1,、引言
　　山東新汶礦務(wù)局協(xié)莊煤礦井下暗井550絞車，原老系統(tǒng)電網(wǎng)電壓為6kV,，電機(jī)功率260 kW,。原提升機(jī)的動力由繞線式電機(jī)提供，采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速,。
　　將高壓四象限運行,、矢量控制、能量反饋型變頻技術(shù),、PLC提升機(jī)電控技術(shù)應(yīng)用在井下斜井提升機(jī)上,，并滿足《煤礦安全規(guī)程》及《礦用一般型電氣設(shè)備》的要求，使設(shè)備達(dá)到各項安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),，穩(wěn)定運行,，是礦井井下斜井提升機(jī)安全、可靠,、高效提升的有效途徑,。
　　領(lǐng)取高壓變頻器礦用一般型KY認(rèn)證時，從國家煤炭防爆安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心獲悉,，國內(nèi)外至今沒有應(yīng)用于我國煤礦井下提升機(jī)的高壓提升機(jī)變頻器,，合康億盛在這個領(lǐng)域是開拓者。

拆分的變頻器在井下重新安裝
2,、技術(shù)比較
　　a,、交流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式
　　交流電機(jī)因為其結(jié)構(gòu)簡單、體積小,、重量輕,、壽命長、故障率低,、維修方便,、價格便宜等諸多優(yōu)點得以廣泛應(yīng)用，但交流單機(jī)、雙機(jī)拖動的提升系統(tǒng)以前采用繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速方式,，現(xiàn)已基本淘汰完,，此調(diào)速方式存在的問題如下：
　　（1） 提升機(jī)在減速和爬行階段的速度控制性能差,，經(jīng)常造成停車位置不準(zhǔn);
　?。?） 提升機(jī)頻繁的起動、調(diào)速和制動,，在轉(zhuǎn)子外電路所串電阻上產(chǎn)生相當(dāng)大的功耗;
　?。?） 電阻分級切換，實現(xiàn)有級調(diào)速,，設(shè)備運行不平穩(wěn),，引起電氣及機(jī)械沖擊;
　　（4） 再生發(fā)電時,，機(jī)械能回饋電網(wǎng),，造成電網(wǎng)功率因數(shù)低。尤其在供電饋線較長的應(yīng)用場合,，會加大變壓器,、供電線路等方面的投資;
　　（5） 低速時機(jī)械特性較軟,，靜差率較大;
　?。?） 起動過程和調(diào)速換擋過程中電流沖擊大，制動不安全不可靠,，對再生能量處理不力,，斜井提升機(jī)運行中調(diào)速不連續(xù)，容易掉道,，故障率高;
　?。?） 中高速運行震動大，安全性較差;
　?。?） 接觸器頻繁投切,，電弧燒傷觸點，影響接觸器的壽命,，設(shè)備維修成本較高;
　?。?） 繞線電動機(jī)滑環(huán)存在的接觸不良問題，容易引起設(shè)備型事故;
　?。?0）設(shè)備體積大,，發(fā)熱嚴(yán)重使工作環(huán)境惡化（甚至使環(huán)境溫度高達(dá)60℃以上）;
　　（11）設(shè)備維護(hù)工作量大,、維護(hù)費用高,，故障率高,。礦用生產(chǎn)是24h連續(xù)作業(yè)，即使短時間的停機(jī)維修也會給生產(chǎn)帶來很大損失,。
　　b,、高壓變頻調(diào)速方案
　　為克服傳統(tǒng)交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的缺點，采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)改造提升機(jī),。
　　改造方案：根據(jù)現(xiàn)場工況，將老電控及電阻調(diào)速裝置全部拆除,，更換新的電控系統(tǒng),，增加一套高壓變頻器。變頻器與PLC電控硬連接方案
　　變頻器和PLC電控采用硬連接：電控把開關(guān)量正向起停,、反向起停,、緊急停機(jī)、模擬量頻率給定送給變頻器,，可以控制變頻器運行;變頻器把開關(guān)量運行,、故障、就緒,、模擬量輸出電流,、輸出頻率給電控系統(tǒng)，即可以正常工作,。配合如下圖所示,。

變頻器與PLC電控硬連接
3、技術(shù)改造總目標(biāo)：
　?。?）提高主井提升機(jī)的效率,，實現(xiàn)節(jié)電的目的技術(shù)改造完成后，將現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子串電阻的轉(zhuǎn)差功率消型調(diào)速方式改為變頻變壓的轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速方式,。在正常工況下,，現(xiàn)有的大功率調(diào)速電阻群將不再使用，實現(xiàn)節(jié)電的目的,。
　?。?）提高系統(tǒng)的運用可靠性、安全性技術(shù)改造完成后,，由于在正常工況下不再使用大功率調(diào)速電阻群,，切換電阻用的接觸器將不再工作，較大幅度地減少電氣和機(jī)械故障對生產(chǎn)的影響,。
　　由于電壓和頻率均連續(xù)可調(diào),，電動機(jī)的起動電流可得到有效控制，轉(zhuǎn)矩沖擊將不再存在,，這將明顯地減少當(dāng)前的有級調(diào)速系統(tǒng)容易出現(xiàn)的齒輪箱和鋼絲繩等設(shè)備的機(jī)械故障,。
　　（3）提升系統(tǒng)改造后單次提升循環(huán)時間小于現(xiàn)有單次提升循環(huán)時間。
　?。?）重斗上行時,，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩必須克服負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩，起動時還要克服一定的靜摩擦力矩,，電機(jī)處于電動工作狀態(tài),，且工作于第一象限。在重斗減速時,，雖然重車在斜井面上有一向下的分力,，但重車的減速時間較短，電機(jī)仍會處于再生狀態(tài),，工作于第二象限,。當(dāng)另一列重車上行時，電機(jī)處于反向電動狀態(tài),，工作在第三象限和第四象限,。用能耗制動方式將消耗重力勢能;用回饋制動方式，可節(jié)省這部分電能,。在用變頻器驅(qū)動時需將原轉(zhuǎn)子串電阻部分全部短接,。提升機(jī)在運行過程中，井下和井口必須用信號進(jìn)行聯(lián)絡(luò),，信號未經(jīng)確認(rèn),，提升機(jī)不能運行。為安全性考慮,，液壓機(jī)械制動需要保留,，并在運行過程中實現(xiàn)液壓機(jī)械制動和變頻器的制動無縫結(jié)合。同時,，還使用高精度測速編碼器（每轉(zhuǎn)1000脈沖）進(jìn)行運行時機(jī)斗的位置及速度精準(zhǔn)閉環(huán)反饋,，保障運行安全。提升機(jī)傳統(tǒng)的操作方式為,，操作工人坐在煤礦井口操作臺前,，手握操縱桿控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)多檔調(diào)速,。為適應(yīng)操作工人這種操作方式,，變頻器可采用角編碼器與手握操縱桿相連，即手握操縱桿的角位移對應(yīng)角編碼器的速度給定,，可實現(xiàn)電機(jī)0到最大速度無級調(diào)速給定,。當(dāng)然變頻器還可實現(xiàn)按鈕啟動和自動提升。
4,、變頻調(diào)速提升系統(tǒng)的優(yōu)點
　?。?）提升機(jī)系統(tǒng)安全得以提高,，操縱更加容易系統(tǒng)能自動高精度地按設(shè)計的提升速度圖控制提升速度，極大地降低了提升機(jī)的操縱難度;減速時電力制動自動減速,，提升機(jī)司機(jī)無需再用施閘手段控制提升機(jī)減速,，避免了超速、過卷的發(fā)生,，杜絕了人工操作失誤,。
　　（2）提升系統(tǒng)電能消耗明顯下降每年可節(jié)約電能消耗約20%一50%,。變頻調(diào)速時轉(zhuǎn)子電阻被短接,，加、減速階段消耗在電阻上的大量電能被節(jié)約,。
　　（3）功率因數(shù)顯著增加功率因數(shù)將從轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的0.8左右提高到0.96以上,，大大提高了設(shè)備對電網(wǎng)容量資源的利用率,，減少了因無功電流引起的線路損耗。
　?。?）生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高能可靠的按系統(tǒng)設(shè)計的最短時間加,、減速，顯著縮短了一次提升時間,，提高了生產(chǎn)效率,。徹底解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中用制動閘施閘或電機(jī)斷電自然減速來操控低速運行時速度波動大、難于控制又不安全的難題,。
　?。?）電機(jī)發(fā)熱大幅減輕與轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速相比電機(jī)定子溫度平均下降了10℃左右，轉(zhuǎn)子溫度平均下降了20℃左右,，使電機(jī)運行的故障率大幅度減少,。
　　（6）系統(tǒng)維修量大幅度減少由于實現(xiàn)了提升全過程的電力牽引與電力制動,，機(jī)械閘只有在停車和安全回路保護(hù)動作時才起作用,，因此閘瓦的磨耗大幅度減少。由于變頻運行機(jī)械特性很硬,，不易發(fā)生鋼繩打滑,，這將明顯減少鋼繩和鋼繩襯墊磨損。由于電壓和頻率均連續(xù)可調(diào),，電動機(jī)的起動電流可得到有效控制,，轉(zhuǎn)矩沖擊不再存在，明顯地減少轉(zhuǎn)子電阻有級變速出現(xiàn)的齒輪箱和鋼絲繩等設(shè)備的機(jī)械故障,，減少了設(shè)備的維修量和維修費用,。
5 結(jié)束語
　　變頻改造后,，調(diào)速平穩(wěn)，高效安全,，提升機(jī)絕大部分時間都處在電動狀態(tài),，節(jié)能十分顯著，經(jīng)測算節(jié)能30%以上,，節(jié)電經(jīng)濟(jì)效益巨大,。變頻調(diào)速無疑是提升機(jī)調(diào)速首選方式。