【摘 要】描述了低压防爆变频电控系统的工作原理，介绍了变频电控基本技术参数、性能特点及控制方式。
　　【关键词】低压防爆变频电控系统；井下提升机；应用
　　一、前言
　　（1）提升机电控系统发展趋势。矿井井下提升机电控系统最初采用TKD型电控系统，无法实现提升机的经济运行，且接触器触点多，故障率高。随后采用PLC代替原来的接触器控制，但仍无法减少大量电能的消耗。采用低压防爆变频电控后，通过对电网频率的改变对电动机进行调速，且将部分电能回馈于电网，既减少了电能损耗，又提高了绞车安全运行的可靠性。（2）平禹煤电公司一矿绞车概况。为提高企业发展后劲、效益，矿井经过研究决定开采了二采区下山轨道，提升方式为斜井串车提升，提升绞车采用2JTB1.6×1.3-20型单滚筒提升绞车，主电机功率130KW、额定电压660V、额定电流127A、减速比20、提升斜长570米。该提升机原电控系统采用交流接触器加串接电阻进行控制，一方面由于该电控系统元器件触点多，故障率高，且控制系统完全依靠手动控制，易出故障，安全运行条件差，提升安全系数低，不符合《煤矿安全规程》中相关规定。另一方面由于此系统采用改变转差率的调速方式，大量的电能被白白消耗在附加电阻上，调速经济性极差。这就造成该电控系统在不同程度上影响提升机的安全运行。因此，我矿与唐山开诚电器有限责任公司共同探讨选型了ZJT系列防爆变频电控，并于2006年7月对原绞车电控系统进行了改造。
　　二、工作原理
　　变频器的调速原理如下：当电动机的极对数P不变时，电动机转子转速与定子电源频率成正比。因此，连续改变供电电源频率就可以连续平滑的调节电动机的转速，变频调速的主电路的结构形式采用交-直-交方式，首先通过整流电路将电网的交流电整流成直流电，再由逆变电路将直流电逆变为频率和幅值均可调的交流电，从而达到调速的目的。
　　三、性能及特点
　　一方面变频调速具有调速范围大、调速平滑性好、控制精度高、响应速度快、机械特性硬及四象限可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可与直流调速相媲美。另一方面变频调速系统在节约能源方面存在着很大的优势，在交流电机驱动的系统中，电动机的选用往往留有一定富裕量，电动机不总是在最大负荷情况下运行。通过对电机加速段和爬行段转速进行控制，不但可以提高提升效率还可以达到节能降耗的目的。散热是防爆变频器遇到的最大难题，变频器内部逆变模块是发热最多的部件，据专家估计：它约占整个变频器所有散热量的一半，而整流模块发热量约占整个变频器的45%左右。该防爆变频电控采用热管散热技术，将功率器件安装在散热的蒸发段，并密封在防爆壳内，热量就通过蒸发段传到冷凝段而散发出去，在自然对流的冷却条件下，热管散热器比实体散热器的性能提高10倍以上，无需风扇、没有噪音、免维修、安全可靠。
　　四、基本技术参数及现场整定参数
　　（1）基本技术参数。输入电源电压：AC660V±10%，频率50HZ；变频调速装置输出频率范围：0HZ～50HZ；控制电机功率：45KW～250KW；额定工作电流：50A～200A；主令控制器本安工作电压DC24V，本安工作电流<20mA，短路电流<70mA。
　　程序参数控制器（操作台）本安工作电压DC24V，本安工作电流<40mA，短路电流<200mA。（2）现场整定参数。加速时间：
　　5s；2，减速时间：8s；3，电流限制：254A；上过卷：2m；；等速段超速：3.52m/S；编码器断线保护，编码器运行速度与变频器速度差超过0.5m/S；上减速点：（距上停车点）PLC内对应25m；下减速点：（距下停车点）PLC内对应25m。
　　五、控制及安全保护
　　控制及安全保护部分采用可编程控制器的RS485串行通讯方式实现系统控制的智能化和网络化。（1）控制方式。采用先进的可编程控制器作为主控器件，在控制精度方面可对提升机速度进行逐点和连续监控，可实现数字化的行程给定功能，使定位精度≤1㎝。在控制方式上，将各种外设控制开关、传感器信号经PLC逻辑运算处理后，控制相应的接点动作，完成提升机的启动、运行、停车、保护、报警、复位等过程。（2）安全保护。主控PLC在完成提升机手动、自动、检修等运行方式的基础上，具有完善的安全保护功能，形成硬件安全电路与软件电路相互冗余、相互闭锁，完成提升机机械、液压、电气等方面的故障检测、报警与保护功能，符合《煤矿安全规程》之规定。除此之外，该电控系统可通过变频器、可编程控制器及操作台上各指示灯的工况，直接观察控制环节及主要器件的工作情况，使控制过程更加简洁、维护方便。