1．引言
礦井提升機(jī)在礦山擔(dān)負(fù)著地下和地面之間運(yùn)送人員、物料以及貨物等任務(wù)，是一個(gè)咽喉設(shè)備。在每次運(yùn)行的過程中，從啟動(dòng)、加速、減速一直到爬行停車整個(gè)過程中負(fù)載不發(fā)生變化，并且運(yùn)行的過程既可能是負(fù)載提升，又可能是負(fù)載下放，對(duì)電機(jī)而言就是位能性負(fù)載，并且需要四象限運(yùn)行。
目前我國礦井提升機(jī)交流電控設(shè)備中仍大量沿用傳統(tǒng)的在繞線型異步電機(jī)轉(zhuǎn)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(diào)速。這種調(diào)速方式為有級(jí)調(diào)速，在不同速度換檔切換的過程中，調(diào)速特性為跳躍式變化，不僅調(diào)速性能不好，并且對(duì)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊，對(duì)機(jī)械設(shè)備特別是減速器十分不利。另外，在電機(jī)運(yùn)行在再生制動(dòng)區(qū)域時(shí)，所產(chǎn)生的大量能量都不得不人為地消耗在轉(zhuǎn)子電阻上，對(duì)能源而言是極大的浪費(fèi)。
近年來，隨著我國自動(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(yīng)用，變頻器用于礦井提升機(jī)負(fù)載也日益增多，本文介紹海利普變頻器應(yīng)用于某煤礦提升機(jī)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(shù)字化設(shè)計(jì)，以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，用于鼠籠式電機(jī)或繞線式轉(zhuǎn)子串電阻電機(jī)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(guī)模電機(jī)控制IC＋I(xiàn)GBT為核心，具有多種保護(hù)功能，整機(jī)可靠性高；
•對(duì)進(jìn)線電壓適應(yīng)性強(qiáng)，波動(dòng)可達(dá)±20%,特別適用于電網(wǎng)質(zhì)量較差的國家與地區(qū)；
•軟件功能強(qiáng)大，內(nèi)置有多種控制方式，廣泛適應(yīng)各種工業(yè)場(chǎng)合的控制需求；
•內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，可方便地構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)；
•內(nèi)置簡易PLC，具有牽升、擾動(dòng)、多段速控制、程序運(yùn)行等多種功能；
•高輸出扭矩，1HZ時(shí)可達(dá)150%；頻率解析度高達(dá)0.01HZ；
•過載能力強(qiáng)，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(tǒng)；
3．HLP變頻器在礦井提升設(shè)備上的應(yīng)用
電機(jī)為130KW/380V 4對(duì)極繞線型異步電機(jī)，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(tǒng)采用轉(zhuǎn)子串接電阻分級(jí)調(diào)速，上行下行調(diào)速過程人工操作，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，乘車舒適性差。經(jīng)過變頻改造采用海利普HLPA018543B型變頻器和PLC構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)。
用戶按上行按鈕則變頻器正轉(zhuǎn)牽引轎廂上行，按下行按鈕則變頻器反轉(zhuǎn)牽引轎廂下行。行程開關(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(cè)轎廂速度，防止超速。故障端子用于輸入越頂?shù)裙收闲盘?hào)，用來控制抱閘器起保護(hù)作用。
系統(tǒng)工作流程如下：
上行：變頻器正轉(zhuǎn)啟動(dòng)信號(hào)――》5Hz時(shí)發(fā)出松閘信號(hào)――》抱閘器松開―－》運(yùn)行到行程開關(guān)4發(fā)中速信號(hào)―－》運(yùn)行到行程開關(guān)3發(fā)高速信號(hào)―－》運(yùn)行到行程開關(guān)2發(fā)中速信號(hào)―－》運(yùn)行到行程開關(guān)1發(fā)停車信號(hào)――》5Hz時(shí)發(fā)出抱閘信號(hào)――》變頻器停止運(yùn)行。
下行：變頻器正轉(zhuǎn)啟動(dòng)信號(hào)――》延時(shí)5S發(fā)出松閘信號(hào)同時(shí)發(fā)反轉(zhuǎn)信號(hào)――》抱閘器松開―－》運(yùn)行到行程開關(guān)1發(fā)中速信號(hào)―－》運(yùn)行到行程開關(guān)2發(fā)高速信號(hào)―－》運(yùn)行到行程開關(guān)3發(fā)中速信號(hào)―－》運(yùn)行到行程開關(guān)4發(fā)停車信號(hào)――》5Hz時(shí)發(fā)出抱閘信號(hào)――》變頻器停止運(yùn)行。
變頻器參數(shù)設(shè)置如下表：
表1 參數(shù)設(shè)置
參數(shù)號(hào) 參數(shù)值 含義
CD005 18 啟動(dòng)時(shí)的電壓，調(diào)節(jié)啟動(dòng)力矩
CD050 1 設(shè)定FOR端子為RUN功能
CD051 5 設(shè)定REV端子為FOR/REV功能
CD052 23 設(shè)定RST端子為加減速時(shí)間一功能
CD053 20 設(shè)定SPH端子為多段速1
CD054 21 設(shè)定SPM端子為多段速2
CD055 22 設(shè)定SPL端子為多段速3
CD059 6 設(shè)定KA為一致頻率到達(dá)功能，用于檢出5Hz信號(hào)
CD080 8.9 低頻設(shè)定為8.9Hz
CD082 18.5 中頻設(shè)定為18.5Hz
CD086 34.5 高頻設(shè)定為34.5Hz
值得注意的是：下行開始時(shí)先發(fā)正轉(zhuǎn)信號(hào)，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(xiàn)下墜現(xiàn)象。
4．結(jié)論
經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行觀察，系統(tǒng)運(yùn)行非常平穩(wěn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，說明HLP-A型變頻器完全可以適用于礦井提升機(jī)。
