【正文】 旋鈕，按下“減少”按鈕 1s 鐘后，“數(shù)字深度指示器”左指示變?yōu)樯蠝p速點(diǎn)前某一位置，繼續(xù)按下“減唐山開誠電器有限責(zé)任公司 謝一礦－ 320 交通井、進(jìn)風(fēng)井防爆變頻絞車 版本： 07092020 21 少”按鈕， 則左指示由該位置開始減少，到上減速位置時(shí)，減速鈴響。 3)、過卷試驗(yàn) : 右轉(zhuǎn)“過卷”旋鈕，按下“減少”按鈕 1s 鐘后，“數(shù)字深度指示器”左指示變?yōu)?2m，繼續(xù)按下“減少”按鈕，則左指示由0 開始增加，到上過卷位置時(shí)，“上過卷”指示燈點(diǎn)亮。 2)、定點(diǎn)超速試驗(yàn) : 右轉(zhuǎn)“定點(diǎn)超速”旋鈕，按下“增加”按鈕 1s 鐘后，則司機(jī)臺上“數(shù)字深度指示器”右指示變?yōu)橄露c(diǎn)位置 ， 繼續(xù)按下“增加”按鈕，則反向速度逐漸增加，當(dāng)速度超過 2m/s 時(shí)，司機(jī)臺上“ 2m/s 定點(diǎn)超速”指示燈點(diǎn)亮。試驗(yàn)時(shí)，將兩手柄唐山開誠電器有限責(zé)任公司 謝一礦－ 320 交通井、進(jìn)風(fēng)井防爆變頻絞車 版本： 07092020 20 置于 零位，試驗(yàn)旋鈕置于“試驗(yàn)”位置，待司機(jī)臺上“試驗(yàn)”指示燈閃爍指示時(shí)可進(jìn)行以下試驗(yàn)。 6. 試驗(yàn)方式 本系統(tǒng)設(shè)有“等速超速”，“定點(diǎn)超速”，“過卷”和“減速”試驗(yàn)功能。 對制動(dòng)閘檢修完畢后，把 操作臺左 上第二個(gè)開關(guān)打到“正常”位置，操作臺屏幕上 “調(diào)繩 /閘檢修”紅燈滅?？赏ㄟ^控制制動(dòng)手柄來達(dá)到敞閘的目的。 5. 閘檢修： 將操作臺左上第二個(gè) 轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“ 閉合”位置， 在 觸摸屏上 有一“調(diào)繩 /閘檢修 ” 燈閃爍 。 下復(fù)位：將深度值復(fù)位成“井深值” (以 左 深度為準(zhǔn) )。 4. 深度復(fù)位 ： 上復(fù)位：將深度值復(fù)位成“ 0” (以 左 深度為準(zhǔn) )。應(yīng)急開車時(shí)最高速度限為 。檢修方式主要用作 PLC2 故障時(shí)的一種應(yīng)急開車，還可用來掛繩和換繩。 當(dāng)停車后仍想再次上提或下放一定距 離，可將過卷旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的位置，如在井底轉(zhuǎn)換到“下過卷”即可再次向下放 2. 檢修方式： 在手動(dòng)操作方式下，將“檢修”轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“檢修”位置，則“檢修”指示燈開始閃爍指示，表明已進(jìn)入“檢修方式”。 兩手柄配合間隔時(shí)間不得超過 5 秒，如果超過 5 秒系統(tǒng)會認(rèn)為是誤操作，自動(dòng)解除本次操作。當(dāng) 人 車運(yùn)行到所選 設(shè)定 的減速點(diǎn)時(shí)，會自動(dòng)減速， 在停車點(diǎn)自動(dòng)停車 。 嚴(yán)禁在運(yùn)行中施閘。主令手柄用來控制正反向速度大小，手柄推 (拉 )到最大，對應(yīng)額定速度。 三、 正常操作： 1. 手動(dòng)開車： 將“操作方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“手動(dòng)”位置， 接到信號系統(tǒng)“上提 ” 或“下放” 信號后，司機(jī)臺上“運(yùn)行準(zhǔn)備好”指示燈開始閃爍指示。 3. 將 “ 操作方式 ” 轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“復(fù)位”位置，將主令手柄和制動(dòng)手柄置于零位。 二、 操作 準(zhǔn)備： 1. 合電源回路磁勵(lì)開關(guān) Q0 Q0 Q04。 唐山開誠電器有限責(zé)任公司 謝一礦－ 320 交通井、進(jìn)風(fēng)井防爆變頻絞車 版本： 07092020 17 第 三章 操作說明 一、 早班準(zhǔn)備： 由于本系統(tǒng)采用數(shù)字量控制，兩個(gè)編碼器之間會產(chǎn)生誤差，因此 ，要求每天早班司機(jī)第一勾將車提到上停車點(diǎn)，然后進(jìn)行深度復(fù)位，將左 邊指示的井深值同步為“ 0”。 3. 完成本次開車后、不允許再次開車故障 ：開車前若出現(xiàn)這類故障，則開不起車；若在運(yùn)行過程中出現(xiàn)，則允許本次開車完成，但不允許下次開車，除非故障解除后。 2. 先電氣制動(dòng)、后安全制動(dòng)故障 ：這類故障 發(fā)生后，傳動(dòng)系統(tǒng)會自動(dòng)進(jìn)行減速，當(dāng)速度降到爬行速度時(shí)會立即轉(zhuǎn)為緊急制動(dòng)。 h) 松繩故障。 f) 錯(cuò)向。 d) 手動(dòng)緊停故障。 b) 過卷故障。一旦安全電路釋放，就會立即封鎖變頻器，跳制動(dòng)油泵，并控制液壓電磁閥實(shí)施安全制動(dòng)，抱安全閘。安全電路斷開后，系統(tǒng)會立即解除運(yùn)行控制指令，封鎖變頻器，分制動(dòng)油泵，斷開 安全閥和 KT 線圈，進(jìn)行緊急制動(dòng)。對絞車進(jìn)行各種操作和控制 唐山開誠電器有限責(zé)任公司 謝一礦－ 320 交通井、進(jìn)風(fēng)井防爆變頻絞車 版本： 07092020 15 c) 本安軸計(jì)數(shù)器 (軸編碼器 )： 分別采集兩個(gè)不同傳動(dòng)軸的運(yùn)行參數(shù)，分別由兩個(gè) PLC根據(jù)各自采集的軸的運(yùn)行參數(shù)計(jì)算兩個(gè)軸的運(yùn)行速度以及 提升容器 當(dāng)前 的深度，以形成系統(tǒng)的各種保護(hù)。主要功能為： ? 構(gòu)成控制電路和保護(hù)電路； ? 實(shí)現(xiàn)控制信號與故障信號的隔離與轉(zhuǎn)換； ? 形成一條硬件安全電路和兩條軟件安全電路，三者相互冗余與聯(lián)鎖； ? 完成工作閘、安全閘控制； ? 構(gòu)成應(yīng)急操作回路； ? 完成二級制動(dòng)控制。 b) 防爆輸入電抗 器箱 ： 防爆輸入電抗器箱主要功能是提高直流母線電壓；改變相位角，通過變頻器的 AFE 技術(shù)使得輸入電流與網(wǎng)側(cè)電壓呈同相位，使功率因數(shù)接近于 1；濾除高次諧波，減小對電網(wǎng)的污染。該裝置的主要功率器件選用了進(jìn)口產(chǎn)品，使該裝置具有功能豐富可靠、調(diào)節(jié)靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)和使用壽命長的特點(diǎn)。 三、 系統(tǒng)構(gòu)成： 防爆四象限變頻絞車電控系統(tǒng)是采用四象限變頻調(diào)速 裝置的 拖動(dòng)系統(tǒng)和基于雙線制控制的采用雙 PLC 的控制系統(tǒng)及相關(guān)傳感器構(gòu)成： 1. 傳動(dòng)系統(tǒng) ： a) 防爆四象限變頻調(diào)速 裝置 ： ZJT30 隔爆兼本安智能變頻調(diào)速裝置是我公司引進(jìn)國外先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的適用于煤礦井下防爆絞車四象限工作要求的變頻調(diào)速裝置。 18. 速度圖 ：本系統(tǒng)自動(dòng)生成“位置 —— 速度” 包括曲線，即速度圖，根據(jù)速度的變化在速度圖上分為加速段、勻速段、減速段、爬行段及停車段，速度圖見下圖。 16. 二級制動(dòng) ：二級制動(dòng)是指在安全制動(dòng)時(shí)，將機(jī)械 閘的制動(dòng)力分兩次施加在閘盤上，目的是 防止因 緊急制動(dòng) 而 產(chǎn)生過大的減速度 導(dǎo)致對 人員或設(shè)備的傷害，一般通過控制閘的油壓來完成。 但 由于變頻器中很大一部分成本在于 IPM 模塊 和其控制電路因此采用可控整流和 AFE 回饋單元會使得變頻器的成本大幅提高，故 采用 PWM 可控整流技術(shù)的變頻器相當(dāng)于兩臺未采用可控整流技術(shù)的變頻器 ，從理論上來講，成本提高接近一倍。但是，通過在變頻器中采用 PWM 整流電路，就可以基本 解決 這個(gè)問題。同時(shí)，通過 AFE 技術(shù)，自動(dòng)將回饋的電流相 位保持與電網(wǎng)電壓相位的反相位，而真正達(dá)到向電網(wǎng)回饋正弦波的能量，且如發(fā)電機(jī)的狀態(tài)一樣的運(yùn)行。 ? AFE 回饋 ：采用可控整流 +AFE 控制單元。 當(dāng)電機(jī)產(chǎn)生再生能量時(shí)，直流母線電壓提升，回饋單元將能量通過自耦變壓器回饋電網(wǎng)。 ? 整流回饋 ：即采用普通三相全波整流 +回饋單元 +自耦變壓器的形式。當(dāng)電機(jī)為電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通過 AFE 技術(shù)的控制，電流的相位可以和電壓同相位，使功率因數(shù)接近于 1；當(dāng)電機(jī)為發(fā)電狀態(tài)時(shí)，通過 AFE 技術(shù)的控制，電流的相位可以和電壓反相位，我們知道，發(fā)電機(jī)的電流和電壓是反相位的，而此時(shí)就可以將電機(jī)理解為發(fā)電機(jī)在運(yùn)行。 13. 可控整流 ：普通兩象限變頻器的三相全波整流單元為非可控的整流單元，故該單元無法實(shí)現(xiàn)再生能量的回饋，因此為實(shí)現(xiàn)再生能量的回饋將三相全波整流單元設(shè)計(jì)成可控整流，例如我們采用的仍然是 IPM 來作為整流單元。一般適用于由高速旋轉(zhuǎn)降至低速旋轉(zhuǎn)，故制動(dòng)過程及減速度無法精確控制。 電氣制動(dòng)形式主要分為 動(dòng)力制動(dòng) (直流制動(dòng) )、 能耗制動(dòng) 、回饋制動(dòng)，這 三 種制動(dòng)方式將在下文進(jìn)行論述。 同機(jī)械制動(dòng)相比，電氣制動(dòng)有許多優(yōu)點(diǎn)，例如體積小，維護(hù)簡單，可靠性好等。 10. 電氣制動(dòng)： 由于在變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的調(diào)整控制是通過改變變頻器的輸出頻率進(jìn)行的，當(dāng)把變頻器的輸出頻率降至電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的頻率以下時(shí)，負(fù)載的機(jī)械能將被轉(zhuǎn)換為電 能，并被回饋到變頻器。電機(jī)需要在給定的轉(zhuǎn)速大于實(shí)際轉(zhuǎn)速時(shí)，即正力運(yùn)行唐山開誠電器有限責(zé)任公司 謝一礦－ 320 交通井、進(jìn)風(fēng)井防爆變頻絞車 版本： 07092020 9 時(shí)為電動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)為耗能運(yùn)行；而當(dāng)電 機(jī)在負(fù)力提升時(shí)為發(fā)電狀態(tài)，可視電機(jī)為發(fā)電機(jī)，因此需將再生能量進(jìn)一步 處理。而對于采用了變頻器的交流調(diào)速系統(tǒng)來說，由于電動(dòng)機(jī)的起停都是在低速區(qū)進(jìn)行而且加減速過程都比較平緩，電動(dòng)機(jī)的功耗和發(fā)熱較小，可以進(jìn)行較高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn) 。而在采用變頻器的交流調(diào)速系統(tǒng)中，由于可以通過改變變頻器的輸出頻率使電動(dòng)機(jī)按照斜坡函數(shù)的規(guī)律進(jìn)行減速，并在電動(dòng)機(jī)減速至低速范圍后 再進(jìn)行相序切換，進(jìn)行相序切換時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流可以很小。利用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，只需改變變頻器內(nèi)部逆變電路換流器件的開關(guān)順序即可以達(dá)到對輸出進(jìn)行換相的目的，很容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換而不需要專門設(shè)置正反轉(zhuǎn)切換裝置。采用矢量控制方式的交流調(diào)速系統(tǒng)不僅在調(diào)速范圍上可以與直流電 動(dòng)機(jī)相匹敵，而且可以直接控制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。由于在這種控制方式中必須同時(shí)控制異步電動(dòng)機(jī)定子電流的幅值和相位，即控制定子電流矢量，故這種控制方式被稱為矢量控制方式。這種控制方式也被稱為SPWM 控制。在這種控制方式中，以較高頻率對逆變電路的半導(dǎo)體開關(guān)元器件進(jìn)行開 關(guān) ，并通過改變輸出脈沖的寬度來達(dá)到 控制電壓 (電流 )的目的。其功率損耗小，發(fā)熱低，為解決防爆變頻調(diào)速裝置的散熱問題提供了有利的 條件。 4. IPM(Intelligent Power Module，智能功率模塊 )：是一種將功率開關(guān)器件及其驅(qū)動(dòng)電 路，保護(hù)電路等集成在同一封裝內(nèi)的集成模塊。 整流電路 直流中間電路 逆變電路交流電頻率和電壓可調(diào)的交流電交流電(工業(yè)電源)控制電路 變頻器的基本構(gòu)成 3. IGBT(Isolated Gate Bipolar Tra nsistor，隔離門極雙極型晶體管 )：是目前廣泛應(yīng)用于中小容量變頻器中的一種半導(dǎo)體開關(guān)器件。 2. “交 直 交”變頻器 ： 從某種意義上來說，變頻器就是一個(gè)可以任意改變頻率 的交流電源。 電機(jī)的同 步轉(zhuǎn)速 pfns 60? 且 轉(zhuǎn)差率 ssn nns ?? 因此， 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 psfsnn s )1(60)1( ????? n ——— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速， r/min； ns——— 同步轉(zhuǎn)速， r/min； f ——— 電源頻率， Hz； 唐山開誠電器有限責(zé)任公司 謝一礦－ 320 交通井、進(jìn)風(fēng)井防爆變頻絞車 版本： 07092020 6 p ——— 電動(dòng)機(jī)磁極對數(shù)； s ——— 轉(zhuǎn)差率 。因此異步電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速總是小于其同步轉(zhuǎn)速。 唐山開誠電器有限責(zé)任公司 謝一礦－ 320 交通井、進(jìn)風(fēng)井防爆變頻絞車 版本： 07092020 5 第 二章 基礎(chǔ)及術(shù)語 一、 術(shù)語 和基礎(chǔ)知識 ： 1. 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速： 異步電動(dòng)機(jī)定子磁場的轉(zhuǎn)速被稱為異步電動(dòng)機(jī)的 同步轉(zhuǎn)速 。 ? 操作簡便 ：司機(jī)操作簡 單，系統(tǒng)安全性大大提高。 ? 雙線制控制 ： 正常提升時(shí)， 采用雙 PLC 系統(tǒng)相互監(jiān)視，相互冗余 。具體優(yōu)點(diǎn)有： 唐山開誠電器有限責(zé)任公司 謝一礦－ 320 交通井、進(jìn)風(fēng)井防爆變頻絞車 版本： 07092020 4 ? 調(diào)速精度高 ，調(diào)速范圍廣 ：調(diào)速精度不低于 %，調(diào)速范圍為 ~額定轉(zhuǎn)速。 二、 全數(shù)字防爆四象限變頻絞車電控系統(tǒng) (一般稱為“變頻絞車” )： 為解決以上系統(tǒng)存在的這樣或那樣的缺點(diǎn)，在 2020 年唐山開誠電器有限責(zé)任公司獨(dú)立開發(fā)了全數(shù)字防爆 四象限變頻絞車電控系統(tǒng)。 ? 密封差 ：由于我國的密封件的材質(zhì)及加工水平較低，故 液壓系統(tǒng) 的密封性能較大，尤其是系統(tǒng)投入一年以后 ， 漏油比較嚴(yán)重，因此 液壓系統(tǒng)后期維護(hù)量 大， 維護(hù)成本高，維護(hù)時(shí)間長，給用戶造成較大的損失。但在一段時(shí)間的應(yīng)用后，其缺點(diǎn)也就隨之暴露： ? 傳動(dòng)效率低 ：通過上面論述可以知道，來自油泵電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力通過一系列的傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)卷筒，因此其傳動(dòng)效率是比較低的，一般能做到 70%就非常不錯(cuò)了。 該系統(tǒng)的雙線制保護(hù)也是通過增加測速發(fā)電機(jī)或自整角機(jī)唐山開誠電器有限責(zé)任公司 謝一礦－ 320 交通井、進(jìn)風(fēng)井防爆變頻絞車 版本： 07092020 3 測量速度，由此速度信號而形成的后備保護(hù)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，也有個(gè)別的是采用軸編碼器來進(jìn)行測速的。 3. 防爆液壓絞車 系統(tǒng) (俗稱“液絞” )： 由于電絞存在著上述的種種缺點(diǎn)，八十年代初防爆液壓絞車系統(tǒng)出現(xiàn)了。 ? 調(diào)速精度低 ：從技術(shù)上該系統(tǒng)都是通過投入和切除電阻來進(jìn)行調(diào)速的，故其調(diào)速系統(tǒng)只能是分級調(diào)速，而無法做到無級調(diào)速 ，且加減速度不易控制 ，這樣又為絞車提升過程中造成安全隱患，容易 造成 掉道 等事故的發(fā)生。 ? 安全隱患大 ：由于在負(fù)力提升狀態(tài)下采用電阻消耗能量制動(dòng)，且傳動(dòng)系統(tǒng)任何保護(hù)，因此一旦制動(dòng)系統(tǒng)有問題，易形成“飛車”事故，給安全生產(chǎn)造 成隱患。 該系