煤矿副井直流电控系统架构及工作原理研究

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1、煤矿副井直流电控系统架构及工作原理研【摘要】本论文主要对矿井提升机广泛应用在煤矿的生产实践中，煤矿提升机电控系统改变了以往交流提升机电控系统，现用比较先进的直流提升机电控系统。直流提升机电控系统的软硬件组成、原理及PLC的结构，以及在矿的运行情况，充分显示了其优越性。作者根据现场设计及运行实践，深入分析了直流电控系统的架构及工作原理，供煤矿直流电控系统维护、设计人员参考。【关键词】煤矿；直流；工作原理；提升1提升机硬件系统组成部分、系统构成1、1主控台；1.2直流调速柜；1.3高压开关柜；1.4电枢变压器；1.5励磁变压器；1.6励磁柜；

2、1.7输出电抗器;1.8直流快速开关2系统各部分的作用2.1主控台:完成系统工艺部分的控制和调节，是整个提升系统的控制核心。主控台采用SIEMENS的s7300与s7200型可编程控制器，完善处理了安全回路双线制问题，面板显示采用Proface液晶彩色显示屏，显示各种动静态参数和各种工作曲线，同时配以多种检测、控制组件完成提升机运行过程中应有的逻辑、时间和速度控制、按行程的速度给定、PID速度闭环控制等安全保护、多种控制方式作用。具有逻辑编程简单，安全保护可靠、状态显示齐全、语言报警及信号通讯等功能。这种主控台的电控系统中可省去原控制屏、

3、继电器柜、深度指示器、后备保护装置及车房信号系统设备。为了保证主控台可靠的工作，提升机时刻处于设定的安全运行状态，除上述控制保护模块外，在主控台还加设防雷保护、电源净化、不间断供电、限流等环节；在主控PLC的输入、输出回路中留有备用端子，便于以后随时增加某些保护、控制功能。2.2直流调速柜：西门子6RA70装置12脉动直流调速柜，完成主回路电源的变换控制和电机驱动。调速柜主要为主电机电枢提供所需电压及电流。该装置具有优良的动、静态特性，操作简便，运行可靠无振动、结构紧凑、使用维护方便。调速柜的供电为交流690V、电枢回路采用两个三相全控桥

4、反并联无环流方案。调速柜有两套6RA70954KV620装置,可以实现12脉动和6脉动运行。电动状态时从电网吸取能量，使电动机产生电动力；制动状态时工作于逆变状态，将能量返回电网，使电动机产生制动力。为使设备产生的谐波最小，采用了相位错30度的两套设备并联运行，适用于大功率的传动系统.所有的开环和闭环驱动控制及通讯功能由6RA70主电子板上的16位微处理器实现，微处理器周期的计算功率部分的12t值，当直流调速装置过载时不至烧毁晶闸管。通过对直流调速柜内的调速装置的参数进行相应的配置、设定，可构成适于现场应用的直流调速控制。2.3高压开关柜

5、：用于控制高压回路的闭合。2.4电枢变压器：将6KV高压电源变换成合适的系统应用电压，完成主回路电源电压的变换（同时也作为换向电感使用，它减少了整流装置的谐波电流，也减小了换向缺口，也能限制由于电源电位的突降而产生的电流冲击。）两台整流变压器二次输出电压相位相差30〜C,一台接成Y形，另一台接成△形。2.5励磁变压器：完成励磁回路电源电压的变换。（根据情况也可不设）2.6励磁柜：励磁柜主要为主电机提供励磁电流。该装置具有优良的动、静态特性，操作简便，运行可靠无振动、结构紧凑、使用维护方便。励磁柜的供电为交流110V,电枢回路由三相全控桥B

6、6C供电。励磁柜有两套6RA70286DS220装置，一套运行，一套备用。当电机运行时，提供满励45A；当电机停转时，提供半励22A。2.7输出电抗器：减小电流脉动量、使小电流工作时电流连续。如没有输出电抗器，电流脉动量增大，电机特性变软，空载和轻载时电机转速升高。（电机特性进入非线性区）2.8直流快开：在大功率和中功率系统中采用快开，对电机过流进行保护，因断开时间先于装置快熔所以可以保护整流装置。2.9附件：2.9.1轴编码器三套：采用进口产品，两套分别安装在提升机滚筒侧与导向轮侧，用来测量提升机的行程和速度，具有很高的测量精度。同时测

7、量、对比结果后进行相关的控制。另一套装在主电机高速轴上，用于速度反馈。2.9.2压力变送器两套：一个用于测量制动油压，测量范围0〜lOMPa,一个用于测量润滑油压，测量范围0〜IMPa,将相关的压力值转化为电信号，传送到主控台，参与控制。管径为M20X1.5螺纹，直接安装在供油管路中。2.9.3到位开关四套：为提升机的到位信号，具有感应信号强、感应距离远等特点。3电控系统架构与工作原理采用SIEMENS的CPU3142DP型可编程控制器作为系统的主控器件。系统的各项控制和保护功能之间的逻辑关系，是根据JKD系统的工作过程，结合现场实际情况

8、，用编程的方法加以解决。各种外设控制开关、传感器发来的信号均接到主控台PLC的输入端，经PLC的逻辑运算，并经制动、调速柜、励磁柜、切换柜的状态进行控制，完成提升机的启动、加速、等速、减速、爬