本實(shí)用新型涉及控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種副井冷卻風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在煤礦副井提升系統(tǒng)中電機(jī)功率大，電機(jī)必須采用強(qiáng)制風(fēng)冷降溫，通常在冷卻風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中采用工頻運(yùn)行。由于季節(jié)不同、環(huán)境溫度不同、絞車提升量及提升次數(shù)不同等電機(jī)發(fā)熱量也不同，需求的強(qiáng)制風(fēng)冷量也就不同。工頻運(yùn)行輸出頻率恒定，造成冷卻風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量浪費(fèi)，造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，浪費(fèi)能源。另外，僅有一種電機(jī)控制系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致提升電機(jī)溫度突然上升造成燒壞電機(jī)或者影響生產(chǎn)。

在許多生產(chǎn)過(guò)程中采用變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的變速運(yùn)行，不僅可以滿足生產(chǎn)的需要，而且還能降低電能消耗，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境的噪音，在節(jié)能環(huán)保方面能夠起到積極的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種副井冷卻風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，可解決傳統(tǒng)冷風(fēng)機(jī)輸出量大浪費(fèi)及單一控制故障時(shí)溫度過(guò)高容易燒壞影響工作效率的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種副井冷卻風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括控制電源1L11和熔斷器1FU，還包括變頻控制部分和工頻控制部分，所述變頻控制包括依次連接的交流接觸器1KM1、溫度變送器WDB常閉點(diǎn)、中間繼電器1KA2常閉點(diǎn)、交流接觸器2KM1和交流接觸器2KM2形成的回路一，還包括變頻器BP和交流接觸器1KM1連接形成的回路二，所述交流接觸器1KM1為閉鎖，所述工頻控制包括依次連接的中電繼電器1KA2閉點(diǎn)、溫度變送器WDB和交流接觸器1KM1常閉點(diǎn)形成回路三，還包括依次連接的中電繼電器1KA2、中間繼電器2KA1、溫度變送器WDB常閉點(diǎn)、交流接觸器1KM1常閉點(diǎn)形成的閉合回路四，還包括中間繼電器2KA1、交流接觸器2KM1常閉點(diǎn)和中間繼電器2KT1形成回路五，所述交流接觸器2KM1為電氣閉鎖，還包括中間繼電器2KA1、交流接觸器2KM1常閉點(diǎn)、交流接觸器2KM3和時(shí)間繼電器2KT1形成回路六。

進(jìn)一步的，所述工頻控制部分還包括當(dāng)時(shí)間繼電器2KT1達(dá)到斷開時(shí)間時(shí)，交流接觸器2KM2和交流接觸器2KM3失電，處于閉合狀態(tài)的中間繼電器2KA2常開點(diǎn)與交流接觸器2KM3常閉點(diǎn)、交流接觸器2KM1和閉合的時(shí)間繼電器2KT1觸點(diǎn)形成回路七。

進(jìn)一步的，所述回路一還包括串聯(lián)的時(shí)間繼電器1KT常閉點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述回路三和回路四還分別包括串聯(lián)的時(shí)間繼電器2KT2常閉點(diǎn)。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、變頻運(yùn)行和工頻(自耦降壓)運(yùn)行的1KM1和2KM1的電氣閉鎖；

2、變頻故障時(shí)向工頻運(yùn)行轉(zhuǎn)換的延時(shí)繼電器2KT2，給予變頻故障輸出的時(shí)間和使通風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)平穩(wěn)的從變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)換為工頻運(yùn)行；

3、在變頻故障時(shí)禁止自動(dòng)停止通風(fēng)機(jī)，達(dá)到督促檢修人員及時(shí)檢修的目的，同時(shí)也不耽誤絞車正常運(yùn)行；

4、變頻故障時(shí)切換的是降壓?jiǎn)?dòng)而不是直接啟動(dòng)，目的是為了保護(hù)電機(jī)，防止啟動(dòng)電流過(guò)大燒壞電機(jī)；

5、采用了電動(dòng)機(jī)保護(hù)器而沒(méi)有采用熱繼電器，主要考慮到該通風(fēng)機(jī)電機(jī)的重要性，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能夠從精度上、靈敏度上和保護(hù)類型上更好的保護(hù)電機(jī)。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的一種副井冷卻風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用變頻調(diào)速，并應(yīng)用PLC構(gòu)成風(fēng)量閉環(huán)自動(dòng)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)主電機(jī)溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量；可以實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)根據(jù)實(shí)際量的需要自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載的變化，出現(xiàn)故障會(huì)自動(dòng)切入工頻運(yùn)行狀態(tài)，真正做到全自動(dòng)操作。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的變頻控制結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本實(shí)用新型的工頻控制結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述：

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種副井冷卻風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，具體如下：

1、變頻控制回路

1)啟動(dòng)

將SA1選擇到集控模式，絞車開啟前，絞車PLC接入通風(fēng)機(jī)控制回路的DO模塊常開點(diǎn)轉(zhuǎn)化為閉合點(diǎn)，通過(guò)1KM1、1KT常閉點(diǎn)、1KA2常閉點(diǎn)、WDB常閉點(diǎn)、2KM1和2KM2形成回路，使線圈1KM1吸合，1KM1常開點(diǎn)閉合形成自保回路，BP帶電。將BP輸入調(diào)節(jié)方式選擇為4～20mA電流控制，PLC的AI模塊將絞車電機(jī)溫度轉(zhuǎn)換為4～20mA信號(hào)輸出至BP，BP輸出量通過(guò)4～20mA電流信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出，從而控制并帶動(dòng)通風(fēng)機(jī)電機(jī)工作。因而達(dá)到根據(jù)提升電機(jī)溫度對(duì)通風(fēng)機(jī)電機(jī)的自動(dòng)控制功能。

2)停止

當(dāng)絞車停止運(yùn)行時(shí)，絞車PLC接入通風(fēng)機(jī)控制回路的DO模塊常閉點(diǎn)轉(zhuǎn)化為開點(diǎn)，1KM1線圈失電，從而切斷BP電源和通風(fēng)機(jī)電機(jī)電源。

2、變頻故障時(shí)切換至工頻(自耦降壓)控制回路

1)啟動(dòng)

當(dāng)變頻器故障時(shí)變頻器常開點(diǎn)RO1C和RO1B形成閉點(diǎn)，BP25和BP26形成閉點(diǎn)，從而1KT線圈吸合和1KA2線圈吸合，導(dǎo)致1KA1和1KM1兩個(gè)線圈失電，切斷BP輸入電源和切斷通風(fēng)機(jī)電機(jī)電源，1KA2線圈吸合使通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)由變頻轉(zhuǎn)換為工頻(自偶降壓?jiǎn)?dòng))運(yùn)行。

SA2正常運(yùn)行選擇在自動(dòng)模式，1KA2線圈吸合后，1KA2常開點(diǎn)轉(zhuǎn)換為閉點(diǎn)，通過(guò)2KT2線圈、WDB和1KM1的常閉點(diǎn)形成回路，從而使2KT2線圈吸合。同時(shí)處于閉合狀態(tài)的1KA2常開點(diǎn)、2KT2延時(shí)延時(shí)閉合觸點(diǎn)、2KA1線圈、WDB常閉點(diǎn)、1KM1常閉點(diǎn)形成閉合回路，2KA1線圈吸合，啟動(dòng)降壓回路。常開點(diǎn)2KA1閉合、常閉點(diǎn)2KM1和2KT1形成回路，2KT1線圈吸合，此時(shí)延時(shí)閉合觸點(diǎn)2KT1處于開點(diǎn)狀態(tài)，所以2KM1線圈不能形成回路，同時(shí)處于閉合狀態(tài)的常開點(diǎn)2KA1、常閉點(diǎn)2KM1、2KM3線圈和延時(shí)斷開2KT1形成回路，2KM3帶電吸合。2KM3帶電吸合后，2KM3常開點(diǎn)處于閉點(diǎn)狀態(tài)，從而使2KM2帶電，從而形成降壓?jiǎn)?dòng)通風(fēng)機(jī)電機(jī)。

當(dāng)延時(shí)斷開觸點(diǎn)2KT1達(dá)到斷開時(shí)間時(shí)，線圈2KM2和2KM3失電，處于閉合狀態(tài)的2KA2常開點(diǎn)與2KM3常閉點(diǎn)、2KM1線圈和達(dá)到閉合時(shí)間的延時(shí)閉合2KT1觸點(diǎn)形成回路，從而使2KM1線圈帶電，常開點(diǎn)2KM1閉合，形成自保持回路，通風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行在正常電壓下。

2)停止

由于正常狀態(tài)應(yīng)該為變頻控制運(yùn)行，所以由變頻控制切換到工頻(自耦降壓)控制后沒(méi)有設(shè)計(jì)自動(dòng)停止，必須由檢修人員現(xiàn)場(chǎng)查看后手動(dòng)停止。

在使用時(shí)，將原有電機(jī)的定子線圈中預(yù)置的PT100溫度傳感器通過(guò)屏蔽線接入絞車提升電控系統(tǒng)(ABB DCS800)中的AI模塊，將AI模塊調(diào)至電阻型輸入。在絞車控制程序中增加溫度輸入和輸出計(jì)算程序，絞車電控系統(tǒng)接收到AI模塊輸入的電機(jī)溫度傳感器輸入的電阻值后，經(jīng)過(guò)計(jì)算后由AO模塊輸出4～20mA小電流信號(hào)傳送給冷卻風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制裝置中的變頻器輸入口(提前將變頻器參數(shù)設(shè)置為4～20mA輸入)。

交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為n＝60f/p(1-s)，從公式可以看出，電源頻率f與轉(zhuǎn)速n成正比，即改變頻率f可改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速n。當(dāng)改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，由額定轉(zhuǎn)速n1調(diào)整到某一轉(zhuǎn)速n2時(shí)，理論上風(fēng)量及軸功率變化的關(guān)系如下：Q2＝Q1(n2/n1)，P2＝P1(n2/n1)³?？梢?jiàn)，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。

冷卻風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制裝置中的變頻器根據(jù)4～20mA輸入電流的變化調(diào)節(jié)輸出至冷卻風(fēng)機(jī)電源頻率，從而改變冷卻風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，達(dá)到了節(jié)能的目的。

另外，考慮到提升系統(tǒng)電機(jī)的重要性和電氣控制產(chǎn)品運(yùn)行頻繁容易老化等因數(shù)，在冷卻風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制裝置中變頻器故障無(wú)法啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)時(shí)，由變頻器輸出故障信號(hào)至工頻啟動(dòng)系統(tǒng)，冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行工頻運(yùn)行，保障提升系統(tǒng)電機(jī)正常運(yùn)行。

實(shí)踐證明，在通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中采用變頻啟動(dòng)和變頻調(diào)速運(yùn)行方式，可以根據(jù)溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，解決了“大馬拉小車”的問(wèn)題，降低了生產(chǎn)成本，另外增加了變頻故障自動(dòng)切入工頻運(yùn)行功能，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，并達(dá)到節(jié)能降耗，自動(dòng)控制的目的。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型確定的保護(hù)范圍內(nèi)。