矿井提升机的变频调速改造方案设计与实现

提升机传统的操作方式为，操作工人坐在煤矿井口操作台前，手握操纵杆控制电机正p反转各三挡速度。为适应操作工人这种操作方式，变频器采用多段速度设置，X1、X2 为正反转控制，X3、X4、X5 可设三挡速度(在变频器参数中通过恒速选择来实现)。变频调速原理图如图3 所示。

为实现变频调速系统的平滑控制功能，需对变频器的运行参数做相关设置，由于篇幅有限，这里只对和本系统运行有关的主要参数做相关设置，主要参数设置如表1所列。

4 提升机工作过程

提升机经过变频调速改造后，系统的工作性能发生了较大的变化。操纵杆控制电机正转三段速度，反转三段速度。不管电机正转还是反转，都是为了从矿井中将煤拖到地面上来，电机工作在正转和反转电动状态，只有在满载拖车快接近井口时，需要减速并制动，提升机工作时序图如图4所示。

图4 中，提升机无论正转、反转，其工作过程都相同，有起动、加速、中速运行、稳定运行、减速、低速运行、制动停车等七个阶段。提升机每提升一次的运行时间，与系统的运行速度、加速度及斜井的深度有关，各段加速度的大小，根据工艺情况确定，系统运行的时间可由操作工人根据现场的工况自定。图中各阶段的工作情况说明如下。

1)第一阶段0耀贼1 煤车车厢在井底装满煤后，发一个联络信号给井口提升机操作工人，操作工人在回复一个信号到井底，然后开机提升。重车从井底开始上行，空车同时在井口车场位置开始下行。

2)第二阶段t1-t2 重车起动后，加速到变频器的频率为f2的速度运行，中速运行的时间较短，只是一过渡段，加速时间内设备如果没有问题，立即再加速到正常运行速度。

3)第三阶段t2-t3 再加速段。

4)第四阶段t3-t4 重车以变频器频率为f3 的最大速度稳定运行，一般，这段过程最长。

5)第五阶段t4-t5 操作工人看到重车快到井口时立即减速，如减速时间设置较短时，变频器制动单元和制动电阻起作用，不致因减速过快跳闸。

6)第六阶段t5-t6 重车减速到以变频器频率为f1的速度低速爬行，便于在规定的位置停车。

7)第七阶段t6-t7 快到停车位置时，变频器立即停车，重车减速到零，操作工人发一个联络信号到井下，整个提升过程结束。

以上为人工操作程序，也可按PLC自动操作程序工作。图中加速和减速段的时间均在变频器上设置(具体实现只需将上述的人工沟通信号采用传感器来实现即可)。

5 结语

绕线式电机转子串电阻调速，电阻上消耗大量的转差功率，速度越低，消耗的转差功率越大。使用变频调速，是一种不耗能的高效的调速方式。

提升机绝大部分时间都处在电动状态，节能十分显著，经测算节能30%以上、取得了很好的经济效益。另外，提升机变频调速后，系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高，减少了运行故障和停工工时，节省了人力和物力，提高了运煤能力，间接的经济效益也很可观。