维普资讯 http://www.cqvip.com 科 诺高 科ｌ苑ｌ论ｌ谈 麻然斌 浅述煤矿提升机电控系统改造 （鹤矿集团富力煤矿生产科设计室，黑龙江鹤岗１５４１００） 摘要：目前，全国正在用高新技术改造传统的煤炭工业，结合实际，浅谈一下采用高新技术对矿用提升机电控系统的改造。 关键词：煤矿；提升机；电控；改造 由于电流超限，引起安全回路动作，造成提升机紧 后备保护的要求，在提升机匕设置轴编码器进行 速度检测，利用计算机系统进行位置控制和行程 急停车。 ２五工作稳定性差：该方案采用了大量分立 保护，为数字调节电路提供转速给定信号和位置 电子元件，工作稳定性差，易受环境温度、湿度及 控制信号等。程控转速给定和模拟系统的给定积 两者互为闭锁。 可调电阻参数变化等的影响，引起系统特性的变 分器转速给定，出现振荡，维修人员需要经常根据现场情况进 ４应用举例 代，我国已成为世界第一大产煤国，我国煤炭资源 化．笔者曾参与设计的某现代化矿井，其副井提 不但解决不了问题，还 丰富，劳动力廉价，本应在国际市场竞争中占有优 行调试修正。若调试不当，升机电控系统设计于９０年代初。由于当时国内对 势，但由于技术、管理、体制等原因，大多数煤矿的 会严重影响矿井的安全生产。 矿井提升机电控数字调节系统的开发研制尚处于 劳动力效率低下。目前，我国煤炭企业的前景将不 ３对提升朝庖控系统的改造 初级阶段，引进设备价格昂贵，因此，采用的是模 由于模拟调节系统存在上面的问题，严重威 容乐观。我国未来煤炭企业的出路在哪里纵先进 模拟诃节系统的固 可靠、安全运行。为保证 拟调节力案。随着时间的推移，采煤国的发展经验，及其它传统产业发展的经验 胁着矿井提升机的平稳、因此，对其调节系统进行数 得到的结论是：用高新技术改造传统的煤炭工业。 提升机的长期正常运行，需要对提升机电控系统 有缺点逐步暴露出来， 字化改造。 目前对煤矿生产产生重大影响的有电力电 调节部分进行数字化改造。改造方案确定在原有模拟调节系统的基础 国内数字调节系统的实现有多种方法，全套 Ｔ－－￣术、机电—体化技术、计算机技术、网络通信 价格 上，再增加１套数字调节系统，两者互为备用。新 技术和管控—体化技术等先进技术。结合实际，浅 引进、局部引进和自行开发。全套引进设备，昂贵，—般用户难以承受。局部引进关键设备，并 增数字调节系统包括电枢回路数字滴节部分和磁 谈—下采用高新技术改造提升机电控系统。 以此为核心，设计外围电路，可以用较小的投资， 场回路数字诃节部分。 １提升机电控系统发展的新趋势 主要是 ４．１电枢回路数字调节部分，以 电力电－Ｔ－－￣术较早就用于矿井提升机的传 实现高性能 胖调节系统。自行开发系统，些国内开发的单片机数字系统，由于不可能投 ｓＩＭＯＲＥＣ，－Ｋ ６ＲＡ２４１８－６ＤＳ２２为核心。输入的 动，发展迅速，从上世纪６ｏ年代的模拟控制 ｓｃＲ—Ｄ直流提升机发展到目前最先进的同步机 入巨大的财力和能力进行开发，因而很难开发出 信号有磁场６ＲＡ２４转速调节输出信号和电枢电 流反馈等信号。电枢调节部分设置有两台６ＲＡ２４， 内装式交一交变频提升机。后者主回路和磁场回 适合于每—个矿井严酷环境下的可靠产品。 路均采用电力电子器件，实现变频和整流。由于采 据调查，国内与国外的主要差距在杨 部件 分别对原有电枢回路的两台６脉动整流柜进行调 的制造技术上。因此，在调节系统的数字化改造 用交流电机。没有电刷问题，提升机容量可以大幅 节控制。在一台电枢６ＲＡ２４故障时，提升机仍然 度增加，如南非帕拉波矿井内装式提升机电机功 中．局部引进关键设备，能够简化设计过程，缩短 可以满载半速运行。 率达６３Ｏ０ｋｗ。我国东欢坨、大雁、陈四楼等矿均引 调试周期，降低系统造价，提高矿井提升机电控系 ４．２磁场回路数字调节部分，以 进内装式提升机。全数字电力电子器件构成的国 统的可靠性。对于调节系统的数字化改造，可采用 ＳＩＭＯＲＥＧ－Ｋ ６ＲＡ２４３２－６Ｄｖ６２－ｏ－ＺＬｏ３为核 产直流提升机已占领了国内市场，并开始出口。 如下的技术改造方案： 心。输入的信号有转速给定信号、ＰＬＣ位置控制信 ２提升机电控系统的现状 ３．１为了不影响矿井的正常提升生产，调节 号、转速反馈信号和励磁电流反馈信号等。其中。 目前我国煤矿采用的晶闸管整流供电的直 部分的改造，应在原有模拟调节系统的基础上，再 转速给定信号有两种，分别为ＰＩ．Ｃ方式下的程控 流提升机已较普遍，但大多数为８０年代引进和９Ｏ 增加—套数字调节系统，两者互为备用。 给定和继电器简易开车方式下的给定滤波器给 年代中期以前国产的矿井提升机ＳＣＲ．－Ｄ电控系 ３．２由于电动机励磁功率较小，因此，励磁调 定，两者互为闭锁。 统。这些电控系统，其｛胃节控制保护回路基本上都 节部分的核心部件选用具有功率单元的全数字直 系统改造后，运行的机理是：首先，按照提升 是模拟形式。这种系统由于受元器件设计和制造 流诃节装置，进行转速调节和磁场电流调节，直接 速度图的要求，ＰＬＣ或给定滤波器发出相应的速 水平的限制，存在着一定的缺陷，突出表现在以下 给电动机励磁绕组供电，并为电枢调节部分提供 度给定电压信号，送往磁场６ＲＡ２４，通过其中的给 几个方面： 转速调『节输出信号。 定积分器，变为—个随时间连续变化的给定值信 ２．１结构复杂：矿井提升机电控系统的模拟 ３．３大力推广使用国外的微处理器全数字直 号，即提升速度图。然后，通过速度调节，转矩限 调节部分，大多是由１９８１年全国直流可控硅调速 流调节装置采用的模块化硬件结构，其具有硬件 幅，输出电流调节给定信号，一方面，作为励磁电 系统统一设计方案演变而来，由其组成的双闭环 结构单一、参数稳定且调整方便、调速精度高、可 流调节器的给定，确定了励磁电流的极性，决定了 调节系统有多达８Ｏ余块插件，使得整个系统电路 靠性好、便于维护、可方便地与上位机联网等特 电动机转矩的方向；另一方面，通过绝对值调节， 非常庞大。 点。新增数字调节系统选用全数字直流调速板为 作为电枢６ＲＡ２４中电流调节器的给定，确定了电 ２２精确度低：由于模拟器件本身的特性决 核Ｊ ，通过合适的外围电路没计，可以形成高性能 枢电流的大小，决定了电动机转矩的大小。从而实 定了提升系统的精确度低，有时出现由于速度控 的数字调节系统。 现了磁场换向无环流逻辑控制，保证了提升机力 制精度不高而产生的超速现象。 ３＿４考虑到矿井提升机ＳＣＲ—Ｄ电控系统电 矩图的实现。 ２－３调试复杂：模拟系统的各个插件必须单 动机电枢回路，采用两个６脉动变流器顺序串联 按匕述方案改造后，提升机电控系统的可靠 独调整，然后总体联调。Ｅ述情况，需要多次反复 ｌ２脉动供电的特点，同时，从简化外围电路考虑， 性和稳定性大大提高，故障率将明显低，日常维护 进行，才能使系统较理想的状态。调试周期长，工 利用两组由不带功率单元的调节板为核Ｊ 组成的 操作更加简便，经济效益显著，特别使矿井的安全 作量大。 电枢调节系统，分别对原有两个６脉动变流器（整 生产得到了保障。 ２４维护困难：由于前述各点，当出现故障 流柜）进行调节控制，保证在—组电枢调节系统故 参考文献 时，需要有较高理论基础和实践经验的人员才能 障时，提升饥仍然可以满载半速运行。 【ｌ】古月省三，谭得健，丁恩杰等．应用高新技术改造传 找出问题所在，因而系统维护脓匡、维修时问长。 ３ｊ安装接线时，要重视抗干扰措施，对外部 统煤炭工业口ｌ ２＿５故障率高：模拟系统插件中的任何一块 模拟量信号的输入接线采用屏蔽电缆，对输出的 【２ｌ夏荣海 井提升机械设刳 ．徐州：中国矿业大 的任意—点出现故障，都可能引起整个电控系统 脉冲信号采用双绞线，尽量加大与平行的电力电 学￣．ｋ２ｏｏｚ 不能正常工作。例如，由于系统参数的变化，引起 缆的问距。 ［３】马建民，赵增玉．现代提升机数字控制系绷北 电流限幅值的变化，经常出现起动和减速过程中， ３．６为提高调节系统性能，同时，根据提升机 京：中国矿业大学出版社。２００２．＆ ２１世纪能源结构将发生巨大变化，煤炭在能 源结构中的比例鹘 ，我国也不例外。但是由 于我国石油、天然气的储量有限，煤炭的主导地位 在短时间内不会有根本的改变。据有关部门预测， 到２０１０年我国需要煤１３．４亿吨。２Ｏ世纪９Ｏ年 —