浅谈主井绞车脉冲放大板电源部分技术改造:比例放大板

　　摘 要：本文阐述了主井绞车存在的一些现状问题，提出了对主井绞车脉冲放大板电源模块部分增加稳压单元，解决了出现过电压或由于其它因引起的干扰信号都可能造成脉冲放大单元、整流单元的损坏。
　　关键词：主井绞车；脉冲放大板；电源部分；稳压单元
　　主井绞车是我们义安矿业公司的主要提升设备，经过一段运行出现了一些问题如：动力柜脉冲放大板烧坏多次，每块价格非常昂贵，高达八千元，一旦出现故障影响全矿生产。
　　一、主井绞车的现状：我们义安矿业是一个现代化的矿井，机电设备质量的好坏、性能的优略、涉及到每个环节能否正常运转，切实保障安全生产都是密不可分的。
　　我们的主井绞车提升系统采用交-交变频提升，它的运转方式是采用具有6KV高压供电经过双移相变压器Y- Y，△-Y分列供高压变频器用电，其主控电源采用西门子变频技术，中心单元CD主控柜采用的是德国西门子进口单元，其中信号系统、提升系统、变频系统都分别采用S300 PLC，模拟的采集和控制量信号都是由它们之间互相通讯建立起来的，采用S300它的优越性在于充分利用了可编程控制器对现代控制的应变适应能力。
　　1）、可编程控制器的基本性能和组成是这样的：
　　CPU模块：它是PLC的主要组成部分，是整个系统的核心，是以循环扫描方式来得到控制过程各输入装置的状态信号，来执行用户所要求的控制程序，将运算所得到的结果下传至相应的输出装置，来驱动被控设备工作。
　　CPU还插装有：
　　（1）、ROM只读存储器：
　　它是用来存储系统程序和应用软件（用户程序和工作数据），它是由制造厂家在研制系统时确定的，和设备的硬件组成有关，在使用过程中是不能修改变动存储内容的。
　　（2）EPROM是可擦除存储器：
　　它是用于存储用户应用程序，而用户应用程序是随控制器的使用环境而定的，它的内容是由使用人员根据所控设备的逻辑关系编制写入在不作它用时是不轻易变动的。用紫外线可以擦除，用电可以改写，编写好后的程序在失电后是不会丢失任何数据的。
　　（3）、RAM随机存储器：
　　用于存放控制器在已运行过程中，经常发生变化和经常需要存放的数据，不须长期存，从而实现随机存取的要求，在存储区中还可以设定输入输出殃像区及定时器，计数器设定值与当前值的数据存放区，总之它是随设备逻辑过程变化而暂存的。
　　2）、电源模块
　　PLC的工作电源和辅助输入/输出低能耗电源都是有内部开关电源供电，它分别输出DC5V、12V、24V电压，但是负载能耗是由严格控制的，不能超过说明书中所要求的容量。
　　3）、I/0模块
　　是CPU与设备用户进行联系的桥梁，通过它检测控制对象的各种参数，并以这些参数作为对控制对象进行控制的信息，通过模板将控制的处理结果传送给被控对象，驱动各种执行机构而达到控制目的。
　　为了能够适应生产过程中现场各种数据和控制量，PLC都设置了各种操作与输出驱动能力的I/0模块及功能模块，以至达到用户对各种用途的适应，它们的连接是通过底板的数据总线来传达指令与信息的，每块模块与CPU的相对插入位置，决定I/0的各点地址号，这些地址号是用户编程的重要参数，其工作状态和接线端子都是设置在模块上面，以便于接线和观察。
　　这些I/0模块为适于现场各种信号的采集，通常设有开关量输入，模拟量输入，开关输出，模拟量输出，并且有交流和直流，电压和电流之分，每个类型又有不同的参数等级，使之于外部信号相匹配，并采取输入、输出电平转换、电气隔离等，这样一来把外来的各种信号转换为CPU能接收和处理的模拟量低电平信号，也提高了CPU与I/0之间抗干扰能力。
　　4）、机械部分采用洛阳中信重型机械有限公司的产品，主井绞车可在全自动、半自动以及手动状态运行。由于采用交-交变频控制6KV电源在0～50Hz，实现了无级性变速，大大减轻了人员的检修强度，使故障率大幅度下降，节约了很多方面的开支。
　　5）主电机采用定子双绕组双系统驱动方式，采用同步电动机驱动最主要的是；
　　（1）同步电动机存在同步合失步问题，不宜开环调速，需采用闭环控制。
　　（2）同步电动机的矢量控制系统比异步电动机的矢量控制系统复杂许多，因为
　　a. 同步电动机d轴固定在励磁绕组曲线上,控制系统必须精确测量转子轴线位置.异步电动机无励磁绕组,各轴向磁路对称,可定义任一轴为d轴,定向简单。
　　b. 同步电动机d.q轴磁路不对称，增加了矢量计算的复杂性，使得同步电动机的电流模型比异步电动机的复杂许多。
　　C．异步电动机的矢量控制系统比异步电动机的矢量控制系统多了功率因数控制及励磁电流控制环节。
　　总的来说，异步电动机的功率指标好，但控制复杂，一般在3000KW或4000KW以上使用较合算。但这不是绝对的，着眼点不同，选用的方案将不同。德国一些公司在1000-2000KW范围内也用同步电动机，而日本某些公司在5000-7000KW范围内仍异步电动机。
　　交-交变频调速电动机属普通电动机类，因为定子电流波形接近正弦，变频装置对定子电感无特别要求，但与标准的系列电动机相比仍下述区别；
　　a.定子最高频率（包括弱磁调速范围）不大于20Hz，对于较小容量的装置允许提高至25 Hz。
　　b.定子电压由晶闸管变流装置最大输出电压决定，一般为
　　C．不考虑直接启动，不较核电动机直接启动电流和转距，异步电动机的转子参数按保证过载能力设计，同步电动机的阻尼绕组参数按改善系统动态品质设计，对于有矢量控制而调速动态性能不高的场合，例如卷扬机传动，同步电动机可以不装阻尼绕组。
　　d.标准系列电动机按衡转速运行设计，不考虑频繁加减速和正反转，结构较单薄，电动机的通风一般采用自通风型式，调速电动机需加强机械结构，并采用强迫通风手段控制电动机的温度。
　　二、目前主井绞车运行暴露的缺陷