无触点交流调速系统在煤矿上的应用

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随着工业的飞速发展，我们国家对能源的需求也越来越大。由于我国的石油和天然气储存量少，煤炭资源- 直占据着主导地位。这就要求煤炭生产企业在生产技术和生产工艺上不断进行技术革新，从而保证井下的安全生产 。

煤矿井下的环境很复杂。当煤尘和瓦斯遇到电气火花便具有爆炸的可能，这直接威胁到矿井和工人们的安全。

为解决这-问题，使用无触点交流调速系统取代传统交流调速系统是避免电器火花的有效措施。

1 交流调速的现状下面根据交流调速系统在国内外的发展和使用情况，介绍-下几种交流调速的特点及优劣。

1.1 绕线转子异步电动机转子回路串金属电阻调速系统。转子串、切电阻的传统交流调速系统操作很简单，所以曾被广泛应用。它调速时能耗很大，属于转子功率消耗型调速，技术落后。除此之外，这种系统还存在很多问题，它是有级调速系统，设备运行不平稳，会在提升时对人产生冲击。在增速和减速时，继电器和接触器动作频繁，会产生电弧，容易引起瓦斯爆炸。同时这种调速系统的给定方式落后，控制精确度低，由于负载不同，在通过减速点时，得到的速度会不-样，导致停车位置不精准。由于以上不足之处，这种调速系统已经被逐渐淘汰。

1.2 交流变频调速同步机驱动提升系统。这种调速系统有很多优点：提升的容量几乎不受限制，调速范围宽，并且没有了整流子这-薄弱环节，保证了电机的可靠的运行和降低了运行的功耗；这种系统可以在四象限平滑过渡，实现无级调速。

虽然这种系统在技术方面得到了很大的提升，但是同样存在很多的限制。这种系统必须有 自己专用的变频电源，在恒转矩调速时，低速段电机的过载倍数有所降低，在运行时会产生高次谐波对电网产生冲击，需在电网上加滤波器等补偿措施加以缓解。

2 基于 PLC的SP洲 交流调速2.1 系统设计框图。本设计从解决实际矿井交流调速系统存在的问题出发，对传统的调速方案进行了改造，提高了控制精度，加强了系统的稳定性♂合可编程逻辑智能控制器件、PWM拈以及必要的外围电路，设计出无触点交流调速系统。设计原理如图 1所示。

图 1 设计原理框图2.2 斩控式交流调压技术。斩控式交流调压电路的 2.3 三相交流固态调压器。本设计的创新部分在于原理如图2所示，图中V1，v2，VD1，VD：构成-双向可 固态调压器作为-种无触点调压器，它能弥补传统调压器控开关。输入为 Ul正弦交流电压。用 V。，V2进行斩波控 的不足，较好的解决由于继电器和接触器动作频繁，会产制，用 V3，v4给负载电流提供续流通道。设斩波器件导 生电弧的问题。

通时间为tan，开关周期为 T，则导通比a%dT。通过改变 固态继电器 SSR以微小的控制信号达到直接驱动大q值来调节输出电压。 电流负载，由于没有任何可动的机械部件以及机械动作，- l51- 它由电路状态变换实现通”和断”的功能，它具有耐压高、电流大、导通迅速、关断电流大、关断时间短及无电弧等优点，控制方便，工作稳定，寿命长流型 SSR由于采用了零触发的技术，因此 SSR能够安全可靠的用在计算机输出接口上，减少了在接口上采用 MER产生的- 系列对计算机的干扰。

工程技术计算机光盘软件与应用Computer CD Software and Applications 2013年第 Ol期图3 三相交流调压拈2.4 PLC与斩控调压技术的应用∩编程逻辑控制器因为其具有高可靠性以及软件可编程的优点，在现代控制中越来越广泛的应用。它维修方便，可靠性高，体积小，可将数据结果直接输送到计算机。

本系统 PLC为晶体管输出型，是使用光耦合器使晶体管截止或者导通以控制外部负载电路。这类输出单元能够为负载提供的工作电源是 DC12-24V，但是工作时必须先驱动 DC12-24V 的中间继电器，再用中间继电器带动AC380v的负载，而不能直接驱动负载。这样，就会使得外部接线变得复杂。为了解决这个问题，使用固态开关，实现 PLC直接驱动负载电路。采用 PLC与 LCD液晶触摸显示屏相结合，更具有人性化风格，能更加及时有效、直观、快速的进行在线修改、检测，获得有效数据。

操作工程为，当合上隔离开关，给 LCD液晶触摸屏- 个启动命令，PLC可编程逻辑控制器控制三项全控桥交流调压拈的输入电压大小，从而改变电动机的转速。同时，相应的电流反馈，转速反馈电路运行，实现双闭环控制交流调速。

3 结束语本文提出了采用无触点交流调速系统替代传统的交流调速系统，作为煤矿井下系统的电动机的交流调速系统，其 目的是为了实现煤矿井下更为安全、高效和更具现代化的控制，旨在能够实现从根源上解决煤矿井下电气火花、粉尘所带来的安全隐患问题。同时无触点电气控制更加符合当今煤矿工业的发展趋势与要求，因此，无触点交流调速系统具备可行性研究价值。