摘 要：礦井提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備! 提升機(jī)的安全，可靠運(yùn)行直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟(jì)效益。本文以鴻寶變頻器為例介紹了在絞車改造中應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：提升機(jī) 變頻器 抗干擾 Abstract：Elevator‘s security mine pit elevator is in the coal mine production process important equipment! Elevator‘s security, reliability service direct relation enterprise‘s production condition and economic efficiency. This article introduced take the HONGBAOInvertor as the example, in the winch transforms applies Key words：Elevator Invertor Antijamming 1 引言 　　卷揚(yáng)提升機(jī)是用來把爐料運(yùn)送到高爐爐頂給高爐加料或礦山斜井運(yùn)送礦料的重要設(shè)備，我國(guó)的中小高爐基本上都是采用料車卷揚(yáng)機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)上料設(shè)備。滿足下列要求：有足夠的運(yùn)送能力，既上料速度能滿足高爐生產(chǎn)的要求;運(yùn)行可靠，耐用，保證高爐連續(xù)生產(chǎn);能夠?qū)崿F(xiàn)上料自動(dòng)化;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。 　　卷揚(yáng)提升機(jī)的工作特點(diǎn)是：?jiǎn)?dòng)速度慢，轉(zhuǎn)矩大，加速平滑，停車平穩(wěn)、準(zhǔn)確。傳統(tǒng)的調(diào)速方法是：采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，通過集電環(huán)和碳刷在轉(zhuǎn)子回路中串入若干段電阻，由接觸器控制接入電阻的多少來控制轉(zhuǎn)速。 　　但存在以下缺點(diǎn)： 　?。?）串聯(lián)電阻調(diào)速，其調(diào)速變化呈跳躍狀，使得減速機(jī)齒輪、天輪、中輪、料車與斜橋?qū)к壷g，在加減速運(yùn)行階段均受到?jīng)_擊力的作用，設(shè)備易損壞，鋼絲繩易疲勞，導(dǎo)致維修量大，檢修費(fèi)用增加。 　?。?）串聯(lián)電阻調(diào)速范圍小，使得料車速度呈突變，減速后停車時(shí)仍有較高轉(zhuǎn)速，對(duì)制動(dòng)器和限位開關(guān)的調(diào)整精度要求高，且容易發(fā)生越位及掉道事故而影響生產(chǎn)。 　　（3）串聯(lián)電阻調(diào)速，使得料車起動(dòng)及減速時(shí)，大部分電能消耗在電阻器上;當(dāng)電動(dòng)機(jī)在電壓下降時(shí)，力矩下降，轉(zhuǎn)差率增大，嚴(yán)重時(shí)，料車無法啟動(dòng)，易于產(chǎn)生事故。 　　（4）能耗高，低速機(jī)械特性軟。因?yàn)檗D(zhuǎn)速的降低是通過轉(zhuǎn)子外接電阻消耗能量來實(shí)現(xiàn)的，并且轉(zhuǎn)速越低，機(jī)械特性越軟，消耗在電阻中能量比例越大，極不經(jīng)濟(jì)，電網(wǎng)電壓的高低對(duì)速度影響很大。隨著變頻器技術(shù)的飛速發(fā)展。各生產(chǎn)廠家推出了特殊工況的專用變頻器，采用變頻器改造系統(tǒng)，可以解決以上問題。 　?。?）原系統(tǒng)參數(shù) 　　斜井提升機(jī)原使用牽引電機(jī)是繞線式交流異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為75kW電機(jī)，該電機(jī)采用工頻供電，調(diào)速方法為采用通過集電環(huán)和碳刷在轉(zhuǎn)子回路中串入若干段電阻，由接觸器控制接入電阻的多少來控制轉(zhuǎn)速，凸輪控制器，接觸器互鎖控制。 　?。?）變頻改造方案 　　保留原控制系統(tǒng) 及制動(dòng)系統(tǒng)以做備用，采用鴻寶系列電流矢量型變頻器HB093T3（93kW）。該產(chǎn)品反映時(shí)間短，保護(hù)功能齊全。 　　l 開關(guān)環(huán)磁通矢量控制及開，關(guān)環(huán)V/F控制可自由選擇。 　　l 適合機(jī)械特性負(fù)載，針對(duì)流體負(fù)載和實(shí)際工況可酌情降檔使用。 　　l 超低速高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低速轉(zhuǎn)矩可達(dá)150%額定轉(zhuǎn)矩（100～300可設(shè)定）。 　　l 速度控制范圍可達(dá)1:1000（在閉環(huán)控制模式下）。 　　l 速度控制精度可達(dá) 0.02%，頻率精度可達(dá) 0.01%，輸出頻率分辨率可達(dá)0.01HZ。 　　l 加速時(shí)間可設(shè)定0.01秒，動(dòng)態(tài)響應(yīng)良好，負(fù)載適應(yīng)性極強(qiáng)。 　　l 具有滑差補(bǔ)償，轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，速度控制（ASR），鍵盤數(shù)據(jù)復(fù)制，自學(xué)習(xí)。 　　l PID調(diào)節(jié)，計(jì)時(shí)，節(jié)能，追逐防止等多種高級(jí)功能。 　　l 具有多功能輸入，輸出端子功能，多功能模擬輸入，輸出功能及串行通信接口。 　　l 具有2種參數(shù)的在線監(jiān)視功能。 　　l 具有電機(jī)保護(hù)，瞬時(shí)停電處理及失速防止，頻率檢出，異常復(fù)位，過力矩輸出，力矩極限，硬件保護(hù)功能及診斷功能，將避免機(jī)器可能發(fā)生的意外損壞。 　　l 獨(dú)特，先進(jìn)的主回路設(shè)計(jì)及報(bào)警功能，將完全保證整體的高可靠性。 　　l 具有中英文顯示，界面友好。（變頻系統(tǒng)改造框圖見圖1） 　?。?）制動(dòng)方式 　　絞車整個(gè)運(yùn)行過程中有兩個(gè)狀態(tài)反饋的能量比較大:一種狀態(tài)是在重物下降時(shí)，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生的再生能量反饋;另一種狀態(tài)是制動(dòng)停止時(shí)產(chǎn)生的再生能量反饋。針對(duì)這兩種情況，在選制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻時(shí)，我們選擇制動(dòng)電流較大的制動(dòng)單元以及與之配套的大功率的適當(dāng)阻值的制動(dòng)電阻。 　　制動(dòng)部分變?yōu)闊崮芟?。為防止提升或下降時(shí)因礦山軌道的可能產(chǎn)生的有時(shí)脫軌停車，必須采取液壓制動(dòng)器和手動(dòng)制動(dòng)器進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)。為防止溜車的控制，由外部加裝的直流制動(dòng)給電機(jī)加直流電源，將電機(jī)瞬時(shí)減速至啟動(dòng)液壓制動(dòng)器的抱閘動(dòng)作防止溜車。 [align=center] 圖1 變頻調(diào)速系統(tǒng)改造框圖[/align] 3 改造后的效果 　　從改造后運(yùn)行來看，效果非常明顯： 　　（1）系統(tǒng)采用段速度控制，啟動(dòng)沖擊小，可以緩啟緩?fù)?，減少了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)變速齒輪的沖擊，卷揚(yáng)提升機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、加速、減速等過程更加平穩(wěn)快速，減少負(fù)載的波動(dòng);操作靈活易掌握。 　　（2）由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流限制得較小，頻繁啟動(dòng)和停止時(shí)電動(dòng)機(jī)熱耗減少、壽命延長(zhǎng);液壓制動(dòng)器和手動(dòng)制動(dòng)器在低速時(shí)操作，其減少閘皮的磨損延長(zhǎng)使用壽命，保養(yǎng)時(shí)間和費(fèi)用都得以減少。卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩的使用壽命也明顯延長(zhǎng)。 　　（3）停車位置準(zhǔn)確，重車、空車停車位置基本一致。（4）由于去掉了外接啟動(dòng)電阻，因而提高了系統(tǒng)的用電效率，經(jīng)測(cè)算節(jié)電率達(dá)20%以上，估計(jì)年節(jié)電約幾萬千瓦時(shí) 4 抗干擾措施 　　變頻器調(diào)速技術(shù)是集自動(dòng)控制、微電子、電力電子、通信等技術(shù)于一體的高科技技術(shù)。它以很好的調(diào)速、節(jié)能性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。由于其采用軟啟動(dòng)，可以減少設(shè)備和電機(jī)的機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備和電機(jī)的使用壽命。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，變頻器以其具有節(jié)電、節(jié)能、可靠、高效的特性應(yīng)用到了工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域中，如變頻調(diào)速在供水、空調(diào)設(shè)備、過程控制、電梯、機(jī)床等方面的應(yīng)用，保證了調(diào)節(jié)精度，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了經(jīng)濟(jì)效益，但隨之也帶來了一些干擾問題?，F(xiàn)場(chǎng)的供電和用電設(shè)備會(huì)對(duì)變頻器產(chǎn)生影響，變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高次諧波也會(huì)干擾周圍設(shè)備的運(yùn)行。變頻器產(chǎn)生的干擾主要有三種：對(duì)電子設(shè)備的干擾、對(duì)通信設(shè)備的干擾及對(duì)無線電等產(chǎn)生的干擾。對(duì)計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制裝置等電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾主要是感應(yīng)干擾;對(duì)通信設(shè)備和無線電等產(chǎn)生的干擾為放射干擾。如果變頻器的干擾問題解決不好，不但系統(tǒng)無法可靠運(yùn)行，還會(huì)影響其他電子、電氣設(shè)備的正常工作。因此有必要對(duì)變頻器應(yīng)用系統(tǒng)中加防干擾措施 分別在輸入 輸出側(cè)加電抗器，濾波器直流電抗器并保證不同的點(diǎn)很好的接地。系統(tǒng)圖如下： [align=center] 圖2抗干擾措施[/align] 5 使用變頻器應(yīng)注意的問題 　　為了保證提升機(jī)能夠安全可靠的運(yùn)行，防止變頻器跳故障時(shí)，礦車下滑“溜車”，需要增加一套安全保障系統(tǒng)。在變頻器的外部，增加了一套直流制動(dòng)加液壓抱閘的制動(dòng)系統(tǒng)，一旦變頻器跳故障，由變頻器發(fā)出故障信號(hào)，控制直流制動(dòng)電路，給電機(jī)定子繞組施加低壓直流電流，減緩“溜車”速度，同時(shí)液壓抱閘抱住卷揚(yáng)機(jī)主動(dòng)輪。故障解除后，可恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。 6 改造后分析： 　　實(shí)踐證明，卷揚(yáng)提升機(jī)采用變頻器的調(diào)速控制方案是具有簡(jiǎn)單、可靠性高、節(jié)能、高效，保護(hù)功能齊全功能（過電流，過電壓，欠電壓，接地，過熱，短路），便于自動(dòng)控制的最佳方案，完全可以替代傳統(tǒng)的控制模式，具有非常高的推廣價(jià)值。 　　其次：（1 ）變頻系統(tǒng)甩掉了原電控系統(tǒng)用的交流接觸器，設(shè)備不再頻繁啟動(dòng)，提高了系統(tǒng)的可靠性。 　?。?2 ）變頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低頻低壓的軟啟動(dòng)和軟停止， S 形速度曲線加速，使運(yùn)行更加平穩(wěn)，機(jī)械沖擊小，延長(zhǎng)了機(jī)械設(shè)備的使用壽命。 　　（ 3 ）采用能耗制動(dòng)、回饋制動(dòng)技術(shù)，成功解決了調(diào)度絞車在快速減速或急停時(shí)的再生發(fā)電能量處理問題，保證了變頻器的安全運(yùn)行。 　?。?4）節(jié)能效果顯著。變頻改造后，據(jù)測(cè)，節(jié)電效果可達(dá)20% 以上 參考文獻(xiàn) 　　[1].《自動(dòng)控制綜合應(yīng)用技術(shù)》 主編 魏克新 機(jī)械工業(yè)出版社 　　[2] 《變頻器基礎(chǔ)及應(yīng)用》 主編 劉偉強(qiáng)等 冶金工業(yè)出版社 　　[3] 《變頻器使用與維修技術(shù)問答》 主編 周志敏 中國(guó)電力出版社