HLP变频器在矿井提升设备上的应用
矿井提升机在矿山担负着地下和地面之间运送人员、物料以及货物等任务，是一个咽喉设备。在每次运行的过程中，从启动、加速、减速一直到爬行停车整个过程中负载不发生变化，并且运行的过程既可能是负载提升，又可能是负载下放，对电机而言就是位能性负载，并且需要四象限运行。
目前我国矿井提升机交流电控设备中仍大量沿用传统的在绕线型异步电机转子回路中接入金属电阻，用控制器或磁力站切除电阻的方法进行调速。这种调速方式为有级调速，在不同速度换档切换的过程中，调速特性为跳跃式变化，不仅调速性能不好，并且对系统会产生较大的冲击，对机械设备特别是减速器十分不利。另外，在电机运行在再生制动区域时，所产生的大量能量都不得不人为地消耗在转子电阻上，对能源而言是极大的浪费。
近年来，随着我国自动化技术的提高，变频器在各行各业中得到了大量而广泛的应用，变频器用于矿井提升机负载也日益增多，本文介绍海利普变频器应用于某煤矿提升机改造的案例。
2．HLP变频器介绍
HLP-A采用新型 IGBT 为主控器件，全数字化设计，以高可靠性、易操作、高性能为设计目标，用于鼠笼式电机或绕线式转子串电阻电机控制，既可用于新矿井安装，也可用于老矿井改造。主要特性如下：
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•功率范围：0.4KW~22KW（单、三相220V）； 0.75KW~450KW(三相380V)； •以大规模电机控制IC＋IGBT为核心，具有多种保护功能，整机可靠性高； •对进线电压适应性强，波动可达±20%,特别适用于电网质量较差的国家与地区； •软件功能强大，内置有多种控制方式，广泛适应各种工业场合的控制需求； •内置PID调节器，可方便地构成闭环控制系统； •内置简易PLC，具有牵升、扰动、多段速控制、程序运行等多种功能； •高输出扭矩，1HZ时可达150%；频率解析度高达0.01HZ； •过载能力强，150% (1分钟)，200% (2ms)； •具有良好的通讯制界面，极易组成集中控制系统； |
3．HLP变频器在矿井提升设备上的应用
山西河津某大型煤矿矿井提升设备示意图如下图所示：
图1 提升机系统示意图
电机为130KW/380V 4对极绕线型异步电机，额定电流250A，减速箱传动比为20:1。轿厢净重750Kg，最大载重量2000Kg，竖井高度300米。
原系统采用转子串接电阻分级调速，上行下行调速过程人工操作，能源浪费严重，乘车舒适性差。经过变频改造采用海利普HLPA018543B型变频器和PLC构成调速系统。新的系统调速结构如下图所示：
图2 变频调速系统示意图
用户按上行按钮则变频器正转牵引轿厢上行，按下行按钮则变频器反转牵引轿厢下行。行程开关分别安装在竖井20m、50m、250m和280m处，作速度切换之用。编码器用于检测轿厢速度，防止超速。故障端子用于输入越顶等故障信号，用来控制抱闸器起保护作用。
系统工作流程如下：
上行：变频器正转启动信号――》5Hz时发出松闸信号――》抱闸器松开―－》运行到行程开关4发中速信号―－》运行到行程开关3发高速信号―－》运行到行程开关2发中速信号―－》运行到行程开关1发停车信号――》5Hz时发出抱闸信号――》变频器停止运行。
下行：变频器正转启动信号――》延时5S发出松闸信号同时发反转信号――》抱闸器松开―－》运行到行程开关1发中速信号―－》运行到行程开关2发高速信号―－》运行到行程开关3发中速信号―－》运行到行程开关4发停车信号――》5Hz时发出抱闸信号――》变频器停止运行。
变频器参数设置如下表：
表1 参数设置
4．结论
经过现场运行观察，系统运行非常平稳，达到了设计要求，说明HLP-A型变频器完全可以适用于矿井提升机。
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