关键词：斗式提升机 变频控制柜 技术攻关
1、引言
斗式提升机是煤矿选煤厂用于洗产品运输的重要设备，在提升运输过程中将水分和杂质过滤。根据运送品种不同又分为洗块斗式提升机、洗粒煤斗式提升和矸石捞坑斗式提升机。随着我国煤炭工业生产机械化和自动化程度的不断提高，对生产设备技术性能提出了越来越高的要求。采用变频控制柜控制斗式提升机的电动机，具有良好的重载起动特性及调速功能，能够有效减小设备起动对机械和电网的冲击，延长设备使用寿命，节能效果显著。
根据公司和用户签订的斗式提升机技术协议，变频控制柜配置AB品牌矢量型变频器，全套设备货期20天。斗式提升机电动机功率15KW，由于斗式提升机特殊的运行工况，变频控制柜必须配置重载矢量型变频器，查阅AB品牌变频器选型手册，需配置20BC043A0AYNANC0型变频器。经过公司采购部门询价，配置20BC043A0AYNANC0型变频器的变频控制柜报价5.2万元，货期30天。购置成品变频控制柜不但成本高而且货期也无法满足用户要求，公司决定组织工程技术人员进行技术攻关，自制斗式提升机用变频控制柜。
2、技术研发
2.1、变频控制柜技术要求
2.1.1、电源：交流三相四线380V，频率50Hz。
2.1.2、拖动负载名称：斗式提升机。电动机功率：15KW（重载），变频控制柜配置AB公司生产的20BC043A0AYNANC0矢量型变频器，其他电气件选用正泰品牌。
2.1.3、变频控制柜面板安装电压表、电流表、频率表、控制按钮、调速旋钮、变频/工频转换开关和状态指示灯等。
2.1.4、配置工频备用回路，当变频器出现故障时可转换为工频运行，采用手动切换方式。配置变频器输出联动工频回路，用于控制和保护变频调速电机的冷却风机。
2.1.5、变频控制柜具有过流、过载、超压、失压、缺相等保护功能。
2.1.6、、配置远程控制箱，设置控制按钮、转换开关和指示灯，能够实现远程起动、停止、变频/工频转换和设备运行状态显示功能。
2.1.7、变频控制柜采用防淋水结构，要求维修方便、通风散热良好。
2.2、制定实施方案
2.2.1、技术图纸设计是斗式提升机用变频控制柜研制的关键环节，也是整套技术方案的重中之重。技术图纸是编制配件材料明细表的理论依据，是安装配线和调试等电气施工工作重要的技术文件。技术研发中心负责设计斗式提升机用变频控制柜技术图纸。设计人员经过查阅大量技术资料，绘制出了斗式提升机用变频控制柜电气原理图、控制面板图、远程控制箱电气原理图和面板图。
斗式提升机变频控制柜电气原理图见附图1。
2.2.2、变频控制柜柜体选型。根据使用单位要求和现场自然条件，选用柜式结构。控制柜采用防淋水结构，前门采用整体结构，维修方便，柜体顶部安装轴流风机，通风散热良好。根据变频控制柜内电器件容量规格和外形尺寸及安全距离、导线规格、考虑安装调试及维修空间和外形美观等因素，最后确定控制柜外形尺寸为长深高=800×600×1600mm。
2.2.3、变频控制柜前门兼做控制面板，安装电压表、电流表、频率表、控制按钮、调速旋钮、变频/工频转换开关和状态指示灯等。
控制柜操作面板图见图1。
图1 控制柜操作面板图
2.2.4、远程操作箱设计。远程控制箱安装在斗式提升机现场，用于斗式提升机现场起动、停止和调速等控制。远程操作箱采用箱式结构，前门为操作面板，安装控制按钮、转换开关、指示灯和调速旋钮，能够实现远程起动、停止、变频/工频转换和设备运行状态显示。
远程控制箱电气原理图见图2。
2.2.7、斗式提升机用变频控制柜制造。公司采购部门负责采购斗式提升机用变频控制柜配件及材料，技术研发中心组织人员根据设计图纸进行组装、配线，进行空载试验和带负载试验。经试验，变频器控制柜整机工作稳定，各种仪表示值准确，操作按钮、指示灯等工作正常。斗式提升机用变频控制柜经销商报价5.2万元，制造所需配件材料费合计2.06万元，节约设备外购资金3.14万元。
3、结语
斗式提升机用变频控制柜配置矢量型变频器，具有起动转矩大、起动加速平稳等特点，能够有效减小设备起动对机械和电网的冲击，减少设备故障率，提高设备使用寿命。调速精度高、调速范围广，节能效果显著。具有软起动、软停止、无极调速和过载保护、过流保护、断相保护、超压保护和失压等控制和保护功能，能够实现就地控制和远程控制。既能够作为斗式提升机的配套电控设备也能够应用于地面其他场所。
参考文献：
[1] 陶权.变频器应用技术.广州：.华南理工大学出版社，2008
[2]魏晋文.煤矿机电设备使用与维修.北京：化学工业出版社，2009
[3]王永华等.现代电气控制及PLC应用技术. 北京：北京航天航空大学出版社，2003
论文作者:冯舒,张子明,魏保东
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
标签：控制柜论文; 斗式提升机论文; 变频器论文; 控制箱论文; 设备论文; 万元论文; 指示灯论文; 《科学与技术》2019年第14期论文;