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1．引言

礦井提升機在礦山擔負著(zhù)地下和地面之間運送人員、物料以及貨物等任務(wù)，是一個(gè)咽喉設備。在每次運行的過(guò)程中，從啟動(dòng)、加速、減速一直到爬行停車(chē)整個(gè)過(guò)程中負載不發(fā)生變化，并且運行的過(guò)程既可能是負載提升，又可能是負載下放，對電機而言就是位能性負載，并且需要四象限運行。

目前我國礦井提升機交流電控設備中仍大量沿用傳統的在繞線(xiàn)型異步電機轉子回路中接入金屬電阻，用控制器或磁力站切除電阻的方法進(jìn)行調速。這種調速方式為有級調速，在不同速度換檔切換的過(guò)程中，調速特性為跳躍式變化，不僅調速性能不好，并且對系統會(huì )產(chǎn)生較大的沖擊，對機械設備特別是減速器十分不利。另外，在電機運行在再生制動(dòng)區域時(shí)，所產(chǎn)生的大量能量都不得不人為地消耗在轉子電阻上，對能源而言是極大的浪費。

近年來(lái)，隨著(zhù)我國自動(dòng)化技術(shù)的提高，變頻器在各行各業(yè)中得到了大量而廣泛的應用，變頻器用于礦井提升機負載也日益增多，本文介紹海利普變頻器應用于某煤礦提升機改造的案例。

2．HLP變頻器介紹

HLP-A采用新型 IGBT 為主控器件，全數字化設計，以高可靠性、易操作、高性能為設計目標，用于鼠籠式電機或繞線(xiàn)式轉子串電阻電機控制，既可用于新礦井安裝，也可用于老礦井改造。主要特性如下：
•功率范圍：0.4KW～22KW（單、三相220V）；
0.75KW～450KW（三相380V）；
•以大規模電機控制IC＋IGBT為核心，具有多種保護功能，整機可靠性高；
•對進(jìn)線(xiàn)電壓適應性強，波動(dòng)可達±20%,特別適用于電網(wǎng)質(zhì)量較差的國家與地區；
•軟件功能強大，內置有多種控制方式，廣泛適應各種工業(yè)場(chǎng)合的控制需求；
•內置PID調節器，可方便地構成閉環(huán)控制系統；
•內置簡(jiǎn)易PLC，具有牽升、擾動(dòng)、多段速控制、程序運行等多種功能；
•高輸出扭矩，1HZ時(shí)可達150%；頻率解析度高達0.01HZ；
•過(guò)載能力強，150% （1分鐘），200% （2ms）；
•具有良好的通訊制界面，極易組成集中控制系統；

3．HLP變頻器在礦井提升設備上的應用

電機為130KW/380V 4對極繞線(xiàn)型異步電機，額定電流250A，減速箱傳動(dòng)比為20:1。轎廂凈重750Kg，最大載重量2000Kg，豎井高度300米。原系統采用轉子串接電阻分級調速，上行下行調速過(guò)程人工操作，能源浪費嚴重，乘車(chē)舒適性差。經(jīng)過(guò)變頻改造采用海利普HLPA018543B型變頻器和PLC構成調速系統。新的系統調速結構如下圖所示：

用戶(hù)按上行按鈕則變頻器正轉牽引轎廂上行，按下行按鈕則變頻器反轉牽引轎廂下行。行程開(kāi)關(guān)分別安裝在豎井20m、50m、250m和280m處，作速度切換之用。編碼器用于檢測轎廂速度，防止超速。故障端子用于輸入越頂等故障信號，用來(lái)控制抱閘器起保護作用。

系統工作流程如下：

上行：變頻器正轉啟動(dòng)信號――》5Hz時(shí)發(fā)出松閘信號――》抱閘器松開(kāi)―－》運行到行程開(kāi)關(guān)4發(fā)中速信號―－》運行到行程開(kāi)關(guān)3發(fā)高速信號―－》運行到行程開(kāi)關(guān)2發(fā)中速信號―－》運行到行程開(kāi)關(guān)1發(fā)停車(chē)信號――》5Hz時(shí)發(fā)出抱閘信號――》變頻器停止運行。

下行：變頻器正轉啟動(dòng)信號――》延時(shí)5S發(fā)出松閘信號同時(shí)發(fā)反轉信號――》抱閘器松開(kāi)―－》運行到行程開(kāi)關(guān)1發(fā)中速信號―－》運行到行程開(kāi)關(guān)2發(fā)高速信號―－》運行到行程開(kāi)關(guān)3發(fā)中速信號―－》運行到行程開(kāi)關(guān)4發(fā)停車(chē)信號――》5Hz時(shí)發(fā)出抱閘信號――》變頻器停止運行。

變頻器參數設置如下表：



表1 參數設置


值得注意的是下行開(kāi)始時(shí)先發(fā)正轉信號，目的是消除減速箱傳動(dòng)齒輪的間隙，否則下行時(shí)轎廂會(huì )出現下墜現象。

4．結論

經(jīng)過(guò)現場(chǎng)運行觀(guān)察，系統運行非常平穩，達到了設計要求，說(shuō)明HLP-A型變頻器完全可以適用于礦井提升機。