摘要：井下絞車普遍采用能耗制動(dòng)、電阻調(diào)速，由于其維修量大、制動(dòng)不平穩(wěn)、占用空間大、安全隱患大，且各項(xiàng)安全保護(hù)功能和防爆性能已不適應(yīng)當(dāng)前安全提升的需要。經(jīng)技術(shù)人員研究分析，全數(shù)字防爆四象限變頻絞車電控系統(tǒng)，可從根本上解決以上問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：提升絞車；防爆變頻；電控系統(tǒng)；井下絞車

中圖分類號(hào)：M921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）07-

1 問(wèn)題的提出

由于國(guó)家對(duì)安全生產(chǎn)的重視，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，在高瓦斯及高煤塵的工作環(huán)境，要求采用防爆的絞車電控系統(tǒng)。全國(guó)煤礦井下安裝有上萬(wàn)部交流提升機(jī)，大量的采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的電控系統(tǒng)被我國(guó)的煤礦廣泛應(yīng)用。這種防爆電控系統(tǒng)，在防爆電機(jī)的轉(zhuǎn)子上串聯(lián)防爆電阻，通過(guò)逐級(jí)投入或切除電阻來(lái)達(dá)到調(diào)速目的。該系統(tǒng)在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下確實(shí)解決了對(duì)井下絞車電控系統(tǒng)的防爆需要。但其缺點(diǎn)也是尤其明顯的：維修量大、制動(dòng)不平穩(wěn)、占用空間大、安全隱患大、容易失爆、調(diào)速精度低、無(wú)法實(shí)現(xiàn)控制的雙線制。為解決以上存在的各種缺點(diǎn)，出現(xiàn)了全數(shù)字防爆四象限變頻絞車電控系統(tǒng)，以防爆四象限變頻器為主要拖動(dòng)設(shè)備，通過(guò)雙PLC數(shù)字控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)《煤安規(guī)程》中規(guī)定的絞車雙線制保護(hù)及控制，絞車安全提升得到保證。

2 全數(shù)字防爆四象限變頻絞車電控系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）變頻器采用交-直-交變頻控制技術(shù)，具有多種控制模式，調(diào)速范圍廣、調(diào)速靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)。

（2）變頻裝置具有起動(dòng)電流小、啟動(dòng)平穩(wěn)、節(jié)能效果顯著、可頻繁起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

（3）電壓矢量PWM控制方式，低頻高轉(zhuǎn)矩輸出，低噪音。

（4）具有過(guò)電壓、欠電壓、過(guò)負(fù)載、過(guò)熱、瞬間停電、失速防止、輸出回路及快速熔斷器

保護(hù)。

（5）采用軸編碼器和PLC相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)給定、行程、速度、油壓等信號(hào)的數(shù)字化控制。

（6）能夠?qū)崿F(xiàn)提升機(jī)的軟起、軟停和無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，也可分段予置，連續(xù)調(diào)節(jié)。具有轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和直流制動(dòng)功能，使重車啟動(dòng)正常，停車時(shí)更加

平穩(wěn)。

（7）采用兩套PLC和部分硬件組成安全電路，相互冗余，相互聯(lián)鎖，確保提升機(jī)可靠運(yùn)行。

3 全數(shù)字防爆四象限變頻絞車電控系統(tǒng)構(gòu)成

提升機(jī)電控系統(tǒng)由傳動(dòng)系統(tǒng)、PLC防爆控制箱、本安操作指示臺(tái)和本安軸計(jì)數(shù)器等幾部分組成。

4 全數(shù)字防爆四象限變頻器

防爆四象限變頻器其工作原理是先將三相或單相不可調(diào)工頻電源經(jīng)過(guò)整流橋整流成直流電，再經(jīng)過(guò)逆變橋把直流電逆變成頻率任意可調(diào)的交流電，以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。

變頻調(diào)速裝置是由電抗器箱和變頻器箱組成。變頻調(diào)速系統(tǒng)是由主回路（旁路接觸器、充電電阻、輸入電抗器、濾波電容器和6組模塊組成）和控制回路（隔離變壓器、控制電源板、主控板、PIB板、顯示屏、PID板組成）組成。

5 系統(tǒng)運(yùn)行效果

（1）實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)主回路控制器件真空化、無(wú)觸點(diǎn)化的要求。采用PLC電腦控制，90%左右的控制器件由PLC程序代替，避免了燒壞繼電器及觸點(diǎn)等事故的發(fā)生，減少了事故，促進(jìn)了安全。

（2）安全回路閉鎖了提升機(jī)的運(yùn)行條件，并具有軟、硬件多重聯(lián)鎖保護(hù)功能。各項(xiàng)安全指標(biāo)均符合“提升絞車安全提升專項(xiàng)整治”和“礦井提升質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)”的要求。

（3）PLC程序控制系統(tǒng)，按照運(yùn)行速度圖的要求，指揮提升機(jī)自動(dòng)減速、自動(dòng)停車及多重過(guò)卷保護(hù)，有效地扼制了過(guò)卷事故的發(fā)生。

（4）利用雙路光電編碼器實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)的運(yùn)行速度及位置的數(shù)字化檢測(cè)和控制，提高了系統(tǒng)控制精度及可靠性。

（5）上位監(jiān)控具備提升信號(hào)種類顯示、綜合后備保護(hù)、提升機(jī)的運(yùn)行和事故顯示等功能，為提升機(jī)故障原因的分析提供了依據(jù)。

（6）液壓泵站全部采用具有防爆性能的電氣元件，防爆性能十分可靠。具有無(wú)級(jí)調(diào)壓、結(jié)構(gòu)緊湊、連續(xù)工作、制動(dòng)安全可靠的特點(diǎn)。

（7）防爆三相異步電動(dòng)機(jī)其防爆性能符合《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分：防爆型“d”》（GB3836.2）的規(guī)定。

6 結(jié)語(yǔ)

該電控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定的絞車雙線制保護(hù)及控制，使得系統(tǒng)更加安全可靠，具有控制性能優(yōu)良、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行效率高、維護(hù)工作量小、節(jié)能效果明顯等諸多優(yōu)點(diǎn)，各項(xiàng)安全保護(hù)功能和防爆性能適應(yīng)當(dāng)前安全提升的需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 于廣勝.煤礦井下交流變頻絞車的應(yīng)用與維護(hù)[J].煤礦機(jī)械，2009，（6）.

[2] 張振濤，馬安雄.高壓變頻在煤礦提升機(jī)上的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2008，（6）.

作者簡(jiǎn)介：許本領(lǐng)（1981-），男，內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責(zé)任公司巴彥高勒礦井機(jī)電技術(shù)員，助理工程師，研究方向：井下機(jī)電管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）