一種副井冷卻風機自動控制系統的製作方法

2023-10-06 06:25:44

本實用新型涉及控制系統領域，具體涉及一種副井冷卻風機自動控制系統。

背景技術：

在煤礦副井提升系統中電機功率大，電機必須採用強制風冷降溫，通常在冷卻風機控制系統中採用工頻運行。由於季節不同、環境溫度不同、絞車提升量及提升次數不同等電機發熱量也不同，需求的強制風冷量也就不同。工頻運行輸出頻率恆定，造成冷卻風機輸出風量浪費，造成「大馬拉小車」的現象，浪費能源。另外，僅有一種電機控制系統，在控制系統故障時會導致提升電機溫度突然上升造成燒壞電機或者影響生產。

在許多生產過程中採用變頻調速實現電動機的變速運行，不僅可以滿足生產的需要，而且還能降低電能消耗，延長設備的使用壽命，降低現場工作環境的噪音，在節能環保方面能夠起到積極的作用。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種副井冷卻風機自動控制系統，可解決傳統冷風機輸出量大浪費及單一控制故障時溫度過高容易燒壞影響工作效率的技術問題。

為實現上述目的，本實用新型採用了以下技術方案：

一種副井冷卻風機自動控制系統，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、中間繼電器1KA2常閉點、交流接觸器2KM1和交流接觸器2KM2形成的迴路一，還包括變頻器BP和交流接觸器1KM1連接形成的迴路二，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、溫度變送器WDB和交流接觸器1KM1常閉點形成迴路三，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、交流接觸器1KM1常閉點形成的閉合迴路四，還包括中間繼電器2KA1、交流接觸器2KM1常閉點和中間繼電器2KT1形成迴路五，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、交流接觸器2KM3和時間繼電器2KT1形成迴路六。

進一步的，所述工頻控制部分還包括當時間繼電器2KT1達到斷開時間時，交流接觸器2KM2和交流接觸器2KM3失電，處於閉合狀態的中間繼電器2KA2常開點與交流接觸器2KM3常閉點、交流接觸器2KM1和閉合的時間繼電器2KT1觸點形成迴路七。

進一步的，所述迴路一還包括串聯的時間繼電器1KT常閉點。

進一步的，所述迴路三和迴路四還分別包括串聯的時間繼電器2KT2常閉點。

本實用新型的有益效果：

1、變頻運行和工頻(自耦降壓)運行的1KM1和2KM1的電氣閉鎖；

2、變頻故障時向工頻運行轉換的延時繼電器2KT2，給予變頻故障輸出的時間和使通風機風機平穩的從變頻運行轉換為工頻運行；

3、在變頻故障時禁止自動停止通風機，達到督促檢修人員及時檢修的目的，同時也不耽誤絞車正常運行；

4、變頻故障時切換的是降壓啟動而不是直接啟動，目的是為了保護電機，防止啟動電流過大燒壞電機；

5、採用了電動機保護器而沒有採用熱繼電器，主要考慮到該通風機電機的重要性，電動機保護器能夠從精度上、靈敏度上和保護類型上更好的保護電機。

由上述技術方案可知，本實用新型的一種副井冷卻風機自動控制系統採用變頻調速，並應用PLC構成風量閉環自動控系統，實現了根據主電機溫度變化自動調節風量；可以實現通風機根據實際量的需要自動調節負載的變化，出現故障會自動切入工頻運行狀態，真正做到全自動操作。

附圖說明

圖1是本實用新型的變頻控制結構原理圖；

圖2是本實用新型的工頻控制結構原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步描述：

如圖1和圖2所示，本實施例的一種副井冷卻風機自動控制系統，具體如下：

1、變頻控制迴路

1)啟動

將SA1選擇到集控模式，絞車開啟前，絞車PLC接入通風機控制迴路的DO模塊常開點轉化為閉合點，通過1KM1、1KT常閉點、1KA2常閉點、WDB常閉點、2KM1和2KM2形成迴路，使線圈1KM1吸合，1KM1常開點閉合形成自保迴路，BP帶電。將BP輸入調節方式選擇為4～20mA電流控制，PLC的AI模塊將絞車電機溫度轉換為4～20mA信號輸出至BP，BP輸出量通過4～20mA電流信號進行自動調節輸出，從而控制並帶動通風機電機工作。因而達到根據提升電機溫度對通風機電機的自動控制功能。

2)停止

當絞車停止運行時，絞車PLC接入通風機控制迴路的DO模塊常閉點轉化為開點，1KM1線圈失電，從而切斷BP電源和通風機電機電源。

2、變頻故障時切換至工頻(自耦降壓)控制迴路

1)啟動

當變頻器故障時變頻器常開點RO1C和RO1B形成閉點，BP25和BP26形成閉點，從而1KT線圈吸合和1KA2線圈吸合，導致1KA1和1KM1兩個線圈失電，切斷BP輸入電源和切斷通風機電機電源，1KA2線圈吸合使通風機控制系統由變頻轉換為工頻(自偶降壓啟動)運行。

SA2正常運行選擇在自動模式，1KA2線圈吸合後，1KA2常開點轉換為閉點，通過2KT2線圈、WDB和1KM1的常閉點形成迴路，從而使2KT2線圈吸合。同時處於閉合狀態的1KA2常開點、2KT2延時延時閉合觸點、2KA1線圈、WDB常閉點、1KM1常閉點形成閉合迴路，2KA1線圈吸合，啟動降壓迴路。常開點2KA1閉合、常閉點2KM1和2KT1形成迴路，2KT1線圈吸合，此時延時閉合觸點2KT1處於開點狀態，所以2KM1線圈不能形成迴路，同時處於閉合狀態的常開點2KA1、常閉點2KM1、2KM3線圈和延時斷開2KT1形成迴路，2KM3帶電吸合。2KM3帶電吸合後，2KM3常開點處於閉點狀態，從而使2KM2帶電，從而形成降壓啟動通風機電機。

當延時斷開觸點2KT1達到斷開時間時，線圈2KM2和2KM3失電，處於閉合狀態的2KA2常開點與2KM3常閉點、2KM1線圈和達到閉合時間的延時閉合2KT1觸點形成迴路，從而使2KM1線圈帶電，常開點2KM1閉合，形成自保持迴路，通風機電機運行在正常電壓下。

2)停止

由於正常狀態應該為變頻控制運行，所以由變頻控制切換到工頻(自耦降壓)控制後沒有設計自動停止，必須由檢修人員現場查看後手動停止。

在使用時，將原有電機的定子線圈中預置的PT100溫度傳感器通過屏蔽線接入絞車提升電控系統(ABB DCS800)中的AI模塊，將AI模塊調至電阻型輸入。在絞車控制程序中增加溫度輸入和輸出計算程序，絞車電控系統接收到AI模塊輸入的電機溫度傳感器輸入的電阻值後，經過計算後由AO模塊輸出4～20mA小電流信號傳送給冷卻風機自動控制裝置中的變頻器輸入口(提前將變頻器參數設置為4～20mA輸入)。

交流異步電動機的轉速公式為n＝60f/p(1-s)，從公式可以看出，電源頻率f與轉速n成正比，即改變頻率f可改變電機的轉速n。當改變風機的轉速，由額定轉速n1調整到某一轉速n2時，理論上風量及軸功率變化的關係如下：Q2＝Q1(n2/n1)，P2＝P1(n2/n1)3。可見，風量與轉速的一次方成正比，軸功率與轉速的三次方成正比。

冷卻風機自動控制裝置中的變頻器根據4～20mA輸入電流的變化調節輸出至冷卻風機電源頻率，從而改變冷卻風機的風量，達到了節能的目的。

另外，考慮到提升系統電機的重要性和電氣控制產品運行頻繁容易老化等因數，在冷卻風機自動控制裝置中變頻器故障無法啟動冷卻風機時，由變頻器輸出故障信號至工頻啟動系統，冷卻風機進行工頻運行，保障提升系統電機正常運行。

實踐證明，在通風機系統中採用變頻啟動和變頻調速運行方式，可以根據溫度的變化自動調節風機的風量，解決了「大馬拉小車」的問題，降低了生產成本，另外增加了變頻故障自動切入工頻運行功能，延長了設備使用壽命，並達到節能降耗，自動控制的目的。

以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型確定的保護範圍內。