礦井提升機(jī)主電機(jī)的冷卻至關(guān)重要，如果主電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，將會(huì)對(duì)提升機(jī)主電機(jī)造成非常大的危害。傳統(tǒng)的風(fēng)量調(diào)節(jié)大都采用風(fēng)門調(diào)節(jié)的方式，這種方式在實(shí)際使用中存在不足，給提升機(jī)的運(yùn)行帶來了安全隱患，同時(shí)也與提升機(jī)的全數(shù)字控制系統(tǒng)越來越不適應(yīng)。i問題的提出鮑店煤礦副井的2部提升機(jī)于2004年引進(jìn)西門子技術(shù)進(jìn)行了電控系統(tǒng)的改造，其主控系統(tǒng)為西門子S7―400系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用晶閘管整流，運(yùn)行以來取得了非常好的效果。其主電機(jī)的冷卻采用的是離心式風(fēng)機(jī)，利用調(diào)節(jié)風(fēng)門開度的大小來調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量的大小，但是經(jīng)過了一段時(shí)間的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)其存在以下的缺點(diǎn)：⑴啟動(dòng)電流大主風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，如果風(fēng)門的開度在15%以上，風(fēng)機(jī)相當(dāng)于帶載啟動(dòng)，啟動(dòng)電流在600A（電壓380V）以上，對(duì)電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊。曾經(jīng)出現(xiàn)過開啟主風(fēng)機(jī)時(shí)忘記關(guān)閉調(diào)節(jié)風(fēng)門，導(dǎo)致啟動(dòng)電流過大，電動(dòng)機(jī)燒毀事故的發(fā)生。但主風(fēng)機(jī)位于車房的底層，調(diào)節(jié)起來不是很方便。

　　風(fēng)機(jī)效率非常低風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的2次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比。在風(fēng)門控制風(fēng)量的系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是不變的，所以其電效率非常低，根據(jù)風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況來看，60%~70%的電能都消耗在調(diào)節(jié)風(fēng)門及管網(wǎng)壓降上，造成電能資源的浪費(fèi)。

　　風(fēng)量不能自動(dòng)調(diào)節(jié)根據(jù)季節(jié)的不同，主電機(jī)需要的冷卻風(fēng)量不同。如果一直把風(fēng)門開得很大，其噪音很大，對(duì)提升機(jī)司機(jī)的健康不利。因此需要根據(jù)溫度的變化，由人工來調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)。

　　2方案選擇現(xiàn)在變頻技術(shù)己經(jīng)非常成熟，從開始的V/F控制，到矢量控制，一直到現(xiàn)在的直接轉(zhuǎn)矩控制。變頻器產(chǎn)品己經(jīng)系列化，性能非常可靠，在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過論證，決定去掉調(diào)節(jié)風(fēng)門，由變頻器驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量。并將風(fēng)機(jī)變頻器的控制信號(hào)引入提升機(jī)的控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。結(jié)合提升系統(tǒng)的實(shí)際情況，選用西門子MicmMaster440變頻器，其控制方式為矢量控制，性能可靠穩(wěn)定。

　　系統(tǒng)的接線如、所示。其中為帶有過流及熱保護(hù)功能的空氣開關(guān)，K，為接觸器，Q2為刀閘開關(guān)，K2為繼電器，S，為普通開關(guān)。

　　動(dòng)力系統(tǒng)接線系統(tǒng)的功能風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)不再是全壓啟動(dòng)，而是在變頻器中設(shè)定了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)曲線，電動(dòng)機(jī)將按照設(shè)定的曲線進(jìn)行啟動(dòng)，啟動(dòng)電流由原來的600A以上，降到了200A以下，大幅度地減少了啟動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊。

　　變頻器正常時(shí)的啟動(dòng)順序變頻器正常時(shí)，要斷開Q2，然后合空氣開關(guān)Qw合手動(dòng)開關(guān)S，這時(shí)變頻器上電。絞車根據(jù)司機(jī)的命令發(fā)出“變頻器啟動(dòng)”命令，1吸合，變頻器開始啟動(dòng)。啟動(dòng)完畢后，變頻器“啟動(dòng)完畢”反饋信號(hào)接點(diǎn)閉合，風(fēng)機(jī)正常啟動(dòng)完畢。在PLC程序中，對(duì)反饋命令設(shè)置了一個(gè)6s的延時(shí)，即如果PLC發(fā)出“變頻器啟動(dòng)”命令6s以后，未得到變頻器“啟動(dòng)完畢”

　　反饋信號(hào)，則會(huì)發(fā)出風(fēng)機(jī)故障的信號(hào)，并閉鎖絞車，這時(shí)有可能是K2故障或變頻器產(chǎn)生故障。

　　變頻器發(fā)生故障情況下的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)當(dāng)變頻器發(fā)生故障不能正常運(yùn)行時(shí)，這時(shí)風(fēng)機(jī)的控制方式恢復(fù)到原來方式，啟動(dòng)順序如下：首先要把風(fēng)門的開度調(diào)節(jié)到15%以下，合刀閘Q2，然后合空氣開關(guān)Qi，最后合開關(guān)Si，這時(shí)電動(dòng)機(jī)全壓啟動(dòng)。Si的設(shè)置就是為了在變頻器損壞時(shí)，能夠使風(fēng)機(jī)正常啟動(dòng)。同時(shí)刀閘Q2所帶的輔助點(diǎn)信號(hào)輸入到PLC，PLC檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)，就會(huì)屏蔽檢測(cè)變頻器“啟動(dòng)完畢”信號(hào)，僅僅檢測(cè)Ki的輔助接點(diǎn)。

　　在主電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子中廠家預(yù)埋了N00測(cè)溫電阻。利用S7400PLC的模擬量輸入模塊，可以很容易檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)實(shí)際溫度，利用變頻器的外部頻率跟定功能，就可以實(shí)現(xiàn)頻率隨檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)實(shí)際溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)方法如下：把PLC中1個(gè)模擬量輸出接點(diǎn)與變頻器的外部頻率給定接點(diǎn)連接，并把變頻器的頻率給定信號(hào)設(shè)置為4流信號(hào)，同時(shí)把連接的PLC模擬量輸出接點(diǎn)輸出信號(hào)也設(shè)置為4 ~20mA信號(hào)。根據(jù)鮑店煤礦主電機(jī)的絕緣為B級(jí)絕緣在PLC程序中設(shè)置當(dāng)溫度高于100C時(shí)，PLC模擬量輸出接點(diǎn)輸出18mA信號(hào)，即風(fēng)機(jī)以88%的速度運(yùn)行；當(dāng)主電機(jī)溫度低于20°C時(shí)，PLC模擬量輸出接點(diǎn)輸出6mA信號(hào)，即風(fēng)機(jī)以12%的速度運(yùn)行，在20~100C風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的速度（以％表示）分成5個(gè)段，如所示。

　　速度圖速度沒有設(shè)置成隨主電機(jī)溫度成比例的變化，主要原因是主電機(jī)溫度隨時(shí)在變化，如果不分段，則風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)刻在變化，對(duì)電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行不利，所以把風(fēng)機(jī)運(yùn)行速度按照溫度范圍分成段。

　?。?）保護(hù)功能①風(fēng)機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控首先接觸器Ki的吸合狀態(tài)要傳入到PLC，同時(shí)變頻器的啟動(dòng)反饋信號(hào)也要傳入到PLC，這2個(gè)信號(hào)正常，系統(tǒng)才認(rèn)為通風(fēng)系統(tǒng)正常。

　　在變頻器損壞的情況下，系統(tǒng)就只是檢測(cè)R的狀態(tài)。

　　絞車如果在提升過程中檢測(cè)到了風(fēng)機(jī)故障，在溫度不超過115C時(shí)，允許本次提升完成，然后閉鎖絞車直到故障處理完畢。

　　②提升機(jī)主電機(jī)溫度保護(hù)設(shè)置當(dāng)主電機(jī)溫度超過115C時(shí)，控制系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生電氣制動(dòng)，防止提升機(jī)主電機(jī)超溫產(chǎn)生其他的事故。

　　4運(yùn)行效果從投入運(yùn)行以來，效果十分明顯，主要有以下特點(diǎn)：徹底解決了風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電流大的問題，解除了啟動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊；強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性，有效地控制了提升機(jī)主電機(jī)溫度的變化；基本是免維護(hù)運(yùn)行，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；降低了主風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音，減少了噪音對(duì)工人的危害。