黃偉

摘 要 文章在分析礦井提升機對電氣控制系統(tǒng)的要求的基礎(chǔ)上，提出了基于淮北礦業(yè)下屬的童亭煤礦的提升機控制系統(tǒng)的幾點優(yōu)化設(shè)計方案，并且給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

關(guān)鍵詞 提升機；優(yōu)化；矢量控制

中圖分類號：TD53 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0151-02

Research of the design of optimizing mine hoist control system

Huang Wei

（HaiZi Coal Mine，HuaiBei Mining Group Corporation，huaibei 235146，china）

Abstract： Based on the analysis of mine hoist on the basis of the requirement of electric control system， presented on the basis of huaibei mining subsidiary TongTing coal mine hoist control system of optimizing design scheme， and gives the system structure.

Key words： Hoist；Optimize；Vector control

礦井提升機作為一個大型的機械-電氣機組，以多繩摩擦式提升機為例，提升機的主要組成有：工作機構(gòu)（包括主軸裝置及主軸承）、制動系統(tǒng)（包括制動器和制動器控制裝置）、機械傳動裝置（包括減速器、離合器和聯(lián)軸器）、潤滑系統(tǒng)（包括潤滑油泵站和管路）、檢測及操縱系統(tǒng)（包括操縱臺、深度指示器及傳動裝置和測速發(fā)電裝置）、礦山機械設(shè)備拖動、控制和自動保護系統(tǒng)（包括主電動機、電氣控制系統(tǒng)、自動保護系統(tǒng)和信號系統(tǒng)）以及輔助部分（包括機座、機架、護罩、導向輪裝置和車槽裝置）等。

本課題的研究對象為煤礦主礦井交流提升系統(tǒng)，項目來源于淮北礦業(yè)下屬的童亭煤礦的提升機系統(tǒng)改造，目標是通過對電動機、礦井提升機傳動控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的優(yōu)化改造，實現(xiàn)提高提升機的自動化控制水平以及各種安全保護的目的。從而使礦井提升機的效能得到提高，更加安全可靠。

1 礦井提升機對電氣控制系統(tǒng)的要求

為滿足有關(guān)規(guī)程規(guī)定對礦井提升機控制系統(tǒng)的要求，本文根據(jù)礦井提升機的工藝過程和特點，首先分析礦井提升機電控系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。

1.1 要求電機滿足四象限運行

提升機電氣調(diào)速系統(tǒng)給定速度V=f（t），根據(jù)動力學方程：

式中：

Te為電動機電動力矩（N×m）；

Tl為提升系統(tǒng)的靜阻轉(zhuǎn)矩（N×m）；

GD2為提升系統(tǒng)得飛輪轉(zhuǎn)矩kg×m2，GD2=4gJ（J為轉(zhuǎn)動慣量，g為重力加速度）；

Td為提升系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩（N×m）；；

根據(jù)給定速度的轉(zhuǎn)矩Te=f（t）的特性，可以得到提升機調(diào)速拖動系統(tǒng)所需要的力F=f（t）。

提升機滾筒承受的靜張力差取決于負載靜力Fl，靜力Fl在雙容器平衡提升系統(tǒng)就是提升物體的凈載重。當電動機不工作時，為了讓重的提升容器靜止，對滾筒必須施加機械閘。

加速轉(zhuǎn)矩Td決定了電動力FD，當提升機能夠根據(jù)給定速度運行時，F(xiàn)D可能為正，也可能為負。這表明，電動機不僅會工作在電動狀態(tài)，也會工作在制動狀態(tài)。根據(jù)提升機不同的負載。也會產(chǎn)生不同的運行階段，致使電動機的運行狀態(tài)也會有所不同。

綜上所述，為了使提升機能夠按給定速度運行，電氣傳動系統(tǒng)必須可以根據(jù)負載變化而自動調(diào)整相應的電動或制動工作狀態(tài)，也就是要求電氣傳動系統(tǒng)能夠滿足四象限運行。

1.2 調(diào)速平滑和精度要求

主礦井提升機對調(diào)速系統(tǒng)得平滑調(diào)速和調(diào)速精度有很高的要求。在提升機運行過程中，電氣傳動系統(tǒng)必須滿足諸如運送物料（達到額定速度）、運送人員（低于額定速度）、低速爬行（0.1～0.5 m/s）和檢查運行（0.3～1.0 m/s）等各種要求，因此，平滑調(diào)速是提升機電氣系統(tǒng)必須具有的性能。

提升機對調(diào)速精度的要求源于其靜差率應比較小了，這是為了在不同負載下提升系統(tǒng)能夠盡量縮短減速段距離。這樣提升機在運行過程中爬行距離就可以盡可能短，于是爬行階段的運行時間就可以大大降低，可以使提升系統(tǒng)得提升周期縮短，從而在保證準確和安全的前提下，提高系統(tǒng)運行效率。

1.3 速度給定裝置

超速故障是提升機故障中經(jīng)常發(fā)生的故障。超速往往是系統(tǒng)失控的開始，意味著電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，當系統(tǒng)檢測到提升機超速時，會發(fā)出報警，此時司機應制動、減速停車，避免事故的發(fā)生。由于提升容器在全速運行時運動慣量的巨大，如果緊急制動，會對提升系統(tǒng)帶來強烈的沖擊，使設(shè)備加速磨損、減少設(shè)備的使用壽命，甚至機軸、提升繩斷裂，造成人員傷亡的嚴重后果。因此要求提升系統(tǒng)加減速平穩(wěn)，要對加減速度的導數(shù)A加以限制，使系統(tǒng)按S形速度曲線實現(xiàn)加速和減速。

2 礦井提升控制系統(tǒng)優(yōu)化方案的設(shè)計

2.1 更換老舊電動機

童亭主井的提升機原有的電動機為YR800-12/1430繞線式異步電動機，功率因子為0.85，而且電動機老化已經(jīng)逐漸無法滿足生產(chǎn)的需要，將使用新的同步電動機TDBS 2000-20，其額定功率為2000 kW，功率因子為0.97，可以提高提升機的工作

能力。

2.2 改進電動機調(diào)速系統(tǒng)

由上述可知，工頻控制系統(tǒng)由于交流電機本身的物理特性和電路控制手段的特點，造成了運行中的控制難度與弊端，為了解決這樣的問題，只有從根本上改變工頻的控制模式。

圖1 優(yōu)化后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

20世紀90年代，針對三電平中壓交流電機工頻控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，研究人員在低壓變頻器變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制理論基礎(chǔ)上，又提出了四象限矢量控制理論。

矢量控制就是將磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦，分別設(shè)計兩者的調(diào)節(jié)器，以實現(xiàn)對交流電機的高性能調(diào)速。這樣就可以將一臺三相同步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能。而且其位置-速度-力矩三環(huán)死循環(huán)控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)給定速度運行。使調(diào)速系統(tǒng)嚴格按照給定S型曲線自動調(diào)節(jié)電壓頻率，使電機穩(wěn)定安全運行在各個速度階段的預期狀態(tài)。并且矢量控制實現(xiàn)了無級調(diào)速和多速度等級運行，舍棄高低壓切換的繁瑣步驟，使速度精確控制，減輕加速度對機械設(shè)備的沖擊。因此將矢量控制來優(yōu)化原有的電機調(diào)速系統(tǒng)

2.3 對提升機系統(tǒng)電源進行優(yōu)化

電容補償是提升機系統(tǒng)不能切入電網(wǎng)的主要原因，側(cè)重點為諧波污染情況。所測試的提升機系統(tǒng)中主要的諧波源為整流變頻單元，這類設(shè)備或多或少的會向系統(tǒng)中注入諧波電流，從而匯入上級配電系統(tǒng)導致老式電容補償類設(shè)備無法投入。針對上述情況，使用諧波治理設(shè)備抑制諧波產(chǎn)生。

優(yōu)化后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1。

3 結(jié)束語

本文簡單闡述了提升機系統(tǒng)構(gòu)成，對礦井提升機對電氣控制系統(tǒng)的要求進行了細致的說明，針對實際情況，提出了可行的控制系統(tǒng)優(yōu)化方案，并且給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

參考文獻

[1]陳偉，李光.HIVERT-YVF變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機中的應用[J].機電產(chǎn)品市場，2006（10）.

[2]祝龍記，過希文.礦井提升機三電平IGCT變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)[J].煤炭科學技術(shù)，2008（05）.

[3]沈潛，姜琴，左繼錄，孟繁剛.基于ACS6000中壓變頻器的穿孔機主傳動系統(tǒng)設(shè)計[J].變頻器世界，2012（11）.

[4]劉廣周，聶書奎，劉子成.高壓變頻器在礦井提升機電控系統(tǒng)上的應用[J].煤礦自動化與信息化，2009（05）.endprint

摘 要 文章在分析礦井提升機對電氣控制系統(tǒng)的要求的基礎(chǔ)上，提出了基于淮北礦業(yè)下屬的童亭煤礦的提升機控制系統(tǒng)的幾點優(yōu)化設(shè)計方案，并且給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

關(guān)鍵詞 提升機；優(yōu)化；矢量控制

中圖分類號：TD53 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0151-02

Research of the design of optimizing mine hoist control system

Huang Wei

（HaiZi Coal Mine，HuaiBei Mining Group Corporation，huaibei 235146，china）

Abstract： Based on the analysis of mine hoist on the basis of the requirement of electric control system， presented on the basis of huaibei mining subsidiary TongTing coal mine hoist control system of optimizing design scheme， and gives the system structure.

Key words： Hoist；Optimize；Vector control

礦井提升機作為一個大型的機械-電氣機組，以多繩摩擦式提升機為例，提升機的主要組成有：工作機構(gòu)（包括主軸裝置及主軸承）、制動系統(tǒng)（包括制動器和制動器控制裝置）、機械傳動裝置（包括減速器、離合器和聯(lián)軸器）、潤滑系統(tǒng)（包括潤滑油泵站和管路）、檢測及操縱系統(tǒng)（包括操縱臺、深度指示器及傳動裝置和測速發(fā)電裝置）、礦山機械設(shè)備拖動、控制和自動保護系統(tǒng)（包括主電動機、電氣控制系統(tǒng)、自動保護系統(tǒng)和信號系統(tǒng)）以及輔助部分（包括機座、機架、護罩、導向輪裝置和車槽裝置）等。

本課題的研究對象為煤礦主礦井交流提升系統(tǒng)，項目來源于淮北礦業(yè)下屬的童亭煤礦的提升機系統(tǒng)改造，目標是通過對電動機、礦井提升機傳動控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的優(yōu)化改造，實現(xiàn)提高提升機的自動化控制水平以及各種安全保護的目的。從而使礦井提升機的效能得到提高，更加安全可靠。

1 礦井提升機對電氣控制系統(tǒng)的要求

為滿足有關(guān)規(guī)程規(guī)定對礦井提升機控制系統(tǒng)的要求，本文根據(jù)礦井提升機的工藝過程和特點，首先分析礦井提升機電控系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。

1.1 要求電機滿足四象限運行

提升機電氣調(diào)速系統(tǒng)給定速度V=f（t），根據(jù)動力學方程：

式中：

Te為電動機電動力矩（N×m）；

Tl為提升系統(tǒng)的靜阻轉(zhuǎn)矩（N×m）；

GD2為提升系統(tǒng)得飛輪轉(zhuǎn)矩kg×m2，GD2=4gJ（J為轉(zhuǎn)動慣量，g為重力加速度）；

Td為提升系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩（N×m）；；

根據(jù)給定速度的轉(zhuǎn)矩Te=f（t）的特性，可以得到提升機調(diào)速拖動系統(tǒng)所需要的力F=f（t）。

提升機滾筒承受的靜張力差取決于負載靜力Fl，靜力Fl在雙容器平衡提升系統(tǒng)就是提升物體的凈載重。當電動機不工作時，為了讓重的提升容器靜止，對滾筒必須施加機械閘。

加速轉(zhuǎn)矩Td決定了電動力FD，當提升機能夠根據(jù)給定速度運行時，F(xiàn)D可能為正，也可能為負。這表明，電動機不僅會工作在電動狀態(tài)，也會工作在制動狀態(tài)。根據(jù)提升機不同的負載。也會產(chǎn)生不同的運行階段，致使電動機的運行狀態(tài)也會有所不同。

綜上所述，為了使提升機能夠按給定速度運行，電氣傳動系統(tǒng)必須可以根據(jù)負載變化而自動調(diào)整相應的電動或制動工作狀態(tài)，也就是要求電氣傳動系統(tǒng)能夠滿足四象限運行。

1.2 調(diào)速平滑和精度要求

主礦井提升機對調(diào)速系統(tǒng)得平滑調(diào)速和調(diào)速精度有很高的要求。在提升機運行過程中，電氣傳動系統(tǒng)必須滿足諸如運送物料（達到額定速度）、運送人員（低于額定速度）、低速爬行（0.1～0.5 m/s）和檢查運行（0.3～1.0 m/s）等各種要求，因此，平滑調(diào)速是提升機電氣系統(tǒng)必須具有的性能。

提升機對調(diào)速精度的要求源于其靜差率應比較小了，這是為了在不同負載下提升系統(tǒng)能夠盡量縮短減速段距離。這樣提升機在運行過程中爬行距離就可以盡可能短，于是爬行階段的運行時間就可以大大降低，可以使提升系統(tǒng)得提升周期縮短，從而在保證準確和安全的前提下，提高系統(tǒng)運行效率。

1.3 速度給定裝置

超速故障是提升機故障中經(jīng)常發(fā)生的故障。超速往往是系統(tǒng)失控的開始，意味著電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，當系統(tǒng)檢測到提升機超速時，會發(fā)出報警，此時司機應制動、減速停車，避免事故的發(fā)生。由于提升容器在全速運行時運動慣量的巨大，如果緊急制動，會對提升系統(tǒng)帶來強烈的沖擊，使設(shè)備加速磨損、減少設(shè)備的使用壽命，甚至機軸、提升繩斷裂，造成人員傷亡的嚴重后果。因此要求提升系統(tǒng)加減速平穩(wěn)，要對加減速度的導數(shù)A加以限制，使系統(tǒng)按S形速度曲線實現(xiàn)加速和減速。

2 礦井提升控制系統(tǒng)優(yōu)化方案的設(shè)計

2.1 更換老舊電動機

童亭主井的提升機原有的電動機為YR800-12/1430繞線式異步電動機，功率因子為0.85，而且電動機老化已經(jīng)逐漸無法滿足生產(chǎn)的需要，將使用新的同步電動機TDBS 2000-20，其額定功率為2000 kW，功率因子為0.97，可以提高提升機的工作

能力。

2.2 改進電動機調(diào)速系統(tǒng)

由上述可知，工頻控制系統(tǒng)由于交流電機本身的物理特性和電路控制手段的特點，造成了運行中的控制難度與弊端，為了解決這樣的問題，只有從根本上改變工頻的控制模式。

圖1 優(yōu)化后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

20世紀90年代，針對三電平中壓交流電機工頻控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，研究人員在低壓變頻器變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制理論基礎(chǔ)上，又提出了四象限矢量控制理論。

矢量控制就是將磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦，分別設(shè)計兩者的調(diào)節(jié)器，以實現(xiàn)對交流電機的高性能調(diào)速。這樣就可以將一臺三相同步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能。而且其位置-速度-力矩三環(huán)死循環(huán)控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)給定速度運行。使調(diào)速系統(tǒng)嚴格按照給定S型曲線自動調(diào)節(jié)電壓頻率，使電機穩(wěn)定安全運行在各個速度階段的預期狀態(tài)。并且矢量控制實現(xiàn)了無級調(diào)速和多速度等級運行，舍棄高低壓切換的繁瑣步驟，使速度精確控制，減輕加速度對機械設(shè)備的沖擊。因此將矢量控制來優(yōu)化原有的電機調(diào)速系統(tǒng)

2.3 對提升機系統(tǒng)電源進行優(yōu)化

電容補償是提升機系統(tǒng)不能切入電網(wǎng)的主要原因，側(cè)重點為諧波污染情況。所測試的提升機系統(tǒng)中主要的諧波源為整流變頻單元，這類設(shè)備或多或少的會向系統(tǒng)中注入諧波電流，從而匯入上級配電系統(tǒng)導致老式電容補償類設(shè)備無法投入。針對上述情況，使用諧波治理設(shè)備抑制諧波產(chǎn)生。

優(yōu)化后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1。

3 結(jié)束語

本文簡單闡述了提升機系統(tǒng)構(gòu)成，對礦井提升機對電氣控制系統(tǒng)的要求進行了細致的說明，針對實際情況，提出了可行的控制系統(tǒng)優(yōu)化方案，并且給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

參考文獻

[1]陳偉，李光.HIVERT-YVF變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機中的應用[J].機電產(chǎn)品市場，2006（10）.

[2]祝龍記，過希文.礦井提升機三電平IGCT變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)[J].煤炭科學技術(shù)，2008（05）.

[3]沈潛，姜琴，左繼錄，孟繁剛.基于ACS6000中壓變頻器的穿孔機主傳動系統(tǒng)設(shè)計[J].變頻器世界，2012（11）.

[4]劉廣周，聶書奎，劉子成.高壓變頻器在礦井提升機電控系統(tǒng)上的應用[J].煤礦自動化與信息化，2009（05）.endprint

摘 要 文章在分析礦井提升機對電氣控制系統(tǒng)的要求的基礎(chǔ)上，提出了基于淮北礦業(yè)下屬的童亭煤礦的提升機控制系統(tǒng)的幾點優(yōu)化設(shè)計方案，并且給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

關(guān)鍵詞 提升機；優(yōu)化；矢量控制

中圖分類號：TD53 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0151-02

Research of the design of optimizing mine hoist control system

Huang Wei

（HaiZi Coal Mine，HuaiBei Mining Group Corporation，huaibei 235146，china）

Abstract： Based on the analysis of mine hoist on the basis of the requirement of electric control system， presented on the basis of huaibei mining subsidiary TongTing coal mine hoist control system of optimizing design scheme， and gives the system structure.

Key words： Hoist；Optimize；Vector control

礦井提升機作為一個大型的機械-電氣機組，以多繩摩擦式提升機為例，提升機的主要組成有：工作機構(gòu)（包括主軸裝置及主軸承）、制動系統(tǒng)（包括制動器和制動器控制裝置）、機械傳動裝置（包括減速器、離合器和聯(lián)軸器）、潤滑系統(tǒng)（包括潤滑油泵站和管路）、檢測及操縱系統(tǒng)（包括操縱臺、深度指示器及傳動裝置和測速發(fā)電裝置）、礦山機械設(shè)備拖動、控制和自動保護系統(tǒng)（包括主電動機、電氣控制系統(tǒng)、自動保護系統(tǒng)和信號系統(tǒng)）以及輔助部分（包括機座、機架、護罩、導向輪裝置和車槽裝置）等。

本課題的研究對象為煤礦主礦井交流提升系統(tǒng)，項目來源于淮北礦業(yè)下屬的童亭煤礦的提升機系統(tǒng)改造，目標是通過對電動機、礦井提升機傳動控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的優(yōu)化改造，實現(xiàn)提高提升機的自動化控制水平以及各種安全保護的目的。從而使礦井提升機的效能得到提高，更加安全可靠。

1 礦井提升機對電氣控制系統(tǒng)的要求

為滿足有關(guān)規(guī)程規(guī)定對礦井提升機控制系統(tǒng)的要求，本文根據(jù)礦井提升機的工藝過程和特點，首先分析礦井提升機電控系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。

1.1 要求電機滿足四象限運行

提升機電氣調(diào)速系統(tǒng)給定速度V=f（t），根據(jù)動力學方程：

式中：

Te為電動機電動力矩（N×m）；

Tl為提升系統(tǒng)的靜阻轉(zhuǎn)矩（N×m）；

GD2為提升系統(tǒng)得飛輪轉(zhuǎn)矩kg×m2，GD2=4gJ（J為轉(zhuǎn)動慣量，g為重力加速度）；

Td為提升系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩（N×m）；；

根據(jù)給定速度的轉(zhuǎn)矩Te=f（t）的特性，可以得到提升機調(diào)速拖動系統(tǒng)所需要的力F=f（t）。

提升機滾筒承受的靜張力差取決于負載靜力Fl，靜力Fl在雙容器平衡提升系統(tǒng)就是提升物體的凈載重。當電動機不工作時，為了讓重的提升容器靜止，對滾筒必須施加機械閘。

加速轉(zhuǎn)矩Td決定了電動力FD，當提升機能夠根據(jù)給定速度運行時，F(xiàn)D可能為正，也可能為負。這表明，電動機不僅會工作在電動狀態(tài)，也會工作在制動狀態(tài)。根據(jù)提升機不同的負載。也會產(chǎn)生不同的運行階段，致使電動機的運行狀態(tài)也會有所不同。

綜上所述，為了使提升機能夠按給定速度運行，電氣傳動系統(tǒng)必須可以根據(jù)負載變化而自動調(diào)整相應的電動或制動工作狀態(tài)，也就是要求電氣傳動系統(tǒng)能夠滿足四象限運行。

1.2 調(diào)速平滑和精度要求

主礦井提升機對調(diào)速系統(tǒng)得平滑調(diào)速和調(diào)速精度有很高的要求。在提升機運行過程中，電氣傳動系統(tǒng)必須滿足諸如運送物料（達到額定速度）、運送人員（低于額定速度）、低速爬行（0.1～0.5 m/s）和檢查運行（0.3～1.0 m/s）等各種要求，因此，平滑調(diào)速是提升機電氣系統(tǒng)必須具有的性能。

提升機對調(diào)速精度的要求源于其靜差率應比較小了，這是為了在不同負載下提升系統(tǒng)能夠盡量縮短減速段距離。這樣提升機在運行過程中爬行距離就可以盡可能短，于是爬行階段的運行時間就可以大大降低，可以使提升系統(tǒng)得提升周期縮短，從而在保證準確和安全的前提下，提高系統(tǒng)運行效率。

1.3 速度給定裝置

超速故障是提升機故障中經(jīng)常發(fā)生的故障。超速往往是系統(tǒng)失控的開始，意味著電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，當系統(tǒng)檢測到提升機超速時，會發(fā)出報警，此時司機應制動、減速停車，避免事故的發(fā)生。由于提升容器在全速運行時運動慣量的巨大，如果緊急制動，會對提升系統(tǒng)帶來強烈的沖擊，使設(shè)備加速磨損、減少設(shè)備的使用壽命，甚至機軸、提升繩斷裂，造成人員傷亡的嚴重后果。因此要求提升系統(tǒng)加減速平穩(wěn)，要對加減速度的導數(shù)A加以限制，使系統(tǒng)按S形速度曲線實現(xiàn)加速和減速。

2 礦井提升控制系統(tǒng)優(yōu)化方案的設(shè)計

2.1 更換老舊電動機

童亭主井的提升機原有的電動機為YR800-12/1430繞線式異步電動機，功率因子為0.85，而且電動機老化已經(jīng)逐漸無法滿足生產(chǎn)的需要，將使用新的同步電動機TDBS 2000-20，其額定功率為2000 kW，功率因子為0.97，可以提高提升機的工作

能力。

2.2 改進電動機調(diào)速系統(tǒng)

由上述可知，工頻控制系統(tǒng)由于交流電機本身的物理特性和電路控制手段的特點，造成了運行中的控制難度與弊端，為了解決這樣的問題，只有從根本上改變工頻的控制模式。

圖1 優(yōu)化后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

20世紀90年代，針對三電平中壓交流電機工頻控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，研究人員在低壓變頻器變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制理論基礎(chǔ)上，又提出了四象限矢量控制理論。

矢量控制就是將磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦，分別設(shè)計兩者的調(diào)節(jié)器，以實現(xiàn)對交流電機的高性能調(diào)速。這樣就可以將一臺三相同步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能。而且其位置-速度-力矩三環(huán)死循環(huán)控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)給定速度運行。使調(diào)速系統(tǒng)嚴格按照給定S型曲線自動調(diào)節(jié)電壓頻率，使電機穩(wěn)定安全運行在各個速度階段的預期狀態(tài)。并且矢量控制實現(xiàn)了無級調(diào)速和多速度等級運行，舍棄高低壓切換的繁瑣步驟，使速度精確控制，減輕加速度對機械設(shè)備的沖擊。因此將矢量控制來優(yōu)化原有的電機調(diào)速系統(tǒng)

2.3 對提升機系統(tǒng)電源進行優(yōu)化

電容補償是提升機系統(tǒng)不能切入電網(wǎng)的主要原因，側(cè)重點為諧波污染情況。所測試的提升機系統(tǒng)中主要的諧波源為整流變頻單元，這類設(shè)備或多或少的會向系統(tǒng)中注入諧波電流，從而匯入上級配電系統(tǒng)導致老式電容補償類設(shè)備無法投入。針對上述情況，使用諧波治理設(shè)備抑制諧波產(chǎn)生。

優(yōu)化后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1。

3 結(jié)束語

本文簡單闡述了提升機系統(tǒng)構(gòu)成，對礦井提升機對電氣控制系統(tǒng)的要求進行了細致的說明，針對實際情況，提出了可行的控制系統(tǒng)優(yōu)化方案，并且給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

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