矿井提升用的编码器

『壹』 国产煤矿用（煤矿）变频器都有哪些

选三晶变频器S350系列重载型就可以

三晶变频器在煤矿提升机上的应用

矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。本文介绍的是煤矿斜井绞车提升机采用SAJ-8000Z(132kw)变频器进行改造的实例及所取得的节能等效益。

引言

矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。煤车厢与火车的运货车厢类似，只不过高度和体积小一些。在井口有一绞车提升机，由电机经减速器带动卷筒旋转，钢丝绳在卷筒上缠绕数周挂上一列煤车车厢，在电机的驱动下将装满煤的列车从斜井拖上来或放下去。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动，减速制动，而且电机的转速按一定规律变化。斜井提升机的机械结构示意图如图1所示。斜井提升机的动力由绕线式电机提供，采用转子串电阻调速。提升机的基本参数是:电机功率55kW，卷筒直径Φ1200mm，减速器减速比24:1，最高运行速度2.5m/s，钢丝绳长度为120m。

图1提升机卷筒机械传动系统结构示意图

目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器—交流接触器控制。这种控制系统由于调速过程中交流接触器动作频繁，设备运行的时间较长，交流接触器主触头易氧化，引发设备故障。另外，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，经常会造成停车位置不准确。提升机频繁的起动﹑调速和制动，在转子外电路所串电阻的上产生相当大的功耗。这种交流绕线式电机串电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性差;低速时机械特性较软，静差率较大;电阻上消耗的转差功率大，节能较差;起动过程和调速换挡过程中电流冲击大;中高速运行震动大，安全性较差。

改造方案

为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点，采用变频调速技术改造提升机，可以实现全频率(0～50Hz)范围内的恒转矩控制。对再生能量的处理，可采用价格低廉的能耗制动方案或节能更加显著的回馈制动方案。为安全性考虑，液压机械制动需要保留，并在设计过程中对液压机械制动和变频器的制动加以整合。矿井提升机变频调速方案如图2所示。

图2矿井提升机变频调速方案

考虑到绕线式电动机比鼠笼式电动机的力矩大，且过载能力强，所以仍用原来的4极55kW绕线式电机，在用变频器驱动时需将转子三根引出线短接。提升机在运行过程中，井下和井口必须用信号进行联络，信号未经确认，提升机不能运行。为显示运行时车厢的位置，使用E6C3-CS5C40P旋转编码器，即电机旋转1圈旋转编码器产生40个脉冲，这样每两个脉冲对应车厢走过的距离为1200×π/(24×40)=3.927，约为3.9mm。则与实际距离的误差值为4-3.9=0.027mm，卷筒运行一圈误差为0.027×40×24=25.29mm，已知钢丝绳长度为120m，如果两个脉冲对应车厢走过的距离用近似值3.9mm计算，120m全程误差为25.92×120000/1200π≈825mm。再考虑到实际检测过程中有一个脉冲的误差，则最大的误差在821mm～829mm之间，对于数十米长的车厢来说误差范围不到1m，精度足够。因此，用计数器实时统计旋转编码器发出的脉冲个数，则可计算出车厢的位置并用显示器显示。另外一个问题是计数过程中有无累计误差存在？实际检测时，在一个提升过程开始前，首先将计数器复位，第一个重车厢经过某个位置时，打开计数器计数，车厢在斜井中的位置以此点为基准计算，没有累计误差。在操作台上，用8英寸触摸屏显示交流电压和电机工作电流以及车厢的位置。

方案实施

斜井提升负载是典型的摩檫性负载，即恒转矩特性负载。重车上行时，电机的电磁转矩必须克服负载阻转矩，起动时还要克服一定的静摩檫力矩，电机处于电动工作状态，且工作于第一象限。在重车减速时，虽然重车在斜井面上有一向下的分力，但重车的减速时间较短，电机仍会处于再生状态，工作于第二象限。当列重车上行时，电机处于反向电动状态，工作在第三象限和第四象限。另外，有占总运行时间10%的时间单独运送工具或器材到井下时，电机纯粹处于第二或第四象限，此时电机长时间处于再生发电状态，需要进行有效的制动。用能耗制动方式必将消耗大量的电能;用回馈制动方式，可节省这部分电能。但是，回馈制动单元的价格较高，考虑到单独运送工具或器材到井下仅占总运行时间的10%，为此选用价格低廉的能耗制动单元加能耗电阻的制动方案。

提升机的负载特性为恒转矩位能负载，起动力矩较大，选用变频器时适当地留有余量，因此，三晶132kW变频器。由于提升机电机绝大部分时间都处于电动状态，仅在少数时间有再生能量产生，变频器接入一制动单元和制动电阻，就可以满足重车下行时的再生制动，实现平稳的下行。井口还有一个液压机械制动器，类似电磁抱闸，此制动器用于重车静止时的制动，特别是重车停在斜井的斜坡上，必须有液压机械制动器制动。液压机械制动器受PLC和变频器共同控制，机械制动是否制动受变频器频率到达端口的控制，起动时当变频器的输出频率达到设定值，例如0.2Hz，变频器A、B端口输出信号，表示电机转矩已足够大，打开液压机械制动器，重车可上行;减速过程中，当变频器的频率下降到0.2Hz时，表示电机转矩已较小，液压机械制动器制动停车。紧急情况时，按下紧急停车按钮，变频器能耗制动和液压机械制动器同时起作用，使提升机在尽量短的时间内停车。

提升机传统的操作方式为，操作工人坐在煤矿井口操作台前，手握操纵杆控制电机正、反转共三挡速度。为适应操作工人这种操作方式，变频器采用无级（无档位）调速。变频调速原理图如图3所示。

图3变频调速原理图

节电率与投资回报分析

某铁底矿使用的煤矿提升机,原采用132KW三相异步电动机,转子串电阻调速,用交流接触器进行速度切换,由于功率比较大,所以启动换档时冲击电流大,中高速运行不平稳,大量的电能消耗在转子电阻上,告成能源的极大浪费。同时，工人的操作环境也极恶劣，急需进行改造。

由于变频器具有软启动、大范围内平滑调速、节能效果显著等优点，因此我矿经过多方考察，决定采用广州三晶电气有限公司生产的系列变频器对绞车系统进行变频改造，经过几个月的运行，证明改造的效果比较理想，主要表现在：

1、实现了启动时的软启动、软停车，减轻了对电网的冲击。

2、变频器的频率连续调节，使调速更加方便、可靠，运行更平稳。

3、使用变频器后省去原先的换档接触器及调速电阻，即节省了维修费用，又减少了停机维修时间，从而提高了产量。同时改善了恶劣操作环境，使工人避免在夏季调速电阻发热告成的高温条件下工作。

4、在低速时节能效果十分明显。矿井深300多米，测量时用4/50的电度表，在相同耗电量的情况下，用工频可拉17勾，而使用变频可拉26勾，即变频比工频多拉9勾。经估算节电率约为20%。由于使用了变频器，设备基本上是满载运行。即使我们采用保守算法，把132KW的电机功率折扣为120KW，每天只使用20小时，每年工作360天，一年节电仍高达30.24万度（120*0.35*20*360=302400度)。若以每度电0.5元计算(当地电价0.6元),则每年可节电费15万多元(302400*0.5=151200元)。

结束语

绕线式电机转子串电阻调速，电阻上消耗大量的转差功率，速度越低，消耗的转差功率越大。使用变频调速，是一种不耗能的高效的调速方式。提升机绝大部分时间都处在电动状态，节能十分显著，经测算节能20%以上，取得了很好的经济效益。另外，提升机变频调速使系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高，减少了运行故障和停工工时，节省了人力和物力，提高了运煤能力，间接的经济效益也很可观。

『贰』 PLC矿井提升机电控系统的工作原理是什么

电机前边加个变频器，然后两个终点考虑加限位开关自动停车，如果复杂的话要加编码器精确定位。

『叁』 编码器的安装使用方法是什么

绝对型旋转编码器的机械安装使用：

绝对型旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。

高速端安装：安于动力马达转轴端（或齿轮连接），此方法优点是分辨率高，由于多圈编码器有4096圈，马达转动圈数在此量程范围内，可充分用足量程而提高分辨率，缺点是运动物体通过减速齿轮后，来回程有齿轮间隙误差，一般用于单向高精度控制定位，例如轧钢的辊缝控制。

另外编码器直接安装于高速端，马达抖动须较小，不然易损坏编码器。
低速端安装：安装于减速齿轮后，如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最后一节减速齿轮轴端，此方法已无齿轮来回程间隙，测量较直接，精度较高，此方法一般测量长距离定位，例如各种提升设备，送料小车定位等。

『肆』 矿井生产系统由哪几部分组成，各自作用如何矿井提升机的现状及发展方向时什么样的应注意哪些问题

1.矿井生产系统由哪几部分组成，各自系统的作用如何？

答：1.主电机（交流或者直流） 用作提升机的动力装置
减速机构（如果采用大容量低速电机则不需要减速机构） 用来改变输出转速和输出转矩的
2.滚筒 用于挂钢丝绳的 分为摩擦式和缠绕式
3.天轮 单绳落地缠绕式提升机用来将钢丝绳挂起的 同时天轮轴上安装编码器作为主控或者监控的速度检测
多绳子缠绕式提升机用来增大摩擦力矩的 同时天轮轴上安装编码器作为主控或者监控的速度检测
4.液压站 用于提升机急停抱闸和跳绳的
5.润滑站 用于减速机的润滑
6.罐笼 用于提人或者提矿的
7.箕斗 提矿专用

2矿井提升机的技术现状及发展方向时什么样的？

当前国内提升机电控绝大多数还是转子回路串电阻分段控制的交流绕线式电机继
电器接触器系统，设备陈旧、技术落后。而且这种控制方式存在着很多的问题:
l)转子回路串接电阻，消耗电能，造成能源浪费。
2)电阻分级切换，为有级调速，设备运行不平稳，容易引起电气及机械冲击。
3)继电器、接触器频繁动作，电弧烧蚀触点，影响接触器使用寿命，维修成本较高。
4)交流绕线异步电动机的滑环存在接触不良问题，容易引起设备事故。
5)电动机依靠转子电阻获得的低速，其运行特性较软。
6)提升容器通过给定的减速点时，由于负载的不同，而将得到不同的减速度，不能
达到稳定的低速爬行，最后导致停车位置不准，不能正常装卸载。
上述问题使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。因此，需要研制更
加安全可靠的控制系统，使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。在提升机控制系统
中应用计算机控制技术和变频调速技术，对原有提升机控制系统进行升级换代。
就计算机技术在工业现场应用情况而言，可编程控制器(PLC)是目前作为工业控
制最理想的机型，它是采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来
完成设备的操作控制。采用PLC控制，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量
小，PLC技术己经广泛应用于各种提升机控制，配合一些提升机专用电子模块组成的提
升机控制设备，可供控制高压带动力制动或低频制动，单、双机拖动等lz]。操作、监控
和安全保护系统选用可编程控制器。主控计算机应用软件能完成提升机自动、半自动、
手动、检修、低速爬行等各种运动方式的控制要求
而在PLC电控系统的基础上配合变频调速装置，运用现在先进的矢量控制技术，
不但适合提升机运行工艺的要求，还将解决整套提升机系统的电力拖动方面的一系列问
题。如图1一3所示，变频装置取代复杂的串联电阻切换装置，对提升机运行速度曲线、
转矩大小的要求都由变频器来完成，简化了控制操作流程，提高了控制精度[’“】。
3.2研究意义
在调研中发现，目前山西省各大煤矿的矿井提升机系统的调速方案大多采用继电器
接触器控制的转子串电阻调速。该方案耗能大，占地面积大，已不能适应现代矿业发展
的需要。因此有必要对其调速方案进行改造。在广泛考察现行的变频调速方案后，本文
提升机系统控制单元采用目前工控适用的可编程控制器来控制，具有编程简单和控制可
靠性高的优点;电力拖动系统中，选用先进的变频传动装置，运用先进的矢量控制技术，
优化了调速系统的性能，这一控制方法目前仍为现代交流调速的重要研究方向之一。
采用先进的工业计算机、现场总线和工业自动化技术[l’][l2]，按照结构标准化、产品
系列化、性能现代化、体积小型化的原则，研制生产适合矿井提升机电控设备是进行技
术改造和新建矿井设备选型的理想选择。使用上位机监控系统，采用组态模式，实现良
好的人一机对话;实时监控提升机的运行状态，上位机动态模拟显示及故障闭锁;可进
行故障报警、数据查询、报表打印;记录提升钩数以及每班、每日、每月、每年的提升
量累计;故障声光指示、记忆及部分传感器上位机的紧急处理。
为保证提升设备无事故，在提升设备有可能出现故障的各个重要环节上，设置双回
路系统，并在系统的各个环节上设有各种检测、控制、自诊断以及记录和保护装置(如
负载、速度、加减速、产量、运行时间等记录)。
本文从解决实际矿井提升系统存在的问题出发，对传统的调速方案进行了控制方式
的革新和数字化改造，降低了成本，提高了控制精度，加强了系统稳定性。

在矿井提升机控制过程中应注意哪些问题？

最关键的是液压站 要确定正常工作阀 调绳阀 电液比例阀等

『伍』 提升绞车及提升机的轴编码器的作用是什么

提来升绞车及提升机源的轴编码器的作用是监控提升机的位置和速度，与主控进行比较，对提升机起保护作用。
主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1:1地同步传动。数控车床主轴的转动与进给运动之间，没有机械方面的直接联系，为了加工螺纹，就要求给定进给伺服电动机的脉冲数与主轴的转速应有相对应的关系，主轴脉冲发生器起到了对主轴转动与进给运动的联系作用。

『陆』 轴编码器如何选择/

这需要看具体的外型（适合安装的尺寸，结构），输出的信号特性，分辨率等。
您可以参考以下网址的资料：http://www.jjx88.com/encoder_1.htm

『柒』 矿井直流提升机全数字调速电控系统有什么特点

矿井直流提升机全数字调速电控系统特点：
一、操作控制系统特点：
1、检修、验绳、手动、半自动、全自动等操作方式。
2、根据提升种类进行最高速度限制。
3、提升机工艺控制下必要的闭锁。
4、安全回路由PLC控制软件与外部硬件实现两套冗余，当PLC故障时提升机能低速运行（应急开车）。
5、安全制动过程实现恒减速控制，使安全制动过程中的减速度不受提升、下放、载荷大小影响，在给定范围内保持恒定并且不超过防滑极限减速度，确保提升机安全运行（当选恒减速液压系统时具有的功能）。
6、具有提升机位置闭环控制功能，准确停车。
7、具有完善的保护功能，如：超速、过卷、钢丝绳滑动、闸瓦磨损、弹簧疲劳、过流、过压、变流装置故障等保护，对于重要的保护一般都设有两到三重，确保提升机的安全运行。
8、测速机与测速机之间、测速机与编码器之间相互监视互为备份，确保速度、深度指示及控制万无一失。
9、 起动过程中，制动器油压与电流进行合理自动配合，使提升机进行软起动，避免起动电流冲击或提升容器下坠。
二、监控系统特点：
1、采用最流行的工业计算机为上位机，配置彩色显示器及彩色打印机并配置编程及监控软件。在安装调试过程中通过与可编程控制器通讯，在上位机进行程序编制，这样就可以不用配置专用编程器，节省投资。
2、上位机监控提升系统的运行和报警，设计多组彩色图表显示并可以随时打印输出。
3、监控系统主要功能包括：轻故障信号种类的显示与记录；重故障诊断、报警和预报警；以深度和时间为坐标轴对关键参数如速度、电流、油压等进行多个提升循环过程记录；后备保护（后备减速、过卷、超速、定点检测、错向等）功能；实时参量如深度、速度、压力、电流的实时显示；井筒开关、监控器（深度指示器）限位开关动作情况记忆及显示；对于主井装卸载设备各部分动作情况显示；对主机及电控设备主要环节的工作情况进行监视；各种生产情况、设备运行报表显示及记录。

『捌』 矿井提升机怎样用编码器计算行程和速度

程序的话你可以不让编码器在一周时清零，可以改成计行程的形式，绝对值编码器应该可以的。也可以简单点，从机械入手，加大轮子直径或齿比

『玖』 矿井提升机日常检修内容

矿井提升机日检的基本内容包含以下几个方面：

检查各部分的连接零件（专如螺栓、铆钉、销轴等）属是否松动，由检查孔观察减速器齿轮的啮合情况。检查润滑系统的供油情况及制动系统的工作状况。检查深度指示器的丝杠螺母旷动情况，以及保护装置和仪表等动作是否正常。

检查各转动部分的稳定性，如轴承是否振动，各部机座和基础螺栓(螺钉)是否松动。试验过卷保护装置。手试一次松绳信号装置，试验各种信号(包括满仓、开机、停机、紧急信号等.

检查各接触器(信号盘、转子控制盘、换相器等)触点磨损情况，对烧损者要进行修理(用砂布和小锉刀)或更换，以保持其接触良好。 检查调绳离合器及天轮的转动情况，如衬垫、轴承等。

检查提升容器及其附属机构(如阻车器、连接装置、罐耳等)的结构情况是否正常。检查防坠器系统的弹簧、抓捕器、联动杆等的连接和润滑情况。 检查井口装载设备（如推车机、爬车机、翻车机、阻车器、摇台或罐座、安全门等）的工作情况。