[00129195]全数字提升机测速装置的研究与应用

一、基本概况：　　唐口矿井副井提升系统担负着矿井人员、矸石、物料、设备的提升。副井井筒直径7m，深1029m，是国内煤炭系统目前最深的矿井。副井提升采用上海冶金矿山机械厂生产的JKMD-4.5×4(Z)型落地式摩擦提升机，配用上海电机厂生产的ZKTD250/67-P型直流电动机，电动机功率1800KW，电压900V，高压供电系统配备JYN3-10/06ZT型10kV高压开关柜。电气系统为天水电气传动研究所设计，液压系统设备从国外ABB引进。提升钢丝绳从英国引进，型号为6×28TS(3+9BR)+15+12+1FC。配重平衡采用3条国内生产的尾绳。提升用的罐笼为一宽一窄各一个，允许提升的最大件外型尺寸为(长、宽、高)4800mm×2500mm×2600mm，最大提升重量为23T，最大提升载重差为13.5T。井口采用箱式A型结构井架，井架重量为310T，高度42.49m，天轮直径4.5m。井筒内敷设玻璃钢罐道，185mm^2单芯主动力电缆12条，Φ325主排水管道3路，压风、防尘管道各1路，梯子间1套。副井井筒装备重量超过千吨，是国内井筒装备重量最大的矿井之一。　　二、主要研究、试验内容、目标、技术关键及主要技术经济指标：　　1.主要内容　　研究矿井主提升机全数字测速装置的配置及传动型式，为低速直流传动及控制系统提供速度反馈信号。并结合唐口煤矿副井提升控制系统的配置要求和实际运行工况，对原有测速装置进行优化改造。　　2.系统组成及原理　　该测速装置为新型全数字提升机测速反馈装置，为主控PLC、电气传动系统、提升机行程监控系统和液压制动系统提供提升机运行速度反馈信号，从而实现主提升系统的速度闭环控制。该测速装置主要包括FG4KK型冗余增量光电编码器、OM3型隔离输出放大器、FVC频率/电压转换器、弹性联轴节等。FG4KK型冗余增量光电编码器通过弹性联轴节与提升机滚筒直联，将速度信号转换为脉冲经两个光电隔离通道分别传输至6RA70变流传动控制器和隔离输出放大器，同时直联传动测速发电机。脉冲信号经OM3型隔离输出放大器反馈至主控PLC和行程监控AHM后备保护系统。测速发电机信号反馈给制动系统，以实现制动减速度的自动调节。该装置的配置选型结合了唐口矿井副井提升机传动及控制系统的实际情况，与传统机械变速传动式测速装置相比，具有结构紧凑、反馈信号精度高等诸多优点。　　三、主要技术关键及创新点：　　1.采用冗余增量编码技术，直接采集速度信号，利用光电隔离技术实现脉冲信号多路共享。　　2.通过装置集成，减少机械传动环节累积误差，使用电信号传输代替机械变换，实现信号采集和传输的高精确性和稳定性，从而保证提升控制系统的控制精度。　　3.测速装置与提升机机械构件联接采用柔性结构，降低机械冲击和同轴度偏差对测速装置的影响。　　四、采用的研究、试验方法和技术路线：　　通过组织专业技术人员对有类似情况的单位进行调研分析，再召开专家论证会论证提升机测速技术改造方案，进一步研究探讨主要设备的选型；各种技术难题的解决方法，然后分步实施。系统总体技术设计基于经典自动控制理论结合目前最新的测速控制技术。系统形成后通过近一个月的工业性试验，对提升机测速系统的各项指标进行测定，初步确定了设备运行的可行性和安全可靠性。　　五、推广应用情况：　　唐口煤业公司提升机使用该装置后运行状况良好，有效地解决了机械变速装置异响、电机漏油、电流抖动及钢丝绳震荡问题，特别是提升机在低速运行时测速反馈信号不稳，造成非正常制动和无规则停车问题得以彻底解决。　　该技术实现了提升机测试装置信号采样反馈处理的高精度化，并提高了提升系统的稳定性和安全性，具有较好的推广应用前景。