一种副井冷却风机自动控制系统的制作方法

本实用新型涉及控制系统领域，具体涉及一种副井冷却风机自动控制系统。

背景技术：

在煤矿副井提升系统中电机功率大，电机必须采用强制风冷降温，通常在冷却风机控制系统中采用工频运行。由于季节不同、环境温度不同、绞车提升量及提升次数不同等电机发热量也不同，需求的强制风冷量也就不同。工频运行输出频率恒定，造成冷却风机输出风量浪费，造成“大马拉小车”的现象，浪费能源。另外，仅有一种电机控制系统，在控制系统故障时会导致提升电机温度突然上升造成烧坏电机或者影响生产。

在许多生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行，不仅可以满足生产的需要，而且还能降低电能消耗，延长设备的使用寿命，降低现场工作环境的噪音，在节能环保方面能够起到积极的作用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种副井冷却风机自动控制系统，可解决传统冷风机输出量大浪费及单一控制故障时温度过高容易烧坏影响工作效率的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种副井冷却风机自动控制系统，包括控制电源1L11和熔断器1FU，还包括变频控制部分和工频控制部分，所述变频控制包括依次连接的交流接触器1KM1、温度变送器WDB常闭点、中间继电器1KA2常闭点、交流接触器2KM1和交流接触器2KM2形成的回路一，还包括变频器BP和交流接触器1KM1连接形成的回路二，所述交流接触器1KM1为闭锁，所述工频控制包括依次连接的中电继电器1KA2闭点、温度变送器WDB和交流接触器1KM1常闭点形成回路三，还包括依次连接的中电继电器1KA2、中间继电器2KA1、温度变送器WDB常闭点、交流接触器1KM1常闭点形成的闭合回路四，还包括中间继电器2KA1、交流接触器2KM1常闭点和中间继电器2KT1形成回路五，所述交流接触器2KM1为电气闭锁，还包括中间继电器2KA1、交流接触器2KM1常闭点、交流接触器2KM3和时间继电器2KT1形成回路六。

进一步的，所述工频控制部分还包括当时间继电器2KT1达到断开时间时，交流接触器2KM2和交流接触器2KM3失电，处于闭合状态的中间继电器2KA2常开点与交流接触器2KM3常闭点、交流接触器2KM1和闭合的时间继电器2KT1触点形成回路七。

进一步的，所述回路一还包括串联的时间继电器1KT常闭点。

进一步的，所述回路三和回路四还分别包括串联的时间继电器2KT2常闭点。

本实用新型的有益效果：

1、变频运行和工频(自耦降压)运行的1KM1和2KM1的电气闭锁；

2、变频故障时向工频运行转换的延时继电器2KT2，给予变频故障输出的时间和使通风机风机平稳的从变频运行转换为工频运行；

3、在变频故障时禁止自动停止通风机，达到督促检修人员及时检修的目的，同时也不耽误绞车正常运行；

4、变频故障时切换的是降压启动而不是直接启动，目的是为了保护电机，防止启动电流过大烧坏电机；

5、采用了电动机保护器而没有采用热继电器，主要考虑到该通风机电机的重要性，电动机保护器能够从精度上、灵敏度上和保护类型上更好的保护电机。

由上述技术方案可知，本实用新型的一种副井冷却风机自动控制系统采用变频调速，并应用PLC构成风量闭环自动控系统，实现了根据主电机温度变化自动调节风量；可以实现通风机根据实际量的需要自动调节负载的变化，出现故障会自动切入工频运行状态，真正做到全自动操作。

附图说明

图1是本实用新型的变频控制结构原理图；

图2是本实用新型的工频控制结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

如图1和图2所示，本实施例的一种副井冷却风机自动控制系统，具体如下：

1、变频控制回路

1)启动

将SA1选择到集控模式，绞车开启前，绞车PLC接入通风机控制回路的DO模块常开点转化为闭合点，通过1KM1、1KT常闭点、1KA2常闭点、WDB常闭点、2KM1和2KM2形成回路，使线圈1KM1吸合，1KM1常开点闭合形成自保回路，BP带电。将BP输入调节方式选择为4～20mA电流控制，PLC的AI模块将绞车电机温度转换为4～20mA信号输出至BP，BP输出量通过4～20mA电流信号进行自动调节输出，从而控制并带动通风机电机工作。因而达到根据提升电机温度对通风机电机的自动控制功能。

2)停止

当绞车停止运行时，绞车PLC接入通风机控制回路的DO模块常闭点转化为开点，1KM1线圈失电，从而切断BP电源和通风机电机电源。

2、变频故障时切换至工频(自耦降压)控制回路

1)启动

当变频器故障时变频器常开点RO1C和RO1B形成闭点，BP25和BP26形成闭点，从而1KT线圈吸合和1KA2线圈吸合，导致1KA1和1KM1两个线圈失电，切断BP输入电源和切断通风机电机电源，1KA2线圈吸合使通风机控制系统由变频转换为工频(自偶降压启动)运行。

SA2正常运行选择在自动模式，1KA2线圈吸合后，1KA2常开点转换为闭点，通过2KT2线圈、WDB和1KM1的常闭点形成回路，从而使2KT2线圈吸合。同时处于闭合状态的1KA2常开点、2KT2延时延时闭合触点、2KA1线圈、WDB常闭点、1KM1常闭点形成闭合回路，2KA1线圈吸合，启动降压回路。常开点2KA1闭合、常闭点2KM1和2KT1形成回路，2KT1线圈吸合，此时延时闭合触点2KT1处于开点状态，所以2KM1线圈不能形成回路，同时处于闭合状态的常开点2KA1、常闭点2KM1、2KM3线圈和延时断开2KT1形成回路，2KM3带电吸合。2KM3带电吸合后，2KM3常开点处于闭点状态，从而使2KM2带电，从而形成降压启动通风机电机。

当延时断开触点2KT1达到断开时间时，线圈2KM2和2KM3失电，处于闭合状态的2KA2常开点与2KM3常闭点、2KM1线圈和达到闭合时间的延时闭合2KT1触点形成回路，从而使2KM1线圈带电，常开点2KM1闭合，形成自保持回路，通风机电机运行在正常电压下。

2)停止

由于正常状态应该为变频控制运行，所以由变频控制切换到工频(自耦降压)控制后没有设计自动停止，必须由检修人员现场查看后手动停止。

在使用时，将原有电机的定子线圈中预置的PT100温度传感器通过屏蔽线接入绞车提升电控系统(ABB DCS800)中的AI模块，将AI模块调至电阻型输入。在绞车控制程序中增加温度输入和输出计算程序，绞车电控系统接收到AI模块输入的电机温度传感器输入的电阻值后，经过计算后由AO模块输出4～20mA小电流信号传送给冷却风机自动控制装置中的变频器输入口(提前将变频器参数设置为4～20mA输入)。

交流异步电动机的转速公式为n＝60f/p(1-s)，从公式可以看出，电源频率f与转速n成正比，即改变频率f可改变电机的转速n。当改变风机的转速，由额定转速n1调整到某一转速n2时，理论上风量及轴功率变化的关系如下：Q2＝Q1(n2/n1)，P2＝P1(n2/n1)³。可见，风量与转速的一次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。

冷却风机自动控制装置中的变频器根据4～20mA输入电流的变化调节输出至冷却风机电源频率，从而改变冷却风机的风量，达到了节能的目的。

另外，考虑到提升系统电机的重要性和电气控制产品运行频繁容易老化等因数，在冷却风机自动控制装置中变频器故障无法启动冷却风机时，由变频器输出故障信号至工频启动系统，冷却风机进行工频运行，保障提升系统电机正常运行。

实践证明，在通风机系统中采用变频启动和变频调速运行方式，可以根据温度的变化自动调节风机的风量，解决了“大马拉小车”的问题，降低了生产成本，另外增加了变频故障自动切入工频运行功能，延长了设备使用寿命，并达到节能降耗，自动控制的目的。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型确定的保护范围内。