礦井通風(fēng)機無刷同步機電控系統(tǒng)應(yīng)急方案的研究

宋 紅 崗

(山西潞安集團左權(quán)佳瑞煤業(yè)有限公司，山西 左權(quán) 032600)

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礦井通風(fēng)機無刷同步機電控系統(tǒng)應(yīng)急方案的研究

宋 紅 崗

(山西潞安集團左權(quán)佳瑞煤業(yè)有限公司，山西 左權(quán) 032600)

介紹了某礦井通風(fēng)機房電控系統(tǒng)及無刷同步機電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，針對無刷同步電動機系統(tǒng)啟動時間較長、對電網(wǎng)波動敏感跳車等影響通風(fēng)機穩(wěn)定運行的因素進行了分析，主要研究了應(yīng)急運行方案，并對具體的設(shè)計方法作了闡述，以確保通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性。

通風(fēng)機，無刷同步機，應(yīng)急方案

0 引言

礦井主通風(fēng)機是煤礦生產(chǎn)大型固定設(shè)備之一，其電耗占全礦井電耗的20%～30%。如今煤礦的產(chǎn)量和開采深度越來越大，煤礦的地質(zhì)條件也越來越復(fù)雜，如何保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運行可靠性是煤礦安全生產(chǎn)的重中之重。利用現(xiàn)今高科技手段和先進設(shè)備，建立礦井通風(fēng)機應(yīng)急備用系統(tǒng)，可以增加煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性。

1 通風(fēng)機房電控系統(tǒng)及無刷同步機電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

某礦通風(fēng)機房電控系統(tǒng)如圖1所示。電機PLC柜1和電機PLC柜2為西門子無刷同步電動機控制系統(tǒng)，風(fēng)機工藝控制部分由風(fēng)機PLC柜完成，通過主中心站和備中心站來發(fā)布控制指令，匯總的通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過綜合自動化上傳主機發(fā)布到工業(yè)環(huán)網(wǎng)中用于監(jiān)測調(diào)度。

圖2為無刷同步電動機電氣控制系統(tǒng)，其硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)由高壓斷路器、無刷同步電動機、勵磁控制柜等設(shè)備組成。

2 應(yīng)急運行實現(xiàn)方法

通過分析原通風(fēng)電控系統(tǒng)工作原理設(shè)計了備用系統(tǒng)。備用系統(tǒng)由勵磁回路和PLC控制組成。通過備用勵磁系統(tǒng)替代西門子無刷同步電動機控制系統(tǒng)，由備用勵磁系統(tǒng)控制完成電機啟動及提供恒定的勵磁電流。由PLC完成信號轉(zhuǎn)換接口來進行風(fēng)機的應(yīng)急啟動。

備用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

備用系統(tǒng)的PLC與風(fēng)機工藝控制PLC通過DP網(wǎng)絡(luò)連接，相互通訊風(fēng)機運行參數(shù)，采集現(xiàn)場電機電流、電機電壓、電機轉(zhuǎn)速等相關(guān)信號。并在應(yīng)急運行情況下切換或屏蔽原勵磁系統(tǒng)的相關(guān)信號。

硬件切換信號通過切換端子完成。備用系統(tǒng)的相關(guān)運行信息在觸摸屏TP170A中顯示。

備用系統(tǒng)采用時間原則和手動控制投勵。無刷同步電動機控制系統(tǒng)投勵的過程為同步機定子電源斷路器閉合后延時2 s，檢測定子回路電流是否在額定電流1.2倍以內(nèi)，同時同步機轉(zhuǎn)速達到96%額定轉(zhuǎn)速以后進行投勵。

應(yīng)急運行方式分為遠控和就地控制。遠控方式是與風(fēng)機工藝控制部分相配合啟動風(fēng)機，啟動邏輯與西門子無刷同步電動機控制系統(tǒng)一致，當電機進入亞同步時投入恒定勵磁電流，電機拖入同步后啟動完成。就地控制方式是本地合閘CW或CCW，采用手動控制投入恒定勵磁電流。就地控制中主要思路是先確認外設(shè)正常(包括風(fēng)門、潤滑站、液壓站等)，操作員手動控制合閘CW或CCW，觀察轉(zhuǎn)速情況，手動投入恒定勵磁電流拖入同步。電流大小可以由操作員手動旋動旋鈕調(diào)整。

3 結(jié)語

通過備用系統(tǒng)試啟動，完成了應(yīng)急運行工況，風(fēng)機的啟動過程中取得了很好的效果，整個過程運行平穩(wěn)，可保證在最短的時間內(nèi)完成風(fēng)機啟動運行。此應(yīng)急方案可以及時的應(yīng)對突發(fā)狀況，保障了礦井的通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠。完全達到了開發(fā)要求，產(chǎn)生了直接和間接的經(jīng)濟效益。

[1] 王清靈.礦井通風(fēng)機西門子無刷同步機電控系統(tǒng)分析[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,30(3):53-57．

[2] 田 浩，李良松.目前我國礦井通風(fēng)現(xiàn)狀分析[J].中小企業(yè)管理與科技，2011(8)：148-149.

[3] 王 慧.礦井通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性分析[D].西安：西安科技大學(xué)，2011(8)：148-149.

Research on electronic control system emergency scheme of brushless synchronous machine of mine ventilator

SONG Hong-gang

(ZuoquanJiaruiCoalIndustryCo.,Ltd,ShanxiLu’anGroup,Zuoquan032600,China)

The paper introduces the structure of the brushless synchronous machine electronic controlling system of some mine ventilator, analyzes some factors affecting the stability of the ventilator, including the long booting time for the brushless synchronous machine system and power grid fluctuation sensitive trip, mainly researches the emergency operation scheme, and illustrates factual design methods, so as to ensure the reliability of the ventilation system.

ventilator, brushless synchronous machine, emergency scheme

1009-6825(2014)34-0127-02

2014-09-29

宋紅崗(1973- )，男，工程師

TD635

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