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防爆绞车系统发展简史:
全国煤矿井下安装有上万部交流提升机(以下简称绞车),从控制系统分析,主要有以下几种系统,而这几种系统又代表了我国绞车电控系统的发展历史。
1. 没有控制系统的绞车:
随着《安全生产法》及《煤矿安全规程》的颁布及施行,此类绞车在井下提升领域已经很少了,主要是应用在55KW以下的小卷筒小功率的调度绞车或临时提升物料的绞车。
2. 转子串电阻调速的绞车电控系统(俗称“电绞”):
由于国家对安全生产的重视,根据《煤矿安全规程》的规定,在高瓦斯及高煤尘的工作环境,要求采用防爆的绞车电控系统。
此时,大量的采用转子串电阻调速的电控系统被我国的煤矿广泛应用。这种防爆电控系统,在防爆电机的转子上串联防爆电阻,通过逐级投入或切除电阻来达到调速目的。
该系统的双线制保护是通过增加测速发电机或自整角机测量速度,由此速度信号而形成的后备保护系统来实现,也有个别的是采用轴编码器来进行测速的。
该系统在当时的技术条件下确实解决了对井下绞车电控系统的防爆需要。但其缺点也是尤其明显的:
l 失爆:由于在调速及制动过程中,防爆电阻消耗大量的能量,导致防爆电阻箱过热而使得防爆箱变红、变形,不仅增加了系统的维护量,更为严重的是形成失爆,为煤矿井下带来安全隐患。
l 安全隐患大:由于在负力提升状态下采用电阻消耗能量制动,且传动系统任何保护,因此一旦制动系统有问题,易形成“飞车”事故,给安全生产造成隐患。
l 占用空间大:在此系统中,大量防爆电阻的投入,而占用了大面积的井下硐室,增加了车房硐室开拓的费用和难度。
l 调速精度低:从技术上该系统都是通过投入和切除电阻来进行调速的,故其调速系统只能是分级调速,而无法做到无级调速,且加减速度不易控制,这样又为绞车提升过程中造成安全隐患,容易造成掉道等事故的发生。
l 无法实现控制的双线制。
3. 防爆液压绞车系统(俗称“液绞”):
4.全数字防爆四象限变频绞车电控系统(一般称为“变频绞车”):
为解决以上系统存在的这样或那样的缺点,在2001年唐山开诚电器有限责任公司独立开发了全数字防爆四象限变频绞车电控系统。
在变频绞车电控系统中,以防爆四象限变频器为主要拖动设备,通过双PLC数字控制技术,实现《煤安规程》中规定的绞车双线制保护及控制。具体优点有:
l 调速精度高,调速范围广:调速精度不低于0.5%,调速范围为0.3~额定转速。
l 双线制保护:由于采用一条硬件安全电路和两条软件安全电路相互冗余,使得系统更加安全可靠。
l 双线制控制:正常提升时,采用双PLC系统相互监视,相互冗余。当其中一个PLC系统发生故障时,另一个PLC系统仍可投入进行应急开车,最大程度的给用户减少损失。
l 操作简便:司机操作简单,系统安全性大大提高。
l 节能效果明显:系统将再生能量通过四象限变频调速装置回馈电网,采用AFE自换向技术保持回馈电流与电网电压的反相位,真正实现回馈制动。