相桥平均功率因数只有0.45左右无功冲击大,高次谐波对电网影响大。
这些缺点可采用顺序控制和多脉冲整流的方法以及在电网上加谐波滤波器等措施使其抑制在一定的允许范围内。
2 交流变频调速同步机驱动提升系统 SCR-D直流拖动系统趋于成熟,且采用了顺控技术等措施来提高功率因数,但其功率因数仍然较低,从而从电网吸收大量的无功功率,且对电网品质因数产生严重的影响,提升容量越大,问题越突出。
再则,直流电机制造成本高,电枢回路的整流子限制了提升容量的进一步增加,且整流子,碳刷易磨损,加大了维护工作量,故障率高。
因此换相整流子是个薄弱环节。
由于存在上述两个问题,迫使人们又重新考虑交流拖动方式。
自80年代初以来,交流变频供电的同步机拖动异军突起,在大型提升机中发展成为技术、经济均优的拖动方式。
如SIEMENS公司1979年投运的2×4200kw、l×2650kw,额定转速55.8r/minCEGELEC公司1983年投运的l×548OkW,额定转速69.5r/minAEG公司1985年投l×30O0kW,额定转速55.8r/min,ABB公司投运的l×4200kW额定转速45.86r/minSIEMAG公司投运的2x46O0kW等变频调速同步机拖动的提升机,经过多年的运行,均获得成功。
这种拖动系统主要有如下优点:a 提升容量几乎不受限制,最大可达l0000kw,提升速度可达20m/s以上,提升高度1200m以上,滚筒直径达6.5m,这是直流系统难以达到的b 没有整流子和碳刷这一薄弱环节,保证了电机的可靠运行和降低了运行消耗c 功率因数高,可达住0.9~1,极大地节省了电能d 动态品质好和直流系统相同,系统可在四象限平滑过渡和无级调速e 由于机械特性好,故起动转矩大f 同步机的价格和有色金属的消耗低于直流机g 调速范围宽。
因此,多数专家认为,变频同步机拖动调速系统是大型提升机拖动的必然发展方向。
这种 拖动系统的缺点是:a 必须有专用的变频电源b 在恒转矩调速时,低速段电机的过载倍数有所降低c 高次谐波对电网有影响,需在电网上加滤波器等补偿措施加以缓解。
2 3 微机控制在提升机上的应用 从70年代开始,随着微机技术的发展,微机控制技术己逐步应用于矿井提升机中。
目前,国外己达到相当成熟的阶段,使整个拖动控制产生一次重大的变革。
其应用主要体现在以下几方面: 1 提升工艺过程微机控制 在交流变频装置中,提升工艺过程大都采用微机控制。
由于微机功能强,使用灵活,运算速度快,监视显示易于实现,并具有诊断功能,这是采用模拟控制无法实现的。
如AEG公司采用CP-80微机、ABB公司采用MASTER-200和SIEMENS公司采用S5-150等微机实现的变频控制,都获得了相当成功。
它们把控制、监视、基准值预测以及模拟控制等组合在公共的微机控制总线上组成静止变流器的传动控制,计算机实现速度及多个变量的调节。
2 提升行程控制 提升机的控制从本质上说是一个位置控制,要保证提升罐笼在预定地点准确停车,要求准确度高,目前可达±2cm。
采用微机控制,可通过采集各种传感信号,如转角脉冲变换、钢丝绳打滑、井筒位置、滚筒及钢丝绳磨损等信号进行处理,计算出罐笼准确的位置而施以控制和保护。
在罐笼提升时可实现无爬行提升,大大提高了提升能力。
如AEG、ABB、SIEMENS等公司已采用位微机来构成行程给定器,并还提供性能不尽相同的机械行程控制器口。
一般过程控制用微机不同时用于监视,行程控制也采用单独微机完成,从而大大提高了系统的可靠性。
3 提升过程监视 由于近代提升机控制系统的设计特别强调安全可靠性,所以提升过程监视与安全回路一样,是现代提升机控制的重要环节。
提升过程采用微机主要完成如下参数的监视:a 提升过程中各工况参数如速度、电流监视b 各主要设备运行状态监视c 各传感器如位置开关、停车开关信号的监视。
其目的在于使各种故障在出现之前就得以处理,防止事故的发生,并对各被监视参数进行存贮、保留或打印输出,甚至与上位机联网,合并于矿井监测系统中。
4 安全回路 安全回路旨在出现机械、电气故障时控制提升机进入安全保护状态。
为确保 人员和设备的安全,对不同故障一般采用不同的处理方法,大致分为以下四 3种情况:a 报警显示,如冷却器温度过高等b 二次不能开车,如电机绕组过热、制动油过热等c 立即进行电气制动,如停车终点设备出现故障时本次提升应尽快停下来d 立即进行安全制动,如过卷、超速等。
安全回路极为重要,它是保护的最后环节之一,英、德等公司都采用两台PC微机构成安全回路,使安全回路具完善的故障监视功能。
无论是提升机还是安全回路本身出现故障时都能准确地实施安全制动。
5 制动系统的控制与监视 制动可调闸控制系统除要可靠地完成工作制动和安全制动外,还要完成对液压站的控制以及各环节参数如油压、闸瓦磨损等的监视,其技术要求与安全回路相似。
如西门子公司采用两套可编程序控制器PLC的双重控制与保护系统。
6 全数字化调速控制系统 德国AEG公司的Logidyn D32位机、西门子公司的Siemadyn D16位机以及ABB公司的Tyrak16位机系统都己应用于提升机上。
全数字化系统具有硬件结构单一,参数稳定且调整方便,可方便地与上位机联网等优点。
当然此类系统要求维护人员有更高的技术水平和计算机知识。
4 内装式提升机 AEG公司生产的内装式提升机,将提升主电机与滚筒合为一体,即转子固定,转动的定子充当滚筒,使机构大为简化,占地面积小,制造成本低。
1.2.2 国内提升机的现状与发展趋向 1 交流拖动方式 目前我国提升机约70采用串电阻调速的交流拖动方式。
有单绳和多绳两种系列,大都采用改变转差率s的调速方法,在调速中产生大量的转差功率,使大量电能消耗在转子附加电阻上,导致调速的经济性变差。
极少数提升机采用串级调速方法,其调速范围窄,且投资大。
2 直流拖动方式 我国提升机采用直流拖动有两种系统:直流发电机一直流电动机机和晶闸管一直流电动机系统。
其生产和使用情况如下: 1 国内研制大型直流提升机主要有三大厂家:a 上海电机厂主要生产配套电机,已生产低速直流电机80多台,最大容量5775kw,额定转速5Or/min,其 4中长广煤矿及五村煤矿的提升机为100OkW、48r/min,淮南潘三矿采用一台26O0kW低速直联电机b 上海冶金矿山机械厂主要生产主机及信号系统,已生产80 多台提升机,1979 年生产过一台低速直联落地式提升机c 北京整流器厂主要生产配套电控,已从瑞士BBC公司和瑞典ASEA公司引进了晶闸管电控整机系统及元件生产线,直流电控容量可达7000kW还引进了交流变频调速交一直一交电控生产线,可生产单机4200kW变频调速电控设备1986年向甘肃金川矿提供了一套带微机控制的800kW直流电控设备。
2 从国外引进的晶闸管供电的直流提升机20多套,其中AEG公司21O0kW低速直联6套、西门子公司低速直联4套、瑞典ASEA公司9套。
另外,还正在引进计算机控制的低速直联电控系统。
3 研制与发展 1 国产大型直流提升机及电控系统正在逐步完善和推广使用。
2 大功率变频调速电控提升机其效率可达89,国内正在组织研究这种系统,不少院校和研究单位都在着手研制。
如天津电气传动研究所己研制了一台300kw的变频调速装置。
3 可编程序控制器在提升机电控系统的应用 可编程序控制器具有可靠性高、抗干扰能力强、实现继电逻辑容易,基本免于维护等独特优点,特别适用于对我国占大部分的交流提升机继电-接触器电控系统进行技术改造因此有不少单位都在着手研制,如焦作矿务局,韩城矿务局均用可编程序控制器对TKD电控系统进行改造,已投入正常运行和使用,已
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