ASCS转子双馈变频电控系统在矿井提升机中的应用

摘要：介绍了ascs转子双馈变频电控系统在平煤五矿主井提升机改造中的应用和电控系统的设备配置要求及运行情况。

关键词：ASCS转子 变频 提升机 应用

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0168-02

平煤五矿南主井提升机原电控系统为老式继电器电控，运行已近30a。低频机组、磁力站、操作台等电控设备由于采用继电器、接触器、磁放大器等分立元器件，存在设备使用效率低、可靠性差、噪声大、耗能大和安全保护不完善等缺点，设备已严重老化和落后，因此，决定对五矿南主井提升机电控系统进行技术改造，经过调研论证选用中矿大生产的ASCS转子双馈变频电控系统。

1 主井提升机电控系统设计原则

1.1 电控系统设计原则

以高可靠性、安全性及技术先进性为前提，采用安全、可靠、先进的新技术，完成提升机系统的控制及运行。从适应性、普遍性、通用性和成熟性选择所需设备，元器件进行严格筛选，关键环节一律采用可靠性高的部件。

2 电控系统设备配置要求

主井提升机的电控系统改造确定采用ASCS转子双馈变频电控系统后其驱动装置应能够适应各种提升工艺要求，按照预定的速度和提升要求实现平稳地启动、运行、减速、制动、停车。在整个循环中，应尽量减小电动机输出转矩的突变，减小钢丝绳的振动，停车必须准确。主要配置设备如下：

2.1高压配电装置

为满足提升机的6kV配电要求，应提供成套的6kV高压配电设备，高压开关柜应具有完善的五防功能。

2.2低压配电装置

低压开关柜由于提升机和辅机设备的380/220V配电。配电装置的引入和馈出应根据各用电设备的要求装设安全负荷隔离开关或断路器、接触器、继电器、控制开关以及由于远距离控制和连线的开关。还应装设有电压、电流测量仪表。

2.3转子变频柜及调节系统

全控双馈变频柜构成如图1所示，其中功率变换单元均由全控器件组成的三电平变换器构成。当转子馈出能量时，变换器CU1工作在全控整流状态，CU2工作在变压变频的逆变状态；当转子馈入能量时，两个变换器的工作状态与上述相反。

3 工艺及行程控制系统

3.1 PLC操作保护部分

PLC操作保护装置内含2台西门子PLCS7-300，1台用于提升机操作保护；另一台用于提升机行程监控。操作保护（PLC）的主要功能是：执行操作程序，生成开车信号和方向；实现各种故障保护及闭锁。

3.2数字行程监控器

数字行程监控器由PLC、2个轴编码器和井筒同步开关构成。2台轴编码器将提升机钢绳在线速度和行程位置转换脉冲信号分别送入PLC中，将部分操作信号、部分保护信号以及设定的一些行程参数与轴编码器信号综合进行逻辑运算处理，自动产生提升机所需的速度给定信号（即运行曲线），为了尽量减少起动、制动过程中的机械冲击，提高提升机控制精度，速度给定信号的加速、减速段为“S”型曲线，减速段行程通过PLC实际运算来调节减速度以保证其为一固定值，保证停车点不变和停车点的精度。数字行程监控器的定位精度不大于2cm。

3.3 安全回路系统

安全回路有2套，1套由PLC构成，另1套为继电器直动回路，实现PLC与继电器的相互冗余，系统的主要保护有：立即施闸类故障保护；提升容器过卷；高、低压电源断电故障；提升系统超过最高速度15%及减速段过速10%；提升容器到达终端时的速度超过2m/s；主电动机失磁；励磁回路过流；按下紧急停车钮；调节回路故障；制动系统风压故障；钢绳打滑超限；留有尾绳故障保护接口；定子、转子回路故障；错向操作；整流装置故障；主回路过电压或接地；电枢过电流；监控器与主轴失联；控制计算机故障；直流快开跳闸。

3.4提升系统的监测监控

监测装置应实现对提升速度和位置的连续监视，实现对提升机各部件的主要功能和故障的监视。由上位计算机实现人一机对话，并可显示：主回路及励磁回路；低压系统；提升系统全貌；速度图、力图（可保留3幅最新画面）；液压制动系统图；生产报表；故障信息；帮助（如何阅读画面）等。

4 主井提升机控制方式

4.1 手动操作

在提升机房设司机操作台对提升机实施手动操作。司机通过速度给定手把控制绞车的运行速度。

4.2 半自动控制

半自动控制操作方式即绞车司机通过起车按钮操作，绞车司机按下起车按钮后绞车按设定的速度自动完成一次提升循环。

4.3 全自动控制

全自动加速，接近井口自动减速。

4.4 检修运行

检修运行包括井筒检修及验绳，检修运行时绞车只能低速（0. 5m/s）运行，一般为手动操作。

4.5 应急操作方式 在微机系统出现故障时，可实现故障状态的全载半速运行。

5主井提升机电控系统主要技术性能、特点及应用

电动机为YR800-16/1730型交流绕线式高压电动机，功率800kV，电动机定子电压6kV，当提升机紧急制动时，可实现电气延时的二级制动。

主井提升机电控系统改造运行后主要特点为：

（1）主要技术性能是根据提升工艺控制要求及信号系统发生的信号指示，控制提升机的启动、运行、减速、停车等过程，运行平稳可靠。实现提升机的自动、半自动、手动运行，满足了提升机控制工艺要求及各种安全联锁保护要求。

（2）安全回路闭锁了提升机的运行条件，只有当外部设备运行正常，具备开车条件后，才允许提升机运转，安全回路闭锁了提升机的全部故障保护信号，故障一旦发生，提升机立即进行紧急制动，对于提升系统出现的轻故障，允许完成本次提升，待排除故障后，提升机方可继续运行。

（3）系统应用是通过PLC与工控机之间的通讯实现监控目的。上位监控具备提升信号类显示、综合后备保护、提升机运行过程及事故显示记录、数据存储及查询等功能，为提升机故障原因及动态过程分析提供了依据。调试期间可在显示器上以梯形图形式显示PLC控制程序并监控各逻辑回路动作情况，调试及检修非常方便。

6结束语

通过使用ASCS转子双馈变频电控系统后，提高了提升机系统运行的可靠性，减少了故障率，为提高生产、节约成本提供了条件。对新设备在使用中存在的不足和问题将及时进行改进，使系统更加完善和合理。