安川H1000变频器在矿井提升机上的应用t

1、安川h1000变频器在矿井提升机上的应用t安川h1000变频器在矿井提升机上的应用供稿:中国工控网2014/5/11 15:41:22星级：人气：239?关键词：安川，h1000,变频器，矿井，提升机摘要：我国提升 机设备中，普遍使用tkd系统，这种控制系统是采用继电器有触点的逻辑 控制，以磁放大器为核心组成模拟量闭环调节。在继电器控制系统中，要 完成一个控制任务，支配控制系统工作的“程序”是由各分立元件（继电器、 接触器、电子元件等）用导线连接起来加以实现的，这样的控制系统称为接 线程序控制系统。在接线程序控制系统中，控制程序的修改必须通过改变 接线来实现。我国提升机设备中，普遍使用tkd系

2、统，这种控制系统是 采用继电器冇触点的逻辑控制，以磁放大器为核心组成模拟量闭环调节。 在继电器控制系统中，要完成一个控制任务，支配控制系统工作的“程序” 是由各分立元件（继电器、接触器、电子元件等）用导线连接起来加以实现 的，这样的控制系统称为接线程序控制系统。在接线程序控制系统中，控 制程序的修改必须通过改变接线来实现。几十年来，这种控制系统由于受 元件水平的限制而存在着缺陷，突出表现在：（1）挡位调节，调速不连续，运行屮机械振动大，矿车冲击大，制 动不安全；（2）启动及换挡时冲击电流大，启动电流一般是额定电流的23倍, 有时会更大，如果加速快，甚至会引起总开关跳闸;（3）调速时大量的电能消

3、耗在电阻上，不但浪费严重，也造成工作 环境的恶劣，空间噪声大；（4）维修量大，不方便。由于操作时交流接触器频繁动作，易造成 触点及线圈的烧坏，转子更换碳刷频繁；（5）耽误牛产。矿井是连续24小时工作，生产量大，任务繁重，由 于电控系统设计落后，制造工艺落后，即使维修，也会给生产带来损失。提升机在使用变频调速后，节电率在3040%左右，且控制质量大为提 高，实现无级调速。同时由于电动机不再需要频繁地起动和停止，不必再 由继电器、接触器进行控制，使整个系统的寿命大为延长。实现软停和软 起，消除了电动机硬起动过程中对电网的冲击。另外操作简便，省时省力。 矿用绞车绕线电机改用变频调速方式后，系统具有一

4、定的节电效果，更重 要的是具有柔性化控制，使系统的性能大大提高和机械部份寿命延长的同 时使提升机获得平稳、安全、可靠的运行状态。以下是对江西新余某煤矿矿井提升机系统为改造对象做探讨，选用了 日本yaskawa安川变频器h1000系列，希望对其他正想进行节能改造的 企业做个参考。变频调速方案：2.1）矿井提升机变频调速概况：变频调可平滑调速，调速范围宽和节能等优点在提升机上得到了广泛 的应用，矿井提升机一般对变频器有以下要求：1. 矿用电网波动较大，变频器在380v±20%能正常工作。2. 运行平稳，加减速平滑，s型曲线加速段，在加减速过程中可做到 加速度连续，无撞击感。3. 对回馈能

5、量的处理方法：回馈制动或能耗制动。4. 变频器在整个工作过程中提供所需要的力矩特性：启动力矩大于2倍额定转矩，尤其是当矿车停在井筒屮间时，启动转 矩比额定转矩大得多。低频转矩在3hz时大于1.6倍额定转矩。5. 有足够的加速力矩，适应重车提升时的加速过程。6. 运行过程中由于道轨不平整或滚筒偶尔出现钢丝绳绞绳，会引起 电机力矩的跳变，变频器能承受这种跳变。7. 运行过程中若出现偶然事件，耍求快速停车时能给出大于额定转 矩的制动力矩，这时会有较大的能量馈送给变频器。&停车状态下，能给出大于额定转矩的制动力矩，防止重车下滑。2.2）变频调速改造方案：此次改造的提升机为tkd型单绳缠绕式矿井

6、提升机,原系统配置为2m 滚筒，采用单钩式，矿井为竖井，井深400m,提升重量为10吨，电机为 380v/200kw/8级绕线转子三相异步电动机，电机减速比20,制动方式为 液压站盘型制动器。系统改造配置为sh-ztk-bp操作台，变频器为hb4a0515 安川变频器220kw,制动单元为cdbr-4220d,制动电阻为16q/9.6kw*5 个。矿井提升机变频调速控制系统由操作台、变频系统、液压站、润滑站、 安全保护和控制监视系统组成，系统框图如下：变频器控制示意图系统工作原理：当司机听到开车信号时，按下启动按钮，plc控制将 380v动力电源接入安川变频器。再松开液压制动闸并将主令控制器推

7、到正 向（或反向），提升机开始运行。在提升过程中，控制提升机运行的主速 度给定s形速度曲线由plc编程产生，经过a/d转换，由模拟量输出口输 出，以驱动变频器工作；对变频器输出频率的调整控制，也可根据现场的 工况需要，由操作台速度控制手柄以辅助给定的方式进行控制。旋转编码 器可以检测主电动机的转速，并将此信号传送给可编程控制器，plc通过 该信号可以累计计算提升机的速度及行走距离，监视器可以时时显示提升 机速度和位置。2.3）安川h1000变频驱动优势：第一、强大的低频力矩消除了溜钩现象。即使在上升过程中途进行了刹车，在中途就可以把重物拉起来，不需 要把重物放到平地上重新启动，启动力矩开环状态

8、下达到0.5hz 180%力矩。第二、超强的系统保护功能和环境适应能力。h1000多达30种保护功能和几十种警告功能，确保系统安全稳定运行。 电网适应能力强，电网电压在380v-480v范围内，变频器也能正常工作。第三、超速限制保护功能当绞车速度超过一定程度的时候，自动限制最高速度，大大提高了安 全性。第四、车斗脱轨故障率明显降低平稳的加速和减速，避免了绞车掉道的可能性，也大大减少了机械和钢绳的磨损。第五、可靠的抱闸时序控制功能启动的时候预先给足够的力矩再松开抱闸，确保不会下溜，当快耍完 全停机的时候但还有力矩输岀的时候抱闸抱紧，当发生故障或者安全回路 岀现问题的时候，能够自动的实现机械刹车，

9、确保安全。第六、能够和机械刹车以及安全回路完美配合使用能够与原来的系统的安全回路兼容，同时和各种类型机械刹车完美配 合，最大限度地保障了整个系统的安全。第七、自动检测断线故障并抱闸停机。系统能够通过运行电流检测是否处于断线状态，并与机械制动进行配 合使用。第八、显示相关参数和键盘拷贝通过设置，可以屏蔽不相关参数，显示相关参数，和键盘拷贝功能, 使调试更加方便快捷。2.4）新系统与原系统比较1）技术性能变频调速属无级调速，调速范围大，调速精度高，爬行速度易控制, 重物下放操作时易操作，安全性能好，对提升机等相关机械设备在运行和 停止过程中冲击比较小。电阻调速属有级调速，开环控制，调速精度低, 爬

10、行速度不易控制。重物下放操作时，需动力制动与转子电阻配合操作, 全凭司机的经验和感觉，很难准确控制，安全性能差对提升机等相关机械 设备在运行和停止过程中冲击比较大。2）间接效果（1）变频系统无需原电控调速用的交流接触器及调速电阻，提高了 系统的可靠性，改善了操作人员的工作环境，使噪音及室温降低。（2）调速连续方便，连续平滑调节。（3）实现了软起动和软停止，使运行更加平稳，机械冲击小。（4）启动及加速过程冲击电流小，加速过程中最大电流不超过13倍 的额定电流，提升机在重载下从低速平稳无级平滑的升至最高速，没有大 电流出现，减小了对电网的冲击。（5）采用变频控制后，可采用原绕线式电机，不需要作任何

11、改动。3）绞车保护变频调速装置本身具有过压、欠压、过流、过负荷、缺相等保护，同 时与操作台的数字式深度监视器配合，可实现绞车过卷、过速、减速、限 速等重要保护的双线制保护功能，满足安全规程要求。转子串电阻调速装 置内的鼓形控制器、正反向接触器通过电流大，又频繁动作，触点易烧损； 电阻发热量大、接头多、易氧化或接触不良而发热，所以维护量极大。变 频调速装置采用无触点控制，电机的正转、反转采用计算机控制，加上变 频调速装置的功率器件及控制计算机模件均采用进口产品，产品质量优良 可靠，维护量极低。福建省某印染公司，应用我司a1000型变频器对该厂复合涂布设备进 行改造，经过技术改造以后，工艺可控性和

12、产品合格率明显改善，生产效 率和能源利用得到提高，取得了可观的经济效益。六、参数设定：e2-02e2-03e2-04e2-05e2-06e2-11f1-01f1-05f1-06h1-01h1-02h1-07h2-01h3-02h3 -03h3-06h3-07h4-01h4-04h4-05h4-06h5-01h5-02h5-03文章撰写人：黄榕华联系方式川变频器h1000系列在门座起垂机电气控制系统中的调速应用供稿：中国工控网2015/10/28 15:31:34星级：人气：1527?关键词：安川变频器h1000系列 机电气控制系统摘要：本文通 过详细阐述安川h1000

13、系列的重载高性能变频器在门座起重机电气系统调 速的应用，希望给同行工作中冇所启发。摘要：门座起重机械作为企业厂矿、海口码头装卸货物的机械产品， 在企业提高生产效率发挥着重要作用，门座起重机械电气系统控制调速以 前多采用定子调压、转子切换电阻调速等类型的调速方式，这些调速方式 相对投入经费不大，但线路繁琐，电机机械特性较软而且故障率高，调速 效果差，能耗高，效率低。随着电子技术日益发展，起重机械调速控制 无论在安全可靠性、控制精准性等方面大大提高。本文通过详细阐述安川 h1000系列的重载高性能变频器在门座起重机电气系统调速的应用，希望给同行工作中有所启发。一、系统概述变频器和制动单元本机的电气

14、系统主要包括：主起升机构、副起升机构、旋转机构、变 幅机构和大车运行机构，以及电源系统、超载超速、超行程保护、控制 系统、照明、讯响和电缆卷筒等组成。主起升机构、副起升机构、旋转机构、变幅机构和大车运行机构采用 全变频控制调速，由于机构动作工艺要求，考虑主起升机构、副起升机构 和大车行走机构采用一套变频器控制；旋转机构、变幅机构采用一台变频 器控制，变频器输出各机构电源采用接触器隔离供给。各机构电器设备配 置如下：1、起升机构+大车行走机构：变频器是，cimr-hb4a0260,制动单元 是，cdbr-4220b,配置一套。通讯采用profibus-dp卡和plc通讯模块链接。 起升机构是实行

15、闭环矢量控制，起升电机轴和变幅电机轴都装有经弹性连 轴节连接的光电编码器，构成矢量闭环调速。2、旋转+变幅机构：变频器是，cimr-hb4a0180,制动单元是，cdbr-4045b,配置2套。通讯采用profibus-dp卡和plc通讯模块链接。安川h1000系列变频器属于重负载高性能变频器，其具有出色的过载 能力，变频器选型是按照超重负荷特性选取，其承受150%的负荷持续时 间为3分钟，在闭环式时只有0.3赫兹频率输出的情况下都有2倍力矩输出，闭环矢量控制精度可达1500.3、变频器选取计算变频器选取必须满足变频器容量选择公式：pcnkl *k*pm/n *cos0其中：k1容量过载系数，

16、一般选取1.1-1.2倍；k电流波形修正系 数，pwm方式选取1.05-1.1； i电动机效率，通常选取约0.85； cos 电动机功率因数，一般选取0.75.； pm负载所需求的电动机轴的输出 功率（kw）o二、电气原理起升机构+大车行走机构旋转+变幅机构三、plc控制系统框图plc控制系统采用欧姆龙cs1g系列，plc、触摸屏电源由开关电源24v 直流电源供给。plc有cs1g-cpu42（cpu模块）、电源模块c200hpd024、 通讯模块cs1w-prm21输入模块cs1w-ai211输出模块cs1w-0c211组 成。四、变频器参数设置（以主起升为例，其他作为参考）参数名称设定值说

17、明a1-02选择控制模式3 a1-03初始化0bl01选择频率指令3 bl-02选择运行指令3 bl-03选择停止方法0cl01加速时间1 2 c1-02 减速时间8dl-17点动频率10 e1-01设定输入电压400 e2-01电机 额定电流151a l3-04选择减速中的失0速防止功能 空载时进行旋转型自学习（参照说明书）参数名称 设定值t1-01选择自学习模式1 t1-02电机功率75kwt1-03电机电压380v t1-04电机额定电流151at1-05电机基频50hzt1-06电机极数8t1-07电机转速720r/mintl-08自学习时的脉冲600数频率指令：参数名称设定值bl-0

18、1选择频率指令3 h1-01选择端子s3功能14dl-01频率指令110hzdl-02频率指令2 2hzdl-03频率指令3 30hz 带pg矢量控制 按出厂时的两线制程序控制 选购卡 选购卡 电机铭 牌电流参数说明停止型电机铭牌数据电机铭牌数据电机铭牌数据 电机铭牌数据 电机铭牌数据 说明 故障复位 第一档 第二档 第三档dl-04频率指令4运行指令：参数名称bl-02选择运行指令停止方法参数名称bl-03停止方法c1-01加速时间c1-02减速时间l3-04防止加速中的失速功能l8-01安装型制动电阻器的保护速度限制参数名称d2-01频率上限e1-04最高输出频率pg速度卡参数名称fl-01 pg参数fl-02 pgo动作f1-05设定pg旋转方向多功能输出接点h2：参数名称h2-01选择端子m1m2的功能保护功能：参数名称l1-01选择电机保护功能l3-04选择减速中防止失速的功能l8-05选择输入缺相保护50hz设定值3设定值0 2s1. 8s00设定值100% 50hz设定值600 00设定值21设定值231第四档说明说明减速停止无效无效说明说明pg每圈脉冲数说明抱闸松开指令说明变频专用