礦井提升用的編碼器

『壹』 國產煤礦用（煤礦）變頻器都有哪些

選三晶變頻器S350系列重載型就可以

三晶變頻器在煤礦提升機上的應用

礦井提升機是煤礦、鐵礦、有色金屬礦生產過程中的重要設備。提升機的安全、可靠運行，直接關繫到企業的生產狀況和經濟效益。本文介紹的是煤礦斜井絞車提升機採用SAJ-8000Z(132kw)變頻器進行改造的實例及所取得的節能等效益。

引言

礦井提升機是煤礦、鐵礦、有色金屬礦生產過程中的重要設備。提升機的安全、可靠運行，直接關繫到企業的生產狀況和經濟效益。煤礦井下採煤，採好的煤通過斜井用提升機將煤車拖到地面上來。煤車廂與火車的運貨車廂類似，只不過高度和體積小一些。在井口有一絞車提升機，由電機經減速器帶動捲筒旋轉，鋼絲繩在捲筒上纏繞數周掛上一列煤車車廂，在電機的驅動下將裝滿煤的列車從斜井拖上來或放下去。這種拖動系統要求電機頻繁的正、反轉起動，減速制動，而且電機的轉速按一定規律變化。斜井提升機的機械結構示意圖如圖1所示。斜井提升機的動力由繞線式電機提供，採用轉子串電阻調速。提升機的基本參數是:電機功率55kW，捲筒直徑Φ1200mm，減速器減速比24:1，最高運行速度2.5m/s，鋼絲繩長度為120m。

圖1提升機捲筒機械傳動系統結構示意圖

目前，大多數中、小型礦井採用斜井絞車提升，傳統斜井提升機普遍採用交流繞線式電機串電阻調速系統，電阻的投切用繼電器—交流接觸器控制。這種控制系統由於調速過程中交流接觸器動作頻繁，設備運行的時間較長，交流接觸器主觸頭易氧化，引發設備故障。另外，提升機在減速和爬行階段的速度控制性能較差，經常會造成停車位置不準確。提升機頻繁的起動﹑調速和制動，在轉子外電路所串電阻的上產生相當大的功耗。這種交流繞線式電機串電阻調速系統屬於有級調速，調速的平滑性差;低速時機械特性較軟，靜差率較大;電阻上消耗的轉差功率大，節能較差;起動過程和調速換擋過程中電流沖擊大;中高速運行震動大，安全性較差。

改造方案

為克服傳統交流繞線式電機串電阻調速系統的缺點，採用變頻調速技術改造提升機，可以實現全頻率(0～50Hz)范圍內的恆轉矩控制。對再生能量的處理，可採用價格低廉的能耗制動方案或節能更加顯著的回饋制動方案。為安全性考慮，液壓機械制動需要保留，並在設計過程中對液壓機械制動和變頻器的制動加以整合。礦井提升機變頻調速方案如圖2所示。

圖2礦井提升機變頻調速方案

考慮到繞線式電動機比鼠籠式電動機的力矩大，且過載能力強，所以仍用原來的4極55kW繞線式電機，在用變頻器驅動時需將轉子三根引出線短接。提升機在運行過程中，井下和井口必須用信號進行聯絡，信號未經確認，提升機不能運行。為顯示運行時車廂的位置，使用E6C3-CS5C40P旋轉編碼器，即電機旋轉1圈旋轉編碼器產生40個脈沖，這樣每兩個脈沖對應車廂走過的距離為1200×π/(24×40)=3.927，約為3.9mm。則與實際距離的誤差值為4-3.9=0.027mm，捲筒運行一圈誤差為0.027×40×24=25.29mm，已知鋼絲繩長度為120m，如果兩個脈沖對應車廂走過的距離用近似值3.9mm計算，120m全程誤差為25.92×120000/1200π≈825mm。再考慮到實際檢測過程中有一個脈沖的誤差，則最大的誤差在821mm～829mm之間，對於數十米長的車廂來說誤差范圍不到1m，精度足夠。因此，用計數器實時統計旋轉編碼器發出的脈沖個數，則可計算出車廂的位置並用顯示器顯示。另外一個問題是計數過程中有無累計誤差存在？實際檢測時，在一個提升過程開始前，首先將計數器復位，第一個重車廂經過某個位置時，打開計數器計數，車廂在斜井中的位置以此點為基準計算，沒有累計誤差。在操作台上，用8英寸觸摸屏顯示交流電壓和電機工作電流以及車廂的位置。

方案實施

斜井提升負載是典型的摩檫性負載，即恆轉矩特性負載。重車上行時，電機的電磁轉矩必須克服負載阻轉矩，起動時還要克服一定的靜摩檫力矩，電機處於電動工作狀態，且工作於第一象限。在重車減速時，雖然重車在斜井面上有一向下的分力，但重車的減速時間較短，電機仍會處於再生狀態，工作於第二象限。當列重車上行時，電機處於反向電動狀態，工作在第三象限和第四象限。另外，有占總運行時間10%的時間單獨運送工具或器材到井下時，電機純粹處於第二或第四象限，此時電機長時間處於再生發電狀態，需要進行有效的制動。用能耗制動方式必將消耗大量的電能;用回饋制動方式，可節省這部分電能。但是，回饋制動單元的價格較高，考慮到單獨運送工具或器材到井下僅占總運行時間的10%，為此選用價格低廉的能耗制動單元加能耗電阻的制動方案。

提升機的負載特性為恆轉矩位能負載，起動力矩較大，選用變頻器時適當地留有餘量，因此，三晶132kW變頻器。由於提升機電機絕大部分時間都處於電動狀態，僅在少數時間有再生能量產生，變頻器接入一制動單元和制動電阻，就可以滿足重車下行時的再生制動，實現平穩的下行。井口還有一個液壓機械制動器，類似電磁抱閘，此制動器用於重車靜止時的制動，特別是重車停在斜井的斜坡上，必須有液壓機械制動器制動。液壓機械制動器受PLC和變頻器共同控制，機械制動是否制動受變頻器頻率到達埠的控制，起動時當變頻器的輸出頻率達到設定值，例如0.2Hz，變頻器A、B埠輸出信號，表示電機轉矩已足夠大，打開液壓機械制動器，重車可上行;減速過程中，當變頻器的頻率下降到0.2Hz時，表示電機轉矩已較小，液壓機械制動器制動停車。緊急情況時，按下緊急停車按鈕，變頻器能耗制動和液壓機械制動器同時起作用，使提升機在盡量短的時間內停車。

提升機傳統的操作方式為，操作工人坐在煤礦井口操作台前，手握操縱桿控制電機正、反轉共三擋速度。為適應操作工人這種操作方式，變頻器採用無級（無檔位）調速。變頻調速原理圖如圖3所示。

圖3變頻調速原理圖

節電率與投資回報分析

某鐵底礦使用的煤礦提升機,原採用132KW三相非同步電動機,轉子串電阻調速,用交流接觸器進行速度切換,由於功率比較大,所以啟動換檔時沖擊電流大,中高速運行不平穩,大量的電能消耗在轉子電阻上,告成能源的極大浪費。同時，工人的操作環境也極惡劣，急需進行改造。

由於變頻器具有軟啟動、大范圍內平滑調速、節能效果顯著等優點，因此我礦經過多方考察，決定採用廣州三晶電氣有限公司生產的系列變頻器對絞車系統進行變頻改造，經過幾個月的運行，證明改造的效果比較理想，主要表現在：

1、實現了啟動時的軟啟動、軟停車，減輕了對電網的沖擊。

2、變頻器的頻率連續調節，使調速更加方便、可靠，運行更平穩。

3、使用變頻器後省去原先的換檔接觸器及調速電阻，即節省了維修費用，又減少了停機維修時間，從而提高了產量。同時改善了惡劣操作環境，使工人避免在夏季調速電阻發熱告成的高溫條件下工作。

4、在低速時節能效果十分明顯。礦井深300多米，測量時用4/50的電度表，在相同耗電量的情況下，用工頻可拉17勾，而使用變頻可拉26勾，即變頻比工頻多拉9勾。經估算節電率約為20%。由於使用了變頻器，設備基本上是滿載運行。即使我們採用保守演算法，把132KW的電機功率折扣為120KW，每天只使用20小時，每年工作360天，一年節電仍高達30.24萬度（120*0.35*20*360=302400度)。若以每度電0.5元計算(當地電價0.6元),則每年可節電費15萬多元(302400*0.5=151200元)。

結束語

繞線式電機轉子串電阻調速，電阻上消耗大量的轉差功率，速度越低，消耗的轉差功率越大。使用變頻調速，是一種不耗能的高效的調速方式。提升機絕大部分時間都處在電動狀態，節能十分顯著，經測算節能20%以上，取得了很好的經濟效益。另外，提升機變頻調速使系統運行的穩定性和安全性得到大大的提高，減少了運行故障和停工工時，節省了人力和物力，提高了運煤能力，間接的經濟效益也很可觀。

『貳』 PLC礦井提升機電控系統的工作原理是什麼

電機前邊加個變頻器，然後兩個終點考慮加限位開關自動停車，如果復雜的話要加編碼器精確定位。

『叄』 編碼器的安裝使用方法是什麼

絕對型旋轉編碼器的機械安裝使用：

絕對型旋轉編碼器的機械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機械裝置安裝等多種形式。

高速端安裝：安於動力馬達轉軸端（或齒輪連接），此方法優點是解析度高，由於多圈編碼器有4096圈，馬達轉動圈數在此量程范圍內，可充分用足量程而提高解析度，缺點是運動物體通過減速齒輪後，來回程有齒輪間隙誤差，一般用於單向高精度控制定位，例如軋鋼的輥縫控制。

另外編碼器直接安裝於高速端，馬達抖動須較小，不然易損壞編碼器。
低速端安裝：安裝於減速齒輪後，如卷揚鋼絲繩捲筒的軸端或最後一節減速齒輪軸端，此方法已無齒輪來回程間隙，測量較直接，精度較高，此方法一般測量長距離定位，例如各種提升設備，送料小車定位等。

『肆』 礦井生產系統由哪幾部分組成，各自作用如何礦井提升機的現狀及發展方向時什麼樣的應注意哪些問題

1.礦井生產系統由哪幾部分組成，各自系統的作用如何？

答：1.主電機（交流或者直流） 用作提升機的動力裝置
減速機構（如果採用大容量低速電機則不需要減速機構） 用來改變輸出轉速和輸出轉矩的
2.滾筒 用於掛鋼絲繩的 分為摩擦式和纏繞式
3.天輪 單繩落地纏繞式提升機用來將鋼絲繩掛起的 同時天輪軸上安裝編碼器作為主控或者監控的速度檢測
多繩子纏繞式提升機用來增大摩擦力矩的 同時天輪軸上安裝編碼器作為主控或者監控的速度檢測
4.液壓站 用於提升機急停抱閘和跳繩的
5.潤滑站 用於減速機的潤滑
6.罐籠 用於提人或者提礦的
7.箕斗 提礦專用

2礦井提升機的技術現狀及發展方向時什麼樣的？

當前國內提升機電控絕大多數還是轉子迴路串電阻分段控制的交流繞線式電機繼
電器接觸器系統，設備陳舊、技術落後。而且這種控制方式存在著很多的問題:
l)轉子迴路串接電阻，消耗電能，造成能源浪費。
2)電阻分級切換，為有級調速，設備運行不平穩，容易引起電氣及機械沖擊。
3)繼電器、接觸器頻繁動作，電弧燒蝕觸點，影響接觸器使用壽命，維修成本較高。
4)交流繞線非同步電動機的滑環存在接觸不良問題，容易引起設備事故。
5)電動機依靠轉子電阻獲得的低速，其運行特性較軟。
6)提升容器通過給定的減速點時，由於負載的不同，而將得到不同的減速度，不能
達到穩定的低速爬行，最後導致停車位置不準，不能正常裝卸載。
上述問題使提升機運行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。因此，需要研製更
加安全可靠的控制系統，使提升機運行的可靠性和安全性得到提高。在提升機控制系統
中應用計算機控制技術和變頻調速技術，對原有提升機控制系統進行升級換代。
就計算機技術在工業現場應用情況而言，可編程式控制制器(PLC)是目前作為工業控
制最理想的機型，它是採用計算機技術、按照事先編好並儲存在計算機內部一段程序來
完成設備的操作控制。採用PLC控制，硬體簡潔、軟體靈活性強、調試方便、維護量
小，PLC技術己經廣泛應用於各種提升機控制，配合一些提升機專用電子模塊組成的提
升機控制設備，可供控制高壓帶動力制動或低頻制動，單、雙機拖動等lz]。操作、監控
和安全保護系統選用可編程式控制制器。主控計算機應用軟體能完成提升機自動、半自動、
手動、檢修、低速爬行等各種運動方式的控制要求
而在PLC電控系統的基礎上配合變頻調速裝置，運用現在先進的矢量控制技術，
不但適合提升機運行工藝的要求，還將解決整套提升機系統的電力拖動方面的一系列問
題。如圖1一3所示，變頻裝置取代復雜的串聯電阻切換裝置，對提升機運行速度曲線、
轉矩大小的要求都由變頻器來完成，簡化了控制操作流程，提高了控制精度[』「】。
3.2研究意義
在調研中發現，目前山西省各大煤礦的礦井提升機系統的調速方案大多採用繼電器
接觸器控制的轉子串電阻調速。該方案耗能大，佔地面積大，已不能適應現代礦業發展
的需要。因此有必要對其調速方案進行改造。在廣泛考察現行的變頻調速方案後，本文
提升機系統控制單元採用目前工控適用的可編程式控制制器來控制，具有編程簡單和控制可
靠性高的優點;電力拖動系統中，選用先進的變頻傳動裝置，運用先進的矢量控制技術，
優化了調速系統的性能，這一控制方法目前仍為現代交流調速的重要研究方向之一。
採用先進的工業計算機、現場匯流排和工業自動化技術[l』][l2]，按照結構標准化、產品
系列化、性能現代化、體積小型化的原則，研製生產適合礦井提升機電控設備是進行技
術改造和新建礦井設備選型的理想選擇。使用上位機監控系統，採用組態模式，實現良
好的人一機對話;實時監控提升機的運行狀態，上位機動態模擬顯示及故障閉鎖;可進
行故障報警、數據查詢、報表列印;記錄提升鉤數以及每班、每日、每月、每年的提升
量累計;故障聲光指示、記憶及部分感測器上位機的緊急處理。
為保證提升設備無事故，在提升設備有可能出現故障的各個重要環節上，設置雙回
路系統，並在系統的各個環節上設有各種檢測、控制、自診斷以及記錄和保護裝置(如
負載、速度、加減速、產量、運行時間等記錄)。
本文從解決實際礦井提升系統存在的問題出發，對傳統的調速方案進行了控制方式
的革新和數字化改造，降低了成本，提高了控制精度，加強了系統穩定性。

在礦井提升機控制過程中應注意哪些問題？

最關鍵的是液壓站 要確定正常工作閥 調繩閥 電液比例閥等

『伍』 提升絞車及提升機的軸編碼器的作用是什麼

提來升絞車及提升機源的軸編碼器的作用是監控提升機的位置和速度，與主控進行比較，對提升機起保護作用。
主軸編碼器採用與主軸同步的光電脈沖發生器，通過中間軸上的齒輪1:1地同步傳動。數控車床主軸的轉動與進給運動之間，沒有機械方面的直接聯系，為了加工螺紋，就要求給定進給伺服電動機的脈沖數與主軸的轉速應有相對應的關系，主軸脈沖發生器起到了對主軸轉動與進給運動的聯系作用。

『陸』 軸編碼器如何選擇/

這需要看具體的外型（適合安裝的尺寸，結構），輸出的信號特性，解析度等。
您可以參考以下網址的資料：http://www.jjx88.com/encoder_1.htm

『柒』 礦井直流提升機全數字調速電控系統有什麼特點

礦井直流提升機全數字調速電控系統特點：
一、操作控制系統特點：
1、檢修、驗繩、手動、半自動、全自動等操作方式。
2、根據提升種類進行最高速度限制。
3、提升機工藝控制下必要的閉鎖。
4、安全迴路由PLC控制軟體與外部硬體實現兩套冗餘，當PLC故障時提升機能低速運行（應急開車）。
5、安全制動過程實現恆減速控制，使安全制動過程中的減速度不受提升、下放、載荷大小影響，在給定范圍內保持恆定並且不超過防滑極限減速度，確保提升機安全運行（當選恆減速液壓系統時具有的功能）。
6、具有提升機位置閉環控制功能，准確停車。
7、具有完善的保護功能，如：超速、過卷、鋼絲繩滑動、閘瓦磨損、彈簧疲勞、過流、過壓、變流裝置故障等保護，對於重要的保護一般都設有兩到三重，確保提升機的安全運行。
8、測速機與測速機之間、測速機與編碼器之間相互監視互為備份，確保速度、深度指示及控制萬無一失。
9、 起動過程中，制動器油壓與電流進行合理自動配合，使提升機進行軟起動，避免起動電流沖擊或提升容器下墜。
二、監控系統特點：
1、採用最流行的工業計算機為上位機，配置彩色顯示器及彩色列印機並配置編程及監控軟體。在安裝調試過程中通過與可編程式控制制器通訊，在上位機進行程序編制，這樣就可以不用配置專用編程器，節省投資。
2、上位機監控提升系統的運行和報警，設計多組彩色圖表顯示並可以隨時列印輸出。
3、監控系統主要功能包括：輕故障信號種類的顯示與記錄；重故障診斷、報警和預報警；以深度和時間為坐標軸對關鍵參數如速度、電流、油壓等進行多個提升循環過程記錄；後備保護（後備減速、過卷、超速、定點檢測、錯向等）功能；實時參量如深度、速度、壓力、電流的實時顯示；井筒開關、監控器（深度指示器）限位開關動作情況記憶及顯示；對於主井裝卸載設備各部分動作情況顯示；對主機及電控設備主要環節的工作情況進行監視；各種生產情況、設備運行報表顯示及記錄。

『捌』 礦井提升機怎樣用編碼器計算行程和速度

程序的話你可以不讓編碼器在一周時清零，可以改成計行程的形式，絕對值編碼器應該可以的。也可以簡單點，從機械入手，加大輪子直徑或齒比

『玖』 礦井提升機日常檢修內容

礦井提升機日檢的基本內容包含以下幾個方面：

檢查各部分的連接零件（專如螺栓、鉚釘、銷軸等）屬是否松動，由檢查孔觀察減速器齒輪的嚙合情況。檢查潤滑系統的供油情況及制動系統的工作狀況。檢查深度指示器的絲杠螺母曠動情況，以及保護裝置和儀表等動作是否正常。

檢查各轉動部分的穩定性，如軸承是否振動，各部機座和基礎螺栓(螺釘)是否松動。試驗過卷保護裝置。手試一次松繩信號裝置，試驗各種信號(包括滿倉、開機、停機、緊急信號等.

檢查各接觸器(信號盤、轉子控制盤、換相器等)觸點磨損情況，對燒損者要進行修理(用砂布和小銼刀)或更換，以保持其接觸良好。 檢查調繩離合器及天輪的轉動情況，如襯墊、軸承等。

檢查提升容器及其附屬機構(如阻車器、連接裝置、罐耳等)的結構情況是否正常。檢查防墜器系統的彈簧、抓捕器、聯動桿等的連接和潤滑情況。 檢查井口裝載設備（如推車機、爬車機、翻車機、阻車器、搖台或罐座、安全門等）的工作情況。