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关于矿用提升机电控系统的优化改进研究
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摘要:矿用提升机是井下作业的重要运输工具,而现有的提升机普遍存在结构简单、调速性能差、速度控制精度窄、运行可靠性低等问题,其大部分故障发生原因主要来自于提升机中的电控系统问题,提升机设备一旦发生故障,将直接影响着井下的生产效率和作业安全。本文基于关于矿用提升机电控系统的优化改进研究展开论述。
关键词:关于;矿用提升;机电控系统;优化改进研究
引言
矿井提升机在长时间的工作过程中由于内部机械的零部件会产生严重的磨损问题,会造成矿井提升机产生各种不同的故障问题,直接影响到整个矿产开发工作的质量和效率。因此,做好维护工作对保证整个井下产业的发展至关重要。
1矿井提升机简介
矿井提升机是井下开采工作当中的大型固定设备类型,是井下开采工作和地面工作环节的衔接要点。在井下提升机的构成结构上,主要是通过钢丝绳在卷筒上的有效衔接,将其划分成缠绕式提升机和摩擦式提升机两种类型;其中缠绕式提升机又分为单层缠绕和多层缠绕式提升机,而摩擦式提升机主要分为落地式和塔式提升机;通过对提升机的卷筒数量进行划分,可以将其分为单卷筒提升机和双卷筒提升机。当前在我国井下开采工作当中,经常运用的提升机类型包含了单绳缠绕式提升机和双卷筒提升机,还有一些井下开采单位对落地式摩擦提升机运用也比较常见。缠绕式提升机在整体的构成结构上相对比较简单,同时工作比较稳定,但是因为提升的钢丝绳完全缠绕在卷筒上,在对一些深井条件下的井下开采工作当中,如果提高钢丝绳卷筒的直径大小,会造成了钢丝绳在提升机的制造和使用过程当中出现诸多不便。因此,这种方式对一些中等深度的矿井使用比较常见,而对于一些深井开采并不完全适用。摩擦式提升机在提升的高度方面,不会受到提升机卷筒大小的影响,适用于一些深井井下的提升。因为通过多根钢丝绳共同承担提升机终端,其中复合钢丝绳的直径较小,因此在磨擦轮的直径上也明显降低,可以有效为后续的井下运输和设备安装提供保障。随着我国科技技术的发展速度不断加快,提升机制造单位正在不断开发新型的制造技术,同时还推出了更多新型的产品,使得井下提升机的技术水平明显上涨了一个新的阶层,充分满足各种类型井下开采工作的需要。
2井下提升机电控系统的主要构成
双套西门子S7-300系统与高压变频调速系统是目前较为主流的电控系统主要构成,这样的构成能够使得各个电路系统变得更加清楚,尤其是简化了多余模块使操作变得更加简单,同时实现了各模块之间的互相独立,对子产生的故障可以隔离处理。1)低压配电柜。主要构件有继电器、变压器、各类电表开关以及交流接触器等,其作用是为所有的控制回路、设备供电。2)可编程控制箱。以两套西门子S7-300系列PLC系统为主要构成,一套是能够进行手动和自动控制的主控系统,主要作用是实现速度、提升控制、工作安全闸等的控制以及接收数控信号。另一套PLC系统则侧重监控功能,实现对速度、位置、提升控制等的控制保护。双PLC系统对于矿井提升机的安全运行是极为关键的,可以实现对提升机的运行监控与故障保护,两套PLC系统间的数据交换、监督功能大大提升了井下提升机的运行安全性。3)变频调速系统。变频器是主控部件,关键技术是DSP技术,利用程序逻辑科学通过操作平台实现对提升机速度等参数的控制。4)操作台。是提升机操作的主要装置,主要由主令手柄与制动手柄构成,前者控制升降,后者主要是以交位移变化向PLC系统传递信号。5)制动电阻柜。主要由制动单元与制动电阻构成,其关键作用在通过内部制动电阻于处理电动机负力提升时拖动系统产生的过量电能,同时为了避免电压过高损害设备或造成安全隐患等,而外接了制动电阻系统。6)触摸屏。包括画面显示、仪表、指示灯以及通讯功能,通过这些功能能够对提升机的作业数据进行实时掌控与监控,及时发展比你避免安全事故。
3变频调速装置的选型分析
作为提升机控制系统的关键组件,传动调速装置直接影响提升机控制系统的可靠性。该矿原采用的是直流调速方案,直流调速具有调速连续、机械冲击小和低速转矩大的优点。然而直流电机对结构和制造工艺有较高的要求,导致直流电机配套的外围设备多、控制困难和维修频繁等缺点。现在最先进的提升机调速方案是采用同步电动机交-直-交变频调速,该方案具有调速精度高、调速迅速的优点,可通过二极管嵌位三电平交-直-交变频调速的方式实现交-直-交变频调速。市场上能实现该种调速方式的产品有德国西门子公司生产的SM150、瑞士ABB公司生产的ASC6000和我国生产的ASCS系列产品。其中SM150与ACS6000均采用的是IGCT功率器件,其散热方式为水冷。我国生产的ASC
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