艾默生CT SP系列变频器矿井提升系统中的应用.doc

艾默生CT SP系列变频器在矿井提升系统中的应用 作者：吴水章 林海 摘 要：简要介绍了艾默生CT SP系列变频器的容量选择、外接制动电阻、控制回路的抗干扰措施及变频器的故障诊断与日常维护等方面的应用。 关键词：容量选择；制动电阻；抗干扰；故障诊断；日常维护；应用 0 引言 矿井提升设备在按对供电可靠性要求的负荷分类中，属于二级负荷，是矿井运输的主要环节，主要任务是提升井下的矸石、煤和废石，同时还要运送人员、设备和材料，因此矿井提升机工艺对电气传动的要求是很高的。主要表现在：第一，提升机电气传动的可靠性，不仅关系到矿井的生产能力和生产计划管理，而且直接关系到井下每个矿工的生命安全，电控设备的任何故障都可能造成人身事故和整个矿井停产。第二 ，必须满足提升机力图要求并能在四象限平滑运行。第三，能够频繁进行正向、反向、启动、运行、停车、制动，能按一定的速度图运行。第四，负载属于恒转矩负载，对矿井提升机来说，负载转矩的大小，仅仅取决于负载的轻重，而与转速的大小无关。 矿井提升过程一般包括：启动加速、等速、减速、爬行和停车五个环节。目前我国传统煤矿提升机广泛采用交流绕线式感应电动机拖动。根据感应电动机转子回路串电阻调速的机械特性，当在转子回路串接附加电阻后，机械特性硬度降低，稳定性受到影响。一般调速范围不大于（2~3）。另外转子回路的电流较大，不宜长时间低速运转。在启动加速过程中，为了既不出现不容许的过载，又能发挥电力拖动的最大工作效果，要求提升各环节依一定的顺序在适当的时间内完成，以保证在各环节过渡中电动机的电流和转矩不超过允许的极限值。目前一般采用以电流为主、时间为辅的控制原则，既通过检测电流和时间来切换转子电阻；在减速过程中，一般采用断开三相电源投入直流电流进行动力制动减速，同时投入合适的转子电阻。为保证减速度符合有关煤安要求，一般在机械传动部安装凸轮盘，通过凸轮盘曲线调整注入到电动机直流电流的大小，使得负载按设定的速度曲线运行。进入爬行阶段，由于速度降低，转子切割直流电流建立的磁场变慢，制动力降低，此时不能用直流制动进入爬行阶段，一般引入一套低频电源装置控制电机在低速爬行直到投入液压盘闸停车。通过以上对传统提升机电控介绍，为满足有关煤安对提升的加速度、减速度、速度运行曲线、正反向力的控制的要求，用感应电动机转子回路串电阻调速方式用于煤矿提升的控制电路极其复杂、由于负载的不确定，在减速阶段通过凸轮盘对注入直流电流的负反馈的电子电路调试难度非常大；特别是在进入爬行阶段需增加一套低频电源装置，在切换瞬间，整个控制系统会出现短暂失控状态。 而新型的矿井提升机变频电控设备采用变频器作为核心部件，发展十分迅速。它在操控性能、节能，降低噪音，维护量等方面的优点非常突出。可以根本性的解决以上传统提升电控出现的所有问题。但各类变频器均有各自的使用特点和差异，本文就艾默生CT SP系列变频器在2.5米矿井提升机中的应用和选配作简单介绍。主井为立井，井筒深度325米，井架高度22米，主井采用的提升机为2JK-2.5×1.5/31.5型单绳缠绕式提升机，钢丝绳最大静张力为90kN,两根钢丝绳最大静张力差为55kN,原配电机为26OKW10KV绕线型三相异步电动机，所配电控为继电逻辑控制的串电阻调速电气控制系统。为了适应煤矿新形势的需要，满足煤安必威体育精装版要求，将原电控系统改造成节能、便于维护与操作、技术先进价格合理的变频电气控制系统。 经过多方考察与经济技术比较，改造后的电源将原10KV电压通过一个500KVA变压器降压为380V，主电机改为YVF400L4-10型355KW380V变频调速三相异步电动机，通过对多种变频器进行详细的技术、经济和综合性能比较，我采用了EMERSON CT CT公司的SP系列变频器，该电控系统已于去年成功使用，用户特别满意，节能效果比较明显。 变频装置主要技术参数 (1)输入电源电压AC380-480V，频率50HZ；电压允许波动范围+/-10％；频率允许波动范围48-65HZ； (2)输出频率范围0～50Hz连续可调； (3)额定重载输出功率：500kW。 (4)过载能力200%以上，1分钟； (5)有较高的功率因数cOS(p0．98； (6)低频运转时，有自动转矩提升功能，能保证200％ 的额定转矩； (7)变频器设有过压、欠压、过流、过载，功率元件过热和电机缺相等保护，设有故障记忆功能，能保留最近10次故障的功能号码和最后一次故障的参数； (8)总谐波含量5％。 主要技术原理 (1)采用全数字速度传感器闭环矢量控制，使系统调速范围宽、调速精度高。变频器在低频运行时，也保证有175％以上额定力矩输出。最大转矩为额定转矩的2倍，矢量控制实现的基本原理是通过测量和