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[摘 要]介绍了变频调速的控制电路及控制原理,详细阐述了变频调速技术在2JK-2.5型绞车提升调速中的应用情况。
[关键词]变频技术;调速;2JK-2.5型绞车;应用
中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0059-01
0 前言
桑树坪煤矿六号井绞车和排矸山绞车均为2JK-2.5型,电机功率均260KW,电压等级为6KV,原电控系统均采用的是转子串电阻调速,这种调速系统的显著缺点是:调速性能差,调速时能量要大量消耗在电阻上,给定方式落后,控制精度低,安全保护和监测环节不完善,安全可靠性差,维护工作量大,而且运行不经济。
1 变频技术及控制
变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变电机的转速,从而实现交流电动机调速的一种方法。改变供电电源频率的调速方法是一种无极、平滑且经济的调速方法,变频时电压按不同规律变化,从而实现恒转矩或恒功率调速,以适应不同的负载要求。
2 电路原理
变频调速器主要由主回路和控制电路两大部分组成。
2.1 主回路由整流、滤波和逆变电路组成。(见图1)
2.2 控制电路由运算电路、电压电流检测电路、速度检测电路、保护电路、驱动电流组成。
2.3 控制原理:变频器分为开环控制和闭环控制。开环控制是指称比例控制方式;闭环控制引入电动机转速反馈,还有转差频率控制盒矢量控制等。称比例控制:在改变频率的同时,控制变频器的输出电压,在调速范围内使电动机磁道保持恒定,从而使电动机的频率、功率因数不下降。
3 变频技术的应用
通过采用可编程序控制器结合矢量控制变频器对桑树坪煤矿六号井和排矸山提升机控制系统进行改造。操作台改用可编程序控制器PLC进行过程控制,操作中的数据(电机实际转速、电机实际电流、累计运行次数、当前行车位置等)通过触摸屏直观显示出来,便于绞车司机在操作过程中对设备运行状况了解。操作台具有手动、自动两种操作模式,二者互为闭锁,切换简便,并设有密码保护,能够有效避免误操作造成的损失。为了保证行车的可靠,在减速器轴上安装了脉冲解码器,当车辆运行到设定的减速位置时,减速警笛响起,同时屏幕上显示准备停车,可以充分提醒司机正确操作。
4 变频调速器优点
(1)在电网波动±20%范围内,恒转矩提升,不会因为电网波动影响负载提升情况。
(2)实现了电机软启动,启动力矩大,可提供2倍以上转矩,带负载能力强。
(3)电机实现无级调速,加、减速过程很平滑,电流冲击小,大大减轻了机械冲击的强度。
(4)采用芯片统一控制和PLC外端电路接口相结合,使调速系统具有很高的可靠性,同时利用PLC强大的控制能力实现灵活的控制方式。
(5)系统可以实现四象限运行,机内带有回馈单元,回馈能量直接输给电网,且不受回馈能量大小的限制,适应范围广,节能效果明显。
(6)安全保护功能齐全,除了过压、欠压、过载、过热、短路等自身保护外,还设有外围控制的连锁保护,包括制动闸信号与正、反转信号的连锁,变频器故障信号与系统安全回路的连锁,机内备有自动减速程序等。
(7)具备中性点漂移技术,当三相中某一相电压下降时,通过控制中性点漂移可保持三相平衡直至电压异常消失,这样可保证电机正常运行。
5 应用效果
变频器调速控制电路简单,克服了接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏的缺点,降低了故障和事故的发生。而且变频器在投入使用后,节能效果显著,比原提升系统节电15.11%。
作者简介
梁卫林,1983年12月出生,男,汉族,中共党员,大学专科学历,助理工程师,原韩城矿业有限公司桑树坪煤矿平峒机电组副组长兼供电主管,现任陕西陕煤彬长集团公司孟村矿业分公司机电部二级业务主管兼供电主管。
[关键词]变频技术;调速;2JK-2.5型绞车;应用
中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0059-01
0 前言
桑树坪煤矿六号井绞车和排矸山绞车均为2JK-2.5型,电机功率均260KW,电压等级为6KV,原电控系统均采用的是转子串电阻调速,这种调速系统的显著缺点是:调速性能差,调速时能量要大量消耗在电阻上,给定方式落后,控制精度低,安全保护和监测环节不完善,安全可靠性差,维护工作量大,而且运行不经济。
1 变频技术及控制
变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变电机的转速,从而实现交流电动机调速的一种方法。改变供电电源频率的调速方法是一种无极、平滑且经济的调速方法,变频时电压按不同规律变化,从而实现恒转矩或恒功率调速,以适应不同的负载要求。
2 电路原理
变频调速器主要由主回路和控制电路两大部分组成。
2.1 主回路由整流、滤波和逆变电路组成。(见图1)
2.2 控制电路由运算电路、电压电流检测电路、速度检测电路、保护电路、驱动电流组成。
2.3 控制原理:变频器分为开环控制和闭环控制。开环控制是指称比例控制方式;闭环控制引入电动机转速反馈,还有转差频率控制盒矢量控制等。称比例控制:在改变频率的同时,控制变频器的输出电压,在调速范围内使电动机磁道保持恒定,从而使电动机的频率、功率因数不下降。
3 变频技术的应用
通过采用可编程序控制器结合矢量控制变频器对桑树坪煤矿六号井和排矸山提升机控制系统进行改造。操作台改用可编程序控制器PLC进行过程控制,操作中的数据(电机实际转速、电机实际电流、累计运行次数、当前行车位置等)通过触摸屏直观显示出来,便于绞车司机在操作过程中对设备运行状况了解。操作台具有手动、自动两种操作模式,二者互为闭锁,切换简便,并设有密码保护,能够有效避免误操作造成的损失。为了保证行车的可靠,在减速器轴上安装了脉冲解码器,当车辆运行到设定的减速位置时,减速警笛响起,同时屏幕上显示准备停车,可以充分提醒司机正确操作。
4 变频调速器优点
(1)在电网波动±20%范围内,恒转矩提升,不会因为电网波动影响负载提升情况。
(2)实现了电机软启动,启动力矩大,可提供2倍以上转矩,带负载能力强。
(3)电机实现无级调速,加、减速过程很平滑,电流冲击小,大大减轻了机械冲击的强度。
(4)采用芯片统一控制和PLC外端电路接口相结合,使调速系统具有很高的可靠性,同时利用PLC强大的控制能力实现灵活的控制方式。
(5)系统可以实现四象限运行,机内带有回馈单元,回馈能量直接输给电网,且不受回馈能量大小的限制,适应范围广,节能效果明显。
(6)安全保护功能齐全,除了过压、欠压、过载、过热、短路等自身保护外,还设有外围控制的连锁保护,包括制动闸信号与正、反转信号的连锁,变频器故障信号与系统安全回路的连锁,机内备有自动减速程序等。
(7)具备中性点漂移技术,当三相中某一相电压下降时,通过控制中性点漂移可保持三相平衡直至电压异常消失,这样可保证电机正常运行。
5 应用效果
变频器调速控制电路简单,克服了接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏的缺点,降低了故障和事故的发生。而且变频器在投入使用后,节能效果显著,比原提升系统节电15.11%。
作者简介
梁卫林,1983年12月出生,男,汉族,中共党员,大学专科学历,助理工程师,原韩城矿业有限公司桑树坪煤矿平峒机电组副组长兼供电主管,现任陕西陕煤彬长集团公司孟村矿业分公司机电部二级业务主管兼供电主管。