[實用新型]一種遠程傳輸與控制的礦井提升機調(diào)速系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320013195.4
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN203014735U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王少軍;李瑞英
• 申請（專利權(quán)）人: 北京合康億盛變頻科技股份有限公司
• 主分類號: H02P27/00
• 分類號: H02P27/00;H02P27/04
• 代理公司: 北京國帆知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11334
• 代理人: 龍濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于變頻器信號傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種礦井提升機調(diào)速系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，礦井提升機是采礦等行業(yè)的重要設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和礦井生產(chǎn)現(xiàn)代化的要求不斷提高，人們對提升機的工作特性的認識進一步深化，提升機設(shè)備及拖動控制系統(tǒng)也逐步趨于完善，各種新技術(shù)、新工藝逐步應(yīng)用于礦井提升機中。礦井提升機高性能變頻器是用在礦井機械上面的調(diào)速系統(tǒng)，它的可靠性和穩(wěn)定性直接影響礦井的生產(chǎn)效率，為了便于對調(diào)速系統(tǒng)的維護與檢修，保證礦井的正常工作，把變頻調(diào)速系統(tǒng)置于井上是最為方便的，而電機置于井上。這就導(dǎo)致變頻器與電機間的電纜比較長，電纜的分布電容不可忽視，所謂分布電容是指由非電容形態(tài)形成的一種分布參數(shù)，通常情況下這個電容值很小（一般在15～30nF/100m左右），它的實際影響可以忽略不計，但是如果傳輸線很長或傳輸信號頻率很高時，輸出線上的分布電容和分布電感的共振就會產(chǎn)生浪涌電壓，這個電壓將會疊加到輸出電壓上，IGBT的開關(guān)頻率越高，配線越長，產(chǎn)生的浪涌電壓越高，這將會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的無法正常穩(wěn)定的工作。

因此，需要設(shè)計一種遠程傳輸與控制的礦井提升機調(diào)速系統(tǒng)，消除電纜分布電容上的浪涌電壓，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠地運行。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：克服變頻器輸出距離及控制信號遠距離傳輸問題，提供一種簡單合理、性能安全可靠、適用性強的礦井提升機調(diào)速系統(tǒng)。

技術(shù)方案：一種遠程傳輸與控制的礦井提升機調(diào)速系統(tǒng)，包括串聯(lián)連接的高壓母線、高壓斷路器QF、變頻器VFD、電抗器L、電機M，其特征在于，變頻器VFD安裝于井上，變頻器內(nèi)配置信號檢測板XHB，對礦井提升機進行閉環(huán)調(diào)速；電抗器L和電機M安裝于井下，電抗器L串聯(lián)在電機M前端，消除電纜分布電容上的浪涌電壓；電機M的軸頭串聯(lián)連接編碼器PG及光電轉(zhuǎn)換板GDB，光電轉(zhuǎn)換板GDB對編碼器PG的輸出信號進行轉(zhuǎn)換，通過光纜完成遠距離信號無誤的傳輸，實現(xiàn)編碼器信號精確無誤地傳輸?shù)阶冾l器VFD的信號檢測板XHB；

優(yōu)選地，所述變頻器VFD為高性能矢量變頻器；

所述電抗器L上的壓降一般為輸出電壓的1%～3%。

本實用新型的優(yōu)點和有益效果：本實用新型通過串聯(lián)連接電抗器、編碼器、光電轉(zhuǎn)化板等元器件，實現(xiàn)了變頻器在井上、電機在井下的遠距離傳輸與控制，方便變頻器的安裝與維護，性能穩(wěn)定可靠，應(yīng)用范圍廣泛。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例礦井提升機調(diào)速系統(tǒng)連接示意圖；

圖2是本實用新型實施例中電機末端電壓和電流波形示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。

如圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)連接示意圖，高壓母線通過高壓斷路器QF接到變頻器VFD（額定電流100A）的輸入端R、S、T，變頻器的輸出端U、V、W通過2kM鎧裝電纜接到電抗器L（L=2mH）的輸入端,電抗器L的輸出接電機M的輸入，電機軸頭串連的編碼器PG輸出的控制信號接到光電轉(zhuǎn)換板GDB的輸入，光電轉(zhuǎn)換板GDB的輸出通過OCM3353光模塊轉(zhuǎn)換為光信號后，通過光纜傳輸給變頻器的信號檢測板XHB，構(gòu)成閉環(huán)。

電抗器的電感計算公式如下：

Z_L＝ΔU/I????(1)

Z_L=2πfL????(2)

由式（1）和（2）得

L=ΔU/2πfI????(3)

其中Z_L為電抗器的總阻抗，ΔU為電抗器上的壓降，I為變頻器的額定電流，U為輸出電壓，L為電抗器的電感量，f為電源頻率50Hz，

當I=100A,U=6000v時，

取U=1%*U=1%*6000=60v,代入(3)式得電抗器的電感值為：

L=1.9mH

檢查以上接線無誤后送高壓電，即可實現(xiàn)電機的遠程傳輸與控制，設(shè)定運行頻率啟動變頻器，當變頻器運行到50Hz時，實測電機側(cè)的電壓和電流波形均為完美的正弦波形見附圖2：其中曲線1所示為電流波形圖，曲線2所示為電壓波形圖。

以上所述僅為本實用新型的較佳實例而已，并不用以限制本實用新型，均在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之內(nèi)。例如，實施方式中，雖以約為2mH的電抗器為例進行說明，但是當電纜長度遠大于2kM，且變頻器電流大于100A時可通過計算來改變電抗器的電感值來實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理配置，此時，只要保證電機末端的輸入電壓和電流的幅值和波形正弦即可。