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有準(zhǔn)備邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)試

發(fā)布時(shí)間:2012-10-20 瀏覽量:1155

 摘 要:銅綠山礦新 副井選用JKM一208×4型多繩摩擦輪提升機(jī)。該提升機(jī)采用有準(zhǔn)備邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。

介紹了調(diào)速系統(tǒng)的組成、各單元的功能與參數(shù),分析了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題及原因。

關(guān)鍵詞:提升機(jī);調(diào)速 系統(tǒng);有準(zhǔn)備邏輯無(wú)環(huán)流;現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

中圖分類號(hào):TD534 .7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào) :1005—2763(2004)06~0069—04

ReadyLogic controlNon circulating currentReversible  Seep regulatingSystem oftheMilleW inder andItsAdjustment

FENGHe—ping(TonglushanCopper—ironMine,DayeCity,Hubei435101,China)

Abstract:A modelJKM 一208X4 multi—ropefriction—drum winderisusedintothenew auxiharyshaftinTonglushan mine,

andready logic controlnon circulating currentreversible seep—regulatingsystem isadoptedintothewinder.Thispaper

introducesthecomposition,functionsandparametesr ofcomop—nentunitsofthisseep—regulatingsystem,analyzestheprob—

lemsarisinginitsin—situadjustmentandtheiroccasions.

KeyWords:Winder,Seep—regulating.Readylogic—controlnon—circulating—current.In—situadjustment

銅綠山礦新副井提升機(jī)擔(dān)負(fù)著人員、材料、設(shè)備及大件的提升工作。采用單罐籠帶平衡錘提升方

式,提升高度 527m,***大提升速度 7.26rn/s,選用JKM一2.8×4型多繩摩擦提升機(jī),主電機(jī)額定參數(shù)

為直流660V,506kW。根據(jù)提升機(jī)對(duì)電控系統(tǒng)的要求,新副井提升機(jī)電氣傳動(dòng)采用集快速性、簡(jiǎn)捷

性、可靠性于一體的電樞換向的有準(zhǔn)備邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。在電樞換向的可逆系統(tǒng)中,勵(lì)磁電

流的大小和方向是恒定不變的,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是靠改變電樞變流器的輸出電壓的大小和方向?qū)?/p>

現(xiàn)的。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩反向快,主回路正、反向兩組電樞整流器反并聯(lián)連接,只需一臺(tái)整流變壓器和一套

觸發(fā)裝置,無(wú)需均衡電抗器,可靠性高,調(diào)試方便。

1 系統(tǒng)組成

所采用的有準(zhǔn)備邏輯無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)的控制單元組合如圖1所示。

1.1 主回路

直流電動(dòng)機(jī)

直流快速開關(guān) 2臺(tái)

濾波電抗器 1臺(tái)

整流變壓器 1臺(tái)

勵(lì)磁變壓器

晶閘管功率單元

Z500—2A,506kW ,660V,825A,

520r/min,過(guò)載倍數(shù)2.5Ie,

勵(lì)磁電壓220V,8.1kW

DS12—20/08,1600—4000A

815A,2.7mH,油浸式

800 kVA,6000V/670V,

帶 ±5%抽頭,A/Y一11,

油浸式

15 kVA,380 v/235 V,

△/Y一11,干式

每橋臂 3只500A/2500V

晶閘管并聯(lián)

1.2控制回路

控制回路由 1,2,3程控柜、勵(lì)磁電源柜、輔助電源柜組成。

開車方式有 PC自動(dòng)開車和手動(dòng)開車兩種。設(shè)有晶閘管供電系統(tǒng)輕重事故聲光顯示及報(bào)警,輕事

故時(shí)可允許一次提升完畢,事故處理后 ,可繼續(xù)開車,重事故立即跳閘停車。

1.3 調(diào)節(jié)回路

調(diào)節(jié)回路可分為給定環(huán)節(jié)、速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)、電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié) 3部分。給定環(huán)節(jié)包括主令控制器、給定

濾波器、給定積分器等。主令控制器給出的信號(hào)經(jīng)給定濾波器濾波后送給給定積分器,經(jīng)其線性變換

后輸出按速度圖要求給定的電壓,并作為速度給定信號(hào)送入速度調(diào)節(jié)器,將濾波后的給定信號(hào)送給運(yùn)

轉(zhuǎn)控制器。速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)包括速度調(diào)節(jié)器、復(fù)合控制器等。速度給定信號(hào)與測(cè)速機(jī)的速度反饋信號(hào)進(jìn)

行比較,所得速度偏差信號(hào)經(jīng)速度調(diào)節(jié)器進(jìn)行 比例積分運(yùn)算和放大,再綜合正、反向提升給定,送人復(fù)

合控制器,然后送到電流調(diào)節(jié)器。速度調(diào)節(jié)器的作用就是使實(shí)際速度盡可能快而又穩(wěn)地跟上給定速

度,保證其誤差在允許范圍之內(nèi)。電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)包括電流調(diào)節(jié)器、電流變換器等。從復(fù)合控制器輸出

的電流信號(hào)與電流檢測(cè)送來(lái)的電流反饋信號(hào)進(jìn)行比較,其偏差信號(hào)通過(guò)電流調(diào)節(jié)器運(yùn)算和放大送給電

勢(shì)記憶單元,然后送人觸發(fā)輸入與保護(hù)單元,其輸出做為觸發(fā)信號(hào)的控制信號(hào),使電流盡快跟隨給定,確

保系統(tǒng)的快速性。

1.4 勵(lì)磁 回路

380V電源經(jīng)自動(dòng)開關(guān) QF2、整流變壓器 和全控橋整流后 ,供給電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組。本系統(tǒng)交

直流側(cè)的過(guò)電壓保護(hù)均采用了阻容和壓敏電阻,直流側(cè)有電壓、電流指示器。采用交流電流互感器和

電流變換器 LB一1檢測(cè)主回路電流,作為勵(lì)磁電流反饋信號(hào)輸人至勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器 LLT一1,與調(diào)節(jié)器

內(nèi)部給定電位器給出的額定勵(lì)磁給定電流信號(hào)相互比較,經(jīng) FD比例積分調(diào)節(jié),輸出勵(lì)磁電流控制信號(hào)

給觸發(fā)輸入單元 CSR一2,經(jīng) CSR一2變換 ,由觸發(fā)脈沖單元 CF一3來(lái)控制晶閘管的開放角,此時(shí),電

動(dòng)機(jī)在額定勵(lì)磁電流(恒磁)狀態(tài)下工作。

 

2 各單元功能簡(jiǎn)介及參數(shù)設(shè)定

(1)給定濾波單元(GD)。本單元將主令控制器給出的原始速度給定信號(hào)濾波,輸出***大給定電

壓 -1-8V。其中, 8V對(duì)應(yīng)反向提升***大速度 7.26m/s,一8V對(duì)應(yīng)正向提升***大速度 7.26m/s。

(2)s形給定積分器(GJ一3)。本單元將階躍或快速給定的電壓信號(hào)變成按一定變化率隨時(shí)間而

增減到給定值的輸出電壓,向調(diào)速系統(tǒng)提供有一定加速度的給定信號(hào)。采用 s形給定積分器,對(duì)加速

度的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行***,一是可以減少在加速階段的有功沖擊和無(wú)功沖擊,***電樞電流的變化率,電機(jī)溫

升也會(huì)隨之下降,同時(shí)也可改善電網(wǎng)的供電質(zhì)量;二是減少鋼絲繩的擺動(dòng),延長(zhǎng)鋼絲繩及其他設(shè)備的使

用壽命,使提升機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)。本單元輸入輸出比例為 1:1,***大輸出電壓為 ±8V。

 

(3)速度調(diào)節(jié)器(ST一2)。本單元在速度調(diào)節(jié)閉環(huán)中對(duì)速度的偏差信號(hào)進(jìn)行比例積分運(yùn)算,并提

供一定的實(shí)際速度微分信號(hào),以抑制超調(diào)。ST一2— 2為 1:l比例環(huán)節(jié),本單元***大輸出電壓為 ±5

V,1V對(duì)應(yīng)電機(jī)電樞電流200A,5V對(duì)應(yīng)電樞電流1000A,電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流***在 1.2Ied=984A,即±

5V為速度調(diào)節(jié)器輸出限幅值。

(4)電流調(diào)節(jié)器(LT一5)。本單元在電流調(diào)節(jié)閉環(huán)中對(duì)電流偏差信號(hào)進(jìn)行 比例積分運(yùn)算,其輸出

接電勢(shì)記憶調(diào)節(jié)器,對(duì)觸發(fā)輸人單元進(jìn)行控制,以完成電樞電流的調(diào)節(jié)。本單元有鎖零環(huán)節(jié),在停車、事

故狀態(tài)和切換過(guò)程中正、反兩組變流器均封鎖時(shí),調(diào)節(jié)器輸出置零。

(5)電勢(shì)記憶調(diào)節(jié)器(DJ一1)。本單元將變流裝置輸出電壓通過(guò)電子開關(guān)按一定極性與電流調(diào)節(jié)

器輸出的動(dòng)態(tài)電流和變流器內(nèi)阻電流壓降補(bǔ)償信號(hào)予以綜合,得到觸發(fā)輸入與保護(hù)單元所需的控制信

號(hào)。在電動(dòng)機(jī)為恒磁工作的系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)器 16號(hào)端輸入測(cè)速機(jī)電壓。在有準(zhǔn)備切換無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)待

工作組開放前,電流調(diào)節(jié)器鎖零,變流裝置無(wú)電流,16號(hào)端輸人的是 電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)電子開關(guān) 的配

合,本單元向觸發(fā)輸入與保護(hù)單元輸入待工作組開放所需觸發(fā)角的相應(yīng)信號(hào)。

(6)觸發(fā)輸入與保護(hù)單元(CSR一2)。本單元用于電流調(diào)節(jié)器與觸發(fā)脈沖器之間作電位配合用,

在動(dòng)態(tài)過(guò)程中***輸出電壓變化率,并具有過(guò)流保護(hù)等功能。

(7)交流電流變換單元(LB一1)。本單元與交流電流互感器配合,將交流進(jìn)線 電流變換成與其成

正比的直流電壓,作為電流反饋信號(hào)和輸入換向邏輯單元的零電流檢測(cè)信號(hào)。

(8)觸發(fā)脈沖單元(CF一4)。本單元用于觸發(fā)裝置輸入及保護(hù)單元與晶閘管脈沖板 MB一2之間,

將來(lái)自CSR一2的輸人電壓轉(zhuǎn)換成相位移動(dòng)的脈沖輸出,推動(dòng)脈沖板觸發(fā)晶閘管。本單元輸出一相雙

脈沖移相信號(hào),帶有兩個(gè)具有封鎖控制的脈沖功放級(jí)。本單元由同步、恒流、鋸齒波形成、脈沖形成、脈

沖整形、雙脈沖形成、脈沖功放和脈沖封鎖等環(huán)節(jié)組成。

(9)運(yùn)轉(zhuǎn)控制器(YK一2)。本單元用于調(diào)速系統(tǒng)判別速度給定與反饋的有無(wú)以及其它運(yùn)轉(zhuǎn)、事故

狀況,從而輸出有關(guān)單元所需的工作或封鎖信號(hào)及控制、故障信號(hào),保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常工作和可靠停

車。該單元速度給定門坎電壓為 ±0.25V,輸出大于 8V為“1”狀態(tài),封鎖 ST一2、LT一5、CSR一2推

B,安全回路斷電;輸出小于 8V為“一1”狀態(tài),調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。

(1O)換向邏輯單元(HL一2)。本單元在邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中根據(jù)電流給定信號(hào)的極性和

零電流檢測(cè)的結(jié)果,以一定的時(shí)間邏輯關(guān)系,輸出正、反組變流器無(wú)環(huán)流工作和安全切換所需的觸發(fā)

脈沖工作信號(hào)和封鎖信號(hào)。本單元中集成放大器組成一極性鑒別器,輸人 I接速度調(diào)節(jié)器輸出,其極性

變化是正、反組變流器切換的必要條件。兩個(gè)與非門為零電流鑒別器,其輸入 Ⅱ、Ⅲ端必須有一端接

GB一2電壓型零電流檢測(cè)單元輸出,另一端接 LB一1交流電流變換單元輸出,只有兩電流信號(hào)均為零

時(shí),輸入 I極性變化才能使輸出與非門之一翻轉(zhuǎn),開始換向,所以電流為零是換向的必要條件。

(11)光電零電流變換單元(GB一2)。本單元用以檢測(cè)三相整流橋各橋臂上的晶閘管端電壓是否

全部不為零和取得零電流信號(hào)。本單元與交流變換器(LB一1)同時(shí)使用可提高零電流檢測(cè)的可靠性。

(12)速度變換器(SB一3)。本單元將直流測(cè)速發(fā)電機(jī)電壓分壓后向速度調(diào)節(jié)器提供轉(zhuǎn)速反饋信

號(hào),同時(shí)還提供轉(zhuǎn)速指示儀表所需的信號(hào)、超速保護(hù)信號(hào)以及在弱磁變速情況下向速度調(diào)節(jié)器輸出自動(dòng)

限幅所需的速度信號(hào)。

3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法

(1)逆變顛覆。’在制動(dòng)過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài) ,變流器逆變。此時(shí),如果晶閘管換向失

敗,就會(huì)發(fā)生短路故障。造成換相失敗的原因有:晶閘管失去阻斷能力;脈沖變壓器絕緣損壞;晶閘管誤

導(dǎo)通;晶閘管不導(dǎo)通 ;***小超前角 ;整定得過(guò)?。还╇婋娫措妷哼^(guò)低瞬時(shí)停電,缺相或三相嚴(yán)重不平

衡;觸發(fā)電源不正常。

(2)整流特性有突跳。當(dāng)直流側(cè)電感大時(shí),容易發(fā)生這種現(xiàn)象,為此可在直流側(cè)并聯(lián)電阻、電容回路。

(3)接地電流。當(dāng)晶閘管導(dǎo)通時(shí),會(huì)通過(guò)電纜和電動(dòng)機(jī)的對(duì)地分布電容而流過(guò)高頻接地電流,此

電流可使接地保護(hù)繼電器誤動(dòng)作。消除方法是在繼電器線圈兩端加高頻濾波器。

(4)系統(tǒng)振蕩。系統(tǒng)振蕩主要發(fā)生在轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)整時(shí),主要原因有:測(cè)速機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)安裝偏

心,測(cè)速機(jī)質(zhì)量不佳,如電刷接觸不良等;系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)未調(diào)好,如中頻段過(guò)窄或內(nèi)外環(huán)參數(shù)未配合好 ;

調(diào)節(jié)對(duì)象參數(shù)變化,可適當(dāng)改變速度調(diào)節(jié)器參數(shù);電流斷續(xù),電樞回路電流嚴(yán)重?cái)嗬m(xù),容易使系統(tǒng)在空載

時(shí)發(fā)生振蕩,應(yīng)適當(dāng)加大回路濾波電抗器,改善斷續(xù)狀態(tài),改變速度調(diào)節(jié)器參數(shù),降低系統(tǒng)指標(biāo),適 當(dāng)提

高無(wú)環(huán)流邏輯單元的零電流動(dòng)作值也有一定效果。(5)系統(tǒng)性能變壞。系統(tǒng)調(diào)好后,運(yùn)行一段時(shí)

間逐漸變得不正常。如送電之初,系統(tǒng)正常,工作 1~ 2h后,出現(xiàn)頻繁跳閘或帶負(fù)荷轉(zhuǎn)速大大降低等。

此時(shí),應(yīng)停機(jī)檢查。這些現(xiàn)象可能是某些半導(dǎo)體器件因漏電過(guò)大、發(fā)熱嚴(yán)重或擊穿損壞而不能正常工

作所致。為此可在主回路停電后,按靜態(tài)邏輯圖檢查各單元?jiǎng)幼魇欠裾?,找出故障單元,并更換。

(6)虛焊點(diǎn)或接插體接觸不良導(dǎo)致突發(fā)故障。此類故障往往由于機(jī)械振動(dòng)、粉塵、人為等因素造

成,且停車查找較困難,其解決方法是提高產(chǎn)品質(zhì)量,改善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境。

4 結(jié) 語(yǔ)

銅綠山礦新副井提升機(jī)采用的帶電勢(shì)記憶環(huán)節(jié)的有準(zhǔn)備式快速邏輯無(wú)環(huán)流控制系統(tǒng),具有響應(yīng)快,

調(diào)速范圍寬,靜差率小的特點(diǎn),且保護(hù)完善,抗干擾能力強(qiáng),可靠性較高。全套裝置采用積木式結(jié)構(gòu),基

本上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化,插件及單元電路板均采用鍍金工藝 ,抗腐蝕性強(qiáng)。自1995年

初調(diào)試完畢交付使用至今,傳動(dòng)系統(tǒng)未出現(xiàn)大的故障,基本上滿足了礦山提升工作的需要。

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