矿井提升机防爆变频电控系统,核心设备采用我公司BPJ7系列矿用隔爆兼本质安全型交流变频器,配套矿用隔爆兼本安型PLc控制箱、本安型操作台、隔爆显示屏及现场传感器、操作箱、声光显示屏等设备 。 本系统适用于煤矿井下等含有煤生, 瓦斯或其它易燃易爆气体的场所, 适用对象包括井下暗斜井;单水平、多水平;単巻筒、双巻筒等矿井提升机。具有结构紧凑、体积小;调速性能和控制性能优异; 安全可靠、 使用维护方便.

系统框图

系统构成示意图

◆系统特点
1. 采用全数字无速度传感器矢量控制,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1 oo%额定力矩输出 。
2. 采用AFE自换向变频技术, 使提升机在减速段或重物下放操作时系统能自动转入发电反馈状态, 使制动更平稳, 操作更简単, 大大提高了安全可靠性能。
3. 系统各项保护功能满足或超越 ?煤安规程? 所规定的要求。
4. 实现 “双线制" 控制, 保障了故障状态下设备的可靠应急运行。 也实现了"双线制"的安全保护, 关键电路如安全电路、 减速回路等均采用硬软件冗余设计和多样化设计, 实现双重或三重保护。
5. 司控人员操作简便可靠, 原来反复繁杂的操作变的简便可靠, 只用主令控制手把就可以实现提升机的起动、等速、减速、爬行和重物下放。操作简便,大大减轻了操作强度。并且系统的安全性及可靠性不再由司机决定, 而是由设备本身决定了系统的安全性与可靠性。
6. 自动化程度搞, 维护量非常少, 减少了维修所造成的设备停产检修时间 。
7. 提供完善的EMc(电磁兼容性)安装应用方案, 系统的电磁兼容性符合国家标准及IEc标准要求。

AFE能量回 t贵 系统主要技术原理

1)网侧变频器采用PwM斩波调制,使输入电流波形为正弦波,大大减小对电网的谐波污染,总谐波电流含量<5%。
2) 网侧变频器采用単独的cPu实行PID控制, 对网侧交流电流的大小和相位进行实时检测并控制, 使系统的功率因数总是接近于1。 当提升机进入发电状态时能量从逆变器返回到直流母线,系统立即控制交流输入电流的相位与电源电压相位相反, 能量回馈至电网 。
3)能量反馈,节省电能,当绞车作重物下放操作时,电动机变为发电机状态运行,此时系统能自动将电动机发出的再生能量反馈至供电电网, 与原电阻调速系统相比, 可节省电能明显。 同时, 制动力矩増大, 保证了提升机下放时的安全性 。

谐波治理
通用变频器的主电路一般为交一直一交组成, 外部输入50Hz的工频电源经三相桥路半控或不可控整流成直流电压信号,经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。在整流回路中, 输入电流的波形为不规则的矩形波, 波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波, 电流波形具有以下高次谐波: 6k+/-1,  ( k=1,2,3_) ,谐波会带来以下问题:
  A、 干扰电网上其他的用电设备, 特别是比较精密的设备;
  B、 谐波引起的额外的损耗须从电网取得, 同一设备需功率加大;
  c、 谐波会带来更高的电压冲激, 对设备的绝缘不利;
  D、増加供电变压器的损耗;
  E、 使无功补偿电容更热 。
四象限变频器由于采用AFE整流回馈系统, 输入电流波形为正弦波, 从理论上可*消除谐波, 由于受检测信号的精度和控制精度的影响, 在实际应用中仍有少量谐波, 于是, 匹配各类谐波抑制装置, 可将谐波含量降至zui小, 具体的有:
  输入EMC1虑波器, 可降低高频电磁干扰。
  磁环,可降低部分高频干扰。
  输入电抗器,降低三相电压不平衡,降低输入侧谐波干扰,与输入AFE整流回馈系统配和,完成正弦波输入系统。
  输入AFE整流回馈単元, 与输入电抗器配和, 完成正弦波输入系统。
  输出电抗器,降低电机运行噪声,降低电机发热。

◆自动化控制原理
1、基本特点
  双线制冗余: PLC系统主要由两套PLC系统组成。 PLC1作为主控系统, PLC2作为监控系统。正常工作时, 两套PLc系统同时投入运行, 实现了绞车的"双线制"控制与保护 。
  速度控制与保:护: 速度检测来自于系统计算和軸编码器反馈两个不同的速度源速度控制和超速保护的动作値取自两者的zui大值。
  应急方式: 如果有一套PLc出现故障或其位置检测元件出现故障, 则可将在 “应急/正常/检修" 转换开关切换至“应急"方式下,由単套PLc1或PLc2继续工作,实现"双线制"控制。在应急方式下工作时, 绞车应有的保护并没有缺少, 但为了保证绞车运行的安全可靠性, 将运行速度降为半速应急使用并及时维修!
  位置校正: 系统利用现场传感器校正位置, 以防止编码器误差等因素造成系统计算偏差越来越大,确保位置准确性。

2、安全回路
  系统设有一条硬件安全电路和两条软件安全电路,这三条安全电路相互冗余与闭锁。三条安全电路正常时闭合, 出现故障一条断开时, 另两条也同时断开。 三条安全电路从根本上保证了绞车运行的安全可靠性。 按照故障性质, 电控系统故障可分为三类:
  立即安全制动故障: 该类故障综合在硬软件安全电路中。 安全电路正常时吸合, 有急停故障时释放。 一旦安全电路释放, 就会立即封锁变频器, 断开制动油泵, 并控制液压系统电磁商對 实施安全制动, 抱安全闸 。
  先电气制动、 后安全制动故障: 这类故障发生后, 变频调速系统会自动进行减速, 当速度降到爬行速度以下时会立即转为紧急制动。
  完成本次开车后、 不允许再次开车故障: 开车前出现这类故障, 则不允许开车; 若在运行过程中出现,则允许本次操作完成,但不允许下次开车,除非故障解除后。

电气联锁功能
  
  手柄零位与安全回路联锁
  允许开车信号与提升机开车回路联锁
  信号系统紧急停车与安全回路联锁 
  液压站故障与提升机开车回路联锁 
  闻滑站故障与提升机开车回路联锁
  温度保护
  间隙保护
  过巻方向与开车方向闭锁
  安全回路与油泵电机闭锁
  减速保护
  二级制动的投入与解除
  二级制动的实施
  防止事故跑车安全联锁
  斜井防跑车装置与安全回路进行联锁
  后备保护装置与安全回路进行联锁
  只有当提升系统中必要的辅助设备按顺序全部投入正常运行并且安全回路接通后, 提升机才可能运行