0 引言
查找国内外关于斜井提升机调速电控系统的有关资料发现,煤矿提升机的驱动电动机一般采用三相绕线式异步电动机,其调速方法是在电动机转子回路中接入金属电阻,用主令控制器逐段切除电阻来达到加减速和调速的目的。采用转子串电阻调速的电控系统,这种系统的制动方式为能耗制动,制动所产生的能量全部消耗在电阻上。电动机转子串电阻调速系统的调速属有级调速,开环控制,调速范围小,调速精度低,爬行速度不易控制,尤其是重物下放时,需要动力制动与转子串电阻及制动闸配合操作,司机不易控制,安全性能差。在减速时和下放重物时,投入动力制动,不仅消耗外加直流电能,而且还将电动机上的再生电能消耗在转子串接的电阻上,浪费了大量的电能,且运行维护量大,维护费用高。还有一种控制方式是变频控制,但仅限于 660V 或 380V 低压等级系统。
目前国内外通用变频技术,四象限变频技术, PLC 绞车电控技术已很成熟,应用已非常广泛。但 6000V 绞车变频电控系统未见报道和应用。
据调查了解,国内外至今没有适用于我国煤矿井下提升机的 6000V 绞车变频电控系统。将 6000V 四象限变频技术、 PLC 绞车电控技术在井下斜井提升机上进行综合应用并满足《煤矿安全规程》的要求,使设备达到各项保护完善的目的是事在必行的,也是矿井斜井提升机安全、高效提升的有效途径。
1 技术关键
( 1 )数字本安电路实现斜井防爆提升机的双线制运行。
( 2 )将创造单元串联多重化技术的国产高压变频器应用于矿山提升机的记录。
( 3 )变频调速实现斜井提升能耗制动转为发电反馈制动。
( 4 )采用矢量控制技术,实现低速大转矩,起动力矩大的目的。
( 5 )充分发挥 PLC 的数字化、网络化及计算功能,使提升机具有更完善的软硬件保护功能,各主要保护实现双线制。
( 6 )满足提升机频繁起停要求。
( 7 )满足井下100%的湿度要求。
2 项目实施情况
( 1)现有技术及基础条件
峰峰集团九龙矿是年设计能力 120 万吨的矿井 , 目前开采一水平煤层 , 正在为二水平开采做开拓延伸工程 。
高压变频器在风机、泵类应用已经比较成熟 ,PLC技术和低压变频器在提升机的应用也日趋成熟。
(2) 现场设备情况
峰峰集团九龙矿井下南二绞车环境恶劣,电控系统改造时,正值夏日,井下雾气大,车房潮湿度极高；同时受我矿矸石电厂影响,电压波动范围高达 5700V-6800V ,南二坡巷道破坏严重, 6KV 提升绞车四象限高压变频电控系统能否适应如此恶劣的环境,经受住工业性试验的考验,是三方攻关人员面临的挑战。经过三方共同的努力,解决了实验中出现的问题,使绞车的各项运行指标达到了设计要求,绞车达到了改造的目标。
· 南二车运行参数及环境条件
型号 JK-2K
主电机功率 240KW
额定电压 : 三相 AC6KV
最大速度 4m /s
斜坡长度 930m
京公网安备 11011202001138号
