开车信号联锁。保证只有当信号系统发出开车信号且系统开车前准备工作完毕后,工作闸方可松开。
    4).给定方向联锁。主要目的是为了保证到停车点时自动抱闸。
    当上述条件都满足后,允许松闸逻辑结果为“1”。而松闸的大小还要取决于闸给定的大小。当松闸逻辑结果为“1”时,PLC读入可调闸给定信号,并把这个信号整理后通过模拟量输出口送出进行功率放大以带动可调闸线圈控制工作油压大小;当松闸逻辑为“0”时,可调闸给定信号不起作用,直接对模拟量输出口赋零,使工作油压降为零。
    当提升容器处于减速段时,可调闸限速控制自动投入以保证安全减速。此时,松闸的大小除了要取决于闸给定外,还跟限速给定有关。
    ◆二级制动控制
    二级制动是指提升机发生事故进行紧急制动时,使制动油压很快降到预先调定的某一数值,经过延时后,制动器的油压迅速回到零,使提升系统处于全制动状态,即停车状态。当提升容器接近井口(或井底)某一位置时,若发生安全事故提升机只能实行一级制动,使制动器的油压迅速回到零,提升系统立即处于全制动状态。解除二级制动是根据提升容器的位置而定的。二级制动解除距离可以通过调整井筒开关位置而定。
    ◆位置闭环控制
    根据提升机控制工艺要求,我们在PLC操作系统中应用了位置闭环控制技术,组成了一个完整的提升机过程控制网络,实现对矿井提升机的运行过程控制、安全联锁保护和上位机监视功能,提高提升机电控系统的系统化、自动化、智能化控制水平。
    位置闭环控制主要是指提升机数字式深度控制。
    提升机数字式深度控制的功能与机械式监控器类似,主要是指示提升容器在井筒中的实际位置,并根据容器位置发出相应的控制指令。其优点是指示精度高、控制水平多,调整方便,可靠性高。
    数字式深度控制系统主要由如下各部分组成:
    1).位置检测传感元件----光电编码器;
    2).高速计数模块(或PLC内部高速计数器);
    3).位置计数校正元件----井筒开关;
    4).深度显示部件----数字式深度指示器;
3. 系统的节电效果
      通常情况下,煤矿用电机在设计过程中放的裕量比较大,工作时绝大部分不能满载运行,电机工作于额定电压、额定速度而负载经常很小,也有部分时间空载运行。由电机设计和运行特性知道,电机只有在接近满载时才是效率最高、功率因数最佳,轻载时降低,造成不必要的电能损失。这是因为当轻载时,定子电流有功分量很小,主要是励磁的无功分量,因此功率因数很低。采用防爆变频器驱动后,在整个过程中功率因数达0.9以上,大大节省了无功功率。据统计,全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的,由于考虑起动、过载、安全系统等原因,高效的电动机经常在低效状态下运行,采用变频器对交流异步电动机进行调速控制,可使电动机重新回到高效的运行状态,这样就可以节省大量的电能。电控装置在加速段、减速段和爬行段电机在0-50Hz的范围内运行,比原来的工频运行节电效果显著;减速段时,由于罐笼的惯性时电机工作在第四象限,通过回馈制动单元产生的电能直接回馈到电网,总的来讲,系统的计算节电在30%~40%之间,最低节能效果应该在30%以上。
4、高压变频器简介
        高压变频器采用交-直-交直接高压(高-高)方式,主电路开关元件为 IGBT。由于IGBT 耐压所限,无法直接逆变输出 6kV、10kV,又因开关频率高、均压难度大等技术难题无法完成直接串联。HIVERT 变频器采用功率单元串联,叠波升压,充分利用常压变频器的成熟技术,因而具有很高的可靠性。
        隔离变压器(以下简称主变压器)采用干式结构,强迫风冷。变压器原边为 Y 型接法,直接与高压相连。 副边绕组数量依变频器电压等级及结构而定,3kV 系列为 9 个,6kV 系列为 15(18)个,10kV 系列为27 个,延边三角形接法,绕组间的相位差由下式计算:
                          60°
移相角度 = ——————— 
                    每相单元数量
       为每个功率单元提供三相电源输入。 由于为功率单元提供电源的变压器副边绕组间有一定的相位差,从而消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流,所以 HIVERT变频器输入电流的总谐波含量(THD)远小于国家标准 5%的要求,并且能保持接近 1 的输入功率因数。
6000V两相限主电路图(四象限变频比两象限每相多一个功率单元)
        变频器输出是将多个三相输入、 单相输出的低压功率单元的输出串联叠波得到。 如额定输出 690VAC功率单元五个串联时产生 3450V 相电压。
        三相输出 Y接,中性点悬浮,得到驱动电机所需的可变频三相高压电源。图1为6kV 和10kV 变频器系列的电压叠加示意图。
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企业名称:唐山智诚电气有限公司
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联系地址:唐山市开平区开越路168号
唐山智诚电气有限公司是矿山自动化产品的专业生产厂家。公司座落于唐山市开平区开越路168号,占地50余亩,是河北省软件企业、高新技术企业,并通过ISO9001质量体系认证。注册资金为1230万元人民币,现有员工200人。公司具有雄厚的技术实力,完善的测试手段,全方位的质量保证体系,具有丰富的生产、安装、调试经验和正规的售后服务队伍。产品均取得了《防爆合格证》、《矿用合格证》、《煤安证》、《生产许可证》以及一个发明专利和四个实用新型专利证书。
本公司的主导产品有:QJR-400/1140(660)矿用隔爆兼本安型真空交流软起动器;KXT25型矿用提升信号装置;PLC主井提升信号及主井自动定量装卸载综合控制系统;PLC副井提升信号及操车电控综合控制系统;KJH107型煤矿井口操车监控装置;ZCTKD型变频提升机电控装置;变频节能装置;BPJ矿用隔爆兼本安型变频器;KHP146型煤矿用带式输送机保护装置;皮带集控;轨道运输集控系统;地面选矸PLC集中监控系统;洗煤厂集中监测监控系统;矿井综合自动化设备;各类传感器等等。
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