前言
众所周知,在采矿生产作业里,矿井提升机具有不可替代的作用。它是连接地面和井下的重要枢纽,是安全运送人员和货物的生命线。其运行的安全性,稳定性,会影响整个矿山的正常生产以及矿井工作人员的生命安全。而它的调速系统又是重中之重。想要设计一个调速系统符合自己理想,要先了解它的工作特点。矿井提升系统具有的特点包括:控制系统复杂、安全可靠性要求高、拖动负载大。提升机的控制系统与提升机是否能够平稳、安全、高效地起动与制动运行有着紧密联系。而能否减少机械磨损,防止械冲击,关系到提升机使用寿命的长短。根据这些年来采矿业发展表明,表层矿已经开采的差不多,只有不断增加开采深度,矿山车生产也会日益走向集中化,大型化,数字化,已经不满足于传统的电气传动方式。设计新的传动系统的要求包括:系统安全性强,调速精确度高,调速稳定性好,工作效率高,调速性能好,使电机能正、反转,电动制动运行,可以快速切换运行状态,动态响应时间短等。
矿井提升机控制系统大致有三种,中小型的提升机大多数都是电气传动系统设备简单的转子电路串电阻调速系统,采用这样控制系统的矿井提升机调速的稳定性会比较差,机械特性不够硬,常常会造成意外事故。而且提升机如果过于频繁的启动,制动会在电阻上中产生相当大量的能耗造成设备过热等问题。另外该系统的控制电路比较复杂,维护比较麻烦,各种电气元件容易损坏,对正常的生产工作安全性,经济效益都有非常大的影响。而对于大型提升机多数采用的是直流发电机需要直流调速系统,一般选择的是直流调速系统或者直流调速系统,而这两种系统调速性能好效率较高,运行的可靠性也很高,但投资也比较大,所以只有部分大型提升机才能使用。
现代提升机的起源可以追溯到在公元前1100年的轱辘。此后,轱辘又发展为蓄力绞车相当于微型提升机。之后,由于我国近代国情,直到19世纪50 年代,我国才拥有第一台单绳缠绕式提升机,之后又于1961年自信设计生产出第一台JKM24型多绳摩擦式提升机。1992年生产出的直联式多绳摩擦式提升机为我国矿产资源开采,矿井建设做出极大地贡献。而国外提升机从诞生到现在已经有170多年历史。18世纪70年代诞生了第一台单绳摩擦式提升机;19世纪30年代,生产出第一台多绳摩擦式矿井提升机。随着科技的日新月异,以及社会发展的需要,新型制动器、各种电力电子开关、液压站等先进技术广泛应用于提升系统中。
时至今日,我国正在运行的矿井控制系统基本使用的还是老旧的转子回路串电阻交流调速系统。而且国产提升机的稳定性,调速性能不尽如人意,安全措施有待完善,许多细节还有很多不足,有很多需要学习改进的地方。本文以高效性、可靠性为出发点,以安全性为首要目标,综合考虑各方面因素对矿井提升机调速部分进行改良。由PLC控制的变频调速控制系统代替原有的串,切电阻的调速方式,对其中部分模块进行优化,设计出一种较为理想的调速系统。该调速系统的优点包括:1. 能耗大大降低,有利于保护环境和省钱;2. 生产效率足够高能够满足当今社会需求;3. 提高了调速性能和调速稳定性,减少机械冲击,延长使用寿命;4. 系统自动化程度较高,保护措施齐全,安全性提高。
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