一、 前 言
湖南寶山鉛鋅銀礦副井卷揚機提升設(shè)備采用繞線電機串電阻調(diào)速。這套裝置存在著很多缺陷，例如故障率高、維護費用高、運行效率低、噪音大，制約生產(chǎn)發(fā)展等。為了提高生產(chǎn)裝備技術(shù)水平，提高生產(chǎn)能力，針對現(xiàn)副井，提出了改造要求，由長沙海特電子自控科技有限公司和煙臺惠豐電子有限公司作出卷揚機變頻操控系統(tǒng)方案。
變頻調(diào)速是目前交流異步電動機最理想的調(diào)速方式，它模擬直流電機的調(diào)速方法，并考慮了電動機動態(tài)性能要求，具有無級調(diào)速、響應(yīng)迅速、運行平穩(wěn)、控制靈活等特點，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。
“卷揚機變頻操控系統(tǒng)”由變頻柜、泄放單元、泄放電阻、操控臺等組成，整套系統(tǒng)體積小、重量輕、操作使用方便可靠，并且完全沿用礦山設(shè)備的操作習(xí)慣。事實上，單從系統(tǒng)外觀上看，新系統(tǒng)比原系統(tǒng)就有很大的優(yōu)越性：原系統(tǒng)共有四個電控柜或電阻柜和一個操控臺，而“卷揚機變頻操控系統(tǒng)”只有一個變頻控制柜和一個操控臺。
副井卷揚機電機為115KW，考慮到負載的特殊性和系統(tǒng)可靠性注1，在設(shè)計中，“卷揚機變頻操控系統(tǒng)”選用了160KW變頻器，泄放單元和泄放電阻的作用主要是泄放電機所產(chǎn)生的再生能量。變頻系統(tǒng)本身帶有軟制動，為了安全起見，繼續(xù)應(yīng)用了原系統(tǒng)的液壓抱閘裝置，作為安全保障。
變頻調(diào)速器是通過改變電動機輸入電源的頻率來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的，因此調(diào)速范圍很寬，可以達到0~400HZ。頻率調(diào)節(jié)精度為0.01HZ，基本上實現(xiàn)了無級調(diào)速。所以，采用變頻器后，電機可以實現(xiàn)真正意義上的軟啟動和平滑調(diào)速。并且，變頻器提高了輸入電源的功率因數(shù)，在基頻以下為恒轉(zhuǎn)矩輸出，輸出功率隨轉(zhuǎn)速變化，因此具有很好的節(jié)電效果。另一方面，變頻器還可通過軟件，很方便地改變輸出轉(zhuǎn)矩（即調(diào)整轉(zhuǎn)矩補償曲線）和加減速時間、目標(biāo)頻率、上下限頻率等。它還具有強大的兼容功能，通過微型鍵盤終端調(diào)用內(nèi)部功能，并根據(jù)使用要求進行功能組合、參數(shù)設(shè)置（修改）和動態(tài)調(diào)速。通常，變頻器可通過鍵盤操作，也可通過端子排控制，還可通過PLC進行多段速度控制。外控信號可以是電壓，也可以是電流，還可通過編碼器進行數(shù)字控制。
“卷揚機變頻操控系統(tǒng)”的創(chuàng)新點之一就是在卷揚機系統(tǒng)中采用了泄放單元，該裝置包括開關(guān)電源、電壓采樣與處理電路、脈沖信號發(fā)生與觸發(fā)電路、保護電路、IGBT驅(qū)動電路及IGBT功率模塊等。裝置外設(shè)調(diào)節(jié)旋紐，可用來調(diào)節(jié)泄放的閥值電壓和泄放速度。裝置分別與變頻器和泄放電阻連接。其中泄放電阻的大小直接影響泄放速度。
“卷揚機變頻操控系統(tǒng)”的另一技術(shù)創(chuàng)新點就是在變頻器內(nèi)部設(shè)置了“PLC”功能，從而可以靈活控制液壓抱閘裝置，使之完成放開、抱閘和適度抱閘等不同操作功能。此處，液壓抱閘裝置為原系統(tǒng)所用，其機械可靠性早已得到證實。
操控臺在外觀上保持了原來風(fēng)格，但內(nèi)部控制系統(tǒng)和外部指示均為全新設(shè)計。操作繼續(xù)沿用以前習(xí)慣，主令開關(guān)手柄改為無級調(diào)速手柄，用于動態(tài)調(diào)速。另外，加設(shè)了“緊急制動”按鈕和“非常制動”按鈕，以提高制動的可靠性。一般地，當(dāng)變頻器發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動輸出異常信號，控制系統(tǒng)安全抱閘。如果自動抱閘線路出現(xiàn)故障而不能準(zhǔn)確執(zhí)行功能時，操作“緊急制動”按鈕可以緊急制動；如果“緊急制動”功能也失效，則可起用“非常制動”，按下該按鈕，即可切斷接觸器線圈的控制電源，直接啟動抱閘裝置，從而達到最可靠的制動。
總之，“卷揚機變頻操控系統(tǒng)”具有很高的技術(shù)含量和很好的技術(shù)優(yōu)勢，這主要體現(xiàn)在：
1.實現(xiàn)了電動機的軟啟動。
2.實現(xiàn)了無級平滑調(diào)速，可在靜態(tài)或動態(tài)任意調(diào)整電機轉(zhuǎn)速。
3.運行平穩(wěn)，無轉(zhuǎn)差沖擊，延長了機械系統(tǒng)的使用壽命。
4.響應(yīng)迅速，控制靈活，便于實現(xiàn)集中控制和系統(tǒng)集成。
5.集信號處理、運行控制、電子制動、機械制動、安全保護為一體，提高了設(shè)備的整體功能。
6.操作直觀簡便，駕馭輕松自如。
7.節(jié)能率高。
該系統(tǒng)于2002年4月首次在金蟾山金礦安裝調(diào)試，同期經(jīng)過礦旗兩級驗收，并正式投入使用，到鑒定之日已經(jīng)安全無故障運行至今。
二、原卷揚提升機系統(tǒng)簡介
原卷揚機系統(tǒng)主要由主軸裝置、減速機、繞線式電機、盤形閘、液壓站、深度指示器、天輪、配重、井架、電源柜、加速控制柜、動力制動柜、電阻柜等組成。該系統(tǒng)在我國各礦區(qū)被普遍采用。
該礦卷揚提升機是關(guān)鍵的采礦設(shè)備，對安全性要求特別高，而對設(shè)備的效率、操作性以及自動化程度幾乎沒有要求。一般地，一種證明安全可靠的設(shè)備在礦山使用后，是輕易不會更換和改造的。原卷揚機系統(tǒng)就是這樣，幾十年來被普遍使用，原卷揚系統(tǒng)迫切需要改造。
然而，原系統(tǒng)由于技術(shù)落后、輔助環(huán)節(jié)多、故障點多，其動態(tài)性能差、調(diào)速不平穩(wěn)，并且經(jīng)常發(fā)生諸如電阻燒毀、接觸器燒毀、可控硅損壞等問題，給生產(chǎn)和維護帶來很大困難。據(jù)礦主管領(lǐng)導(dǎo)和操作工介紹，該套系統(tǒng)故障率和維修費用都很高，更重要的是由于經(jīng)常維修，影響正常生產(chǎn)，給企業(yè)造成很大損失。

1.原卷揚機系統(tǒng)概述
原卷揚機系統(tǒng)的工作原理是通過改變電動機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)罐籠上升與下降，而速度的改變則靠改變串入繞線式電機轉(zhuǎn)子的電阻來實現(xiàn)的。其優(yōu)點主要表現(xiàn)在機械抱閘制動方面。該抱閘裝置控制方便，在長期使用中性能穩(wěn)定，安全性很高。
這套系統(tǒng)的缺點也是明顯的，主要表現(xiàn)在系統(tǒng)組成復(fù)雜，體積龐大、操作復(fù)雜、故障率較高。從實際系統(tǒng)中我們可以清楚地看到，各單元、各元件之間的連線達數(shù)百條；電阻器頻繁燒毀，電機銅頭、刷架、電刷等經(jīng)常出現(xiàn)故障等。另外，由于控制系統(tǒng)繁瑣，給檢修維護帶來很大困難，也是該系統(tǒng)的主要缺點之一。
從系統(tǒng)運行情況，我們不難看出，原卷揚機系統(tǒng)為有級調(diào)速，動態(tài)速度變化不平穩(wěn)、調(diào)速范圍小，對罐難度很大，操作不易掌握，尤其是運行不穩(wěn)增加了設(shè)備磨損。另一方面，當(dāng)系統(tǒng)低速運行時，電機的轉(zhuǎn)差率大，相應(yīng)的轉(zhuǎn)差功率完全轉(zhuǎn)化為熱量消耗掉。所以，該系統(tǒng)只是一種低效率、高消耗的調(diào)速裝置。
我們知道，對于交流電機調(diào)速來說，改變電源電壓、電源頻率或電機的極對數(shù)均可改變電機轉(zhuǎn)速。而對于原系統(tǒng)，電機極數(shù)和施加于定子側(cè)的電源頻率均不變，因此，電機的同步轉(zhuǎn)速也不變，所謂調(diào)速，實際是通過串聯(lián)電阻改變定子繞組上的電壓，這就使電氣傳動的穩(wěn)態(tài)調(diào)速精度大大降低；同時，由于串入電機轉(zhuǎn)子回路的電阻阻值不能無級變化，所以無法實現(xiàn)平滑調(diào)速。
我們還應(yīng)注意的一點是原系統(tǒng)即使在再生能量回饋狀態(tài)下仍然消耗大量的電網(wǎng)電能，例如，空罐上升時，電機處于發(fā)電狀態(tài)，所產(chǎn)生的再生電能全部消耗在電阻上，并且由于系統(tǒng)處于制動狀態(tài)，串入的電阻同樣消耗大量的電能。這就是該系統(tǒng)的致命缺點之一。
2.原卷揚機系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)包括卷揚機、罐籠、配重、主動電機、油泵站、液壓機械抱閘裝置、電源柜、加速控制柜、電阻柜、動力制動柜、操控臺等，如圖2－1所示。其中，液壓機械抱閘裝置在失電狀態(tài)下處于完全抱緊（制動）狀態(tài)注1，旋轉(zhuǎn)操縱桿，控制自整角機（即旋轉(zhuǎn)變壓器）兩軸的轉(zhuǎn)角差，從而改變自整角機輸出電壓。此電壓經(jīng)整流后加在電磁閥上調(diào)節(jié)油路上電磁控制閥的開啟程度，并由此控制抱閘力的大小。當(dāng)操縱桿推到最大（約直流20V）時，抱閘完全放開（即盤閘處于自由狀態(tài)）；當(dāng)操縱桿推到某一位置（約DC7V）時，系統(tǒng)處于臨界制動狀態(tài)注2。

3.原卷揚機系統(tǒng)工作原理
如圖2－1所示，卷揚機通過鋼絲繩分別承吊罐籠和配重，配重約1.2T，空罐籠約0.4T，礦井深400m多。罐籠上升的時候，配重處于下降過程，二者運行方向永遠相反。
通常，罐籠下降時不載重物（有時承載工具或工人），而在提升罐籠時，罐籠裝載物體（有時是空罐籠）。也就是說，配重上升時電機負載較大（空罐籠），配重下降時電機負載較小（載重罐籠）。但有時配重下降時，所提升的罐籠也未裝載重物，因此，電機處于很強的發(fā)電狀態(tài)。圖中所示機械抱閘在前文已做簡要說明。
卷揚機系統(tǒng)控制罐籠升降，在響應(yīng)各中段信號后，還應(yīng)準(zhǔn)確對罐。因此，電機轉(zhuǎn)速必須可調(diào)節(jié)、制動必須可靠、起動必須迅速平穩(wěn)。而原系統(tǒng)除了制動外，其他各項均不理想。
系統(tǒng)的動力配置注1為一臺115KW的10級繞線轉(zhuǎn)子串級調(diào)速交流異步電動機，有級調(diào)速，即通過主令開關(guān)改變轉(zhuǎn)子回路串入不同數(shù)值可調(diào)電阻，從而獲得電機的不同機械特性，從而改變電機轉(zhuǎn)速，這種調(diào)速方式簡單，曾被廣泛應(yīng)用。
4.原卷揚機系統(tǒng)優(yōu)缺點
原系統(tǒng)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在機械抱閘（制動）方面。該抱閘裝置設(shè)計巧妙，可靠性高，在長期使用中性能穩(wěn)定、反映靈敏，并且操作簡單，便于連接系統(tǒng)。
而原系統(tǒng)采用的調(diào)速方式比較落后，整個電源、控制系統(tǒng)包括三個大型低壓電器柜和一個電阻柜，控制相當(dāng)復(fù)雜，發(fā)生故障的環(huán)節(jié)較多。況且，可控硅斬波環(huán)節(jié)本身的故障率就很高，增加了系統(tǒng)維護的壓力。另外，控制系統(tǒng)復(fù)雜、檢修困難、維修成本高、調(diào)速范圍小、調(diào)速不平穩(wěn)。從節(jié)能方面考慮，卷揚機系統(tǒng)屬于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)負載，罐籠低速運行時，電機轉(zhuǎn)差功率大，而這些轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化為熱量消耗掉了。所以原調(diào)速方式屬于低效率調(diào)速方式，能耗大，低速運行時能量消耗在電阻上；由于電機極對數(shù)與施加于其定子側(cè)的電壓頻率都不變，所以電機的同步轉(zhuǎn)速或理想空載轉(zhuǎn)速也不變，這樣電機的機械特性是一族通過理想空載轉(zhuǎn)速點的特性，調(diào)速時機械特性隨著轉(zhuǎn)子回路電阻的增大而變軟，大大降低了電氣傳動的穩(wěn)態(tài)調(diào)速精度；由于串入電機轉(zhuǎn)子回路的附加電阻級數(shù)（即不能無級變化）受限，無法實現(xiàn)平穩(wěn)調(diào)速；空罐上升時電機處于發(fā)電狀態(tài)，此時同樣消耗能量。這些都是該系統(tǒng)存在的致命缺陷。
三、副井變頻卷揚操控系統(tǒng)
卷揚機變頻操控系統(tǒng)采用交流電機變頻調(diào)速器作為調(diào)速單元，操控臺重新設(shè)計（操作方式保持原習(xí)慣），終極制動仍沿用原系統(tǒng)的盤閘制動。整個系統(tǒng)簡潔明了、連接方便，可控性非常好。
1.卷揚機變頻操控系統(tǒng)組成
寶山鉛鋅銀礦副井選用電機115KW繞線式異步電動機，考慮卷揚機負載的特殊性，以及對原系統(tǒng)性能分析，故選用160KW通用變頻器（型號為F1000-1600T3），附件為能耗制動單元，包括泄放控制單元（型號：BU01-0405）及泄放電阻（阻值約6Ω，功率為30KW），主要作用是消耗空放重物時產(chǎn)生的再生能量，另外液壓系統(tǒng)、抱閘制動系統(tǒng)選用原系統(tǒng)，設(shè)計新的操控臺，操控臺沿用操作者傳統(tǒng)習(xí)慣布局。
采用變頻器控制后，整個電控系統(tǒng)連線十分簡單，系統(tǒng)包括一個變頻柜、一臺泄放控制單元柜、一個泄放電阻柜和一個操控臺，與原系統(tǒng)相比，體積和重量大幅度減小，而且接線非常簡單，如圖3－1所示。

圖3－2位操控臺外形，右手為調(diào)速手柄，左手柄為制動手柄。面板設(shè)置有電鎖、“緊急制動”按鈕、“非常制動”按鈕、控制鍵盤等，操作使用簡單直觀。
變頻柜、制動單元柜、泄放電阻柜等按照IP40標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，考慮了防腐防潮等不良環(huán)境。泄放單元面板上的調(diào)節(jié)按鈕可用來調(diào)節(jié)泄放速度，指示燈分別指示電源和工作狀態(tài)。上述三個柜子都為立式結(jié)構(gòu)，其功能完全按照工作需要設(shè)計。
2.使用變頻器控制的卷揚機系統(tǒng)方案
通過對原卷揚機系統(tǒng)的分析和采用變頻器控制卷揚機的模擬試驗，我們提出如圖3－4所示的實用性方案。
該方案尤其在安全性方面采取了多重保護，在軟制動（泄放制動）基礎(chǔ)上將原系統(tǒng)使用的液壓抱閘裝置作為主要制動手段，并對其進行自動抱閘、適度抱閘和完全抱閘等操作，使系統(tǒng)在工作的全過程均有安全保障。

3.方案簡介
4.圖3－4中液壓系統(tǒng)和機械抱閘裝置（包括油泵站、電動閥、管道、抱閘機構(gòu)及控制電路等）均為原系統(tǒng)所用，這樣做主要是為保證卷揚機系統(tǒng)的安全性。泄放單元采用與變頻器逆變單元功率模塊同規(guī)格的開關(guān)件，以保證系統(tǒng)有足夠的泄放容量；而泄放電阻則采用6Ω/30KW無感電阻，以保證系統(tǒng)有足夠的泄放速度。操縱臺做了重新設(shè)計，操作習(xí)慣仍舊保持原來風(fēng)格。主令開關(guān)手柄改為無級調(diào)速手柄，用于動態(tài)調(diào)速，另加設(shè)了緊急制動按鈕；當(dāng)變頻器發(fā)生故障注1時，系統(tǒng)自動輸出異常信號，控制系統(tǒng)完全抱閘，如果自動抱閘線路出現(xiàn)故障而不能準(zhǔn)確執(zhí)行功能時，操作該按鈕可以緊急制動；如果緊急制動也失效時，還有一級保護，即“非常制動”。按下“非常制動”按鈕即斷開接觸器線圈供電，從而切斷機械抱閘系統(tǒng)的電源，達到最可靠的制動。同時接觸器輔助常閉觸點短接BX、CM，變頻器自由停車無輸出。此處，刀閘“B”只是功能表征，實際采用接觸器實現(xiàn)。
自動抱閘和緊急制動抱閘時，操縱臺面板上的“抱閘指示”燈亮，給出燈光信號。此時，若系統(tǒng)未確實制動，可進行“非常制動”。
常開觸點J4為控制抱閘回路的總開關(guān)，所畫變壓器實際上是自整角控制電機，旋轉(zhuǎn)制動手柄改變兩軸之間相位角，次級輸出電壓從0V到最大電壓之間發(fā)生變化，經(jīng)整流、限流電阻限流后加到電磁閥上，從而改變抱閘力的大小。當(dāng)電機處于發(fā)電狀態(tài)下，當(dāng)泄放制動單元開始工作時J3繼電器閉合，經(jīng)電阻串聯(lián)分壓后加到電磁閥上，使系統(tǒng)適度抱閘，增加一定的阻力減緩下降速度，這只用于“空罐下配重”期間以及變頻器減速時間短時減速。當(dāng)然，泄放阻尼開關(guān)置于“關(guān)”位置可取消該功能。
“&1”只表示一種邏輯關(guān)系，其輸出用來控制繼電器J4的線圈，起到自動制動的作用。“&2”的輸出用來啟動弱阻尼電路，即控制J3繼電器的線圈。
為避免對變頻器、泄放制動單元造成干擾，有關(guān)信號控制線均采用光電隔離器件隔離。操控臺電源加裝高性能電源濾波器，控制板采用高電壓（12V）電源同樣是為了提高系統(tǒng)抗干擾能力。啟動時當(dāng)變頻器輸出小于某一頻率F0（例如2HZ，此頻率值可調(diào)），抱閘系統(tǒng)繼續(xù)抱緊。因為變頻器在啟動時輸出轉(zhuǎn)矩較小，不足以克服重力，否則就會遭成罐體下掉。操控臺配有電鎖，當(dāng)操作者離崗時鎖定的同時切斷電源，避免其它非操作人員誤操作。
調(diào)速手柄實際上控制著電位器“W”中間抽頭位置，手柄在不同位置輸出不同電壓，假設(shè)在中間位置時表示“0”位置，即VW＝2.5V時電機不運行，實際留有±0.2V死區(qū)。2.5V~5V對應(yīng)變頻器正轉(zhuǎn)0~50HZ運行頻率，輸出頻率隨電壓升高而增大，2.5V~0V對應(yīng)變頻器反轉(zhuǎn)0~50HZ運行頻率，輸出頻率隨電壓減小而增大。CPU應(yīng)作不同處理。
變頻器跳保護、變頻器停車時，CPU立即停止發(fā)送PWM波，切斷了變頻器對電機能量繼續(xù)傳送，停車過程只有動能轉(zhuǎn)換為熱能，能實現(xiàn)T＝6S左右迅速停車。

1.泄放阻尼控制電路
泄放制動單元部分電路如下圖所示，P、N是變頻器直流母線電壓，取自變頻器外接端子，當(dāng)電機處于發(fā)電狀態(tài)，P、N兩端之間電壓必定升高，當(dāng)高于某一設(shè)定值時，IC1B輸出低電平，控制泄放單元工作；VR3設(shè)置電壓比VR2設(shè)置電壓高一檔次，當(dāng)PN端電壓特別高（有可能泄放單元消耗能量不足于抵消發(fā)電能量，PN端電壓繼續(xù)升高），高于某一值時，IC1A的1腳輸出低電平，光耦PC2關(guān)斷，泄放單元不再工作，從而保護泄放單元（此種情況下變頻器跳“OE”保護）。也就是說：V1≤Vi≤V2時，T1的E腳為低電平，PC1、T1導(dǎo)通。在原來回路中串入光耦PC5、PC6，PC5、PC6導(dǎo)通，分別控制操控臺泄放指示燈和液壓系統(tǒng)自動適度抱閘。PC1導(dǎo)通時，U1A（4093）的XF信號變?yōu)楦唠娖剑c“555”產(chǎn)生的振蕩信號“與非”后驅(qū)動功率模塊間歇導(dǎo)通，以避免泄放模塊因連續(xù)工作發(fā)熱而燒毀。

四、變頻改造后效果分析
我們在該礦安裝調(diào)試卷揚機變頻操控系統(tǒng)后，對現(xiàn)場各環(huán)節(jié)包括“對罐堵轉(zhuǎn)”、“緊急制動”、“載重運行”、“吊配重”、“空罐下配重”?？梢赃_到以下效果。
1.對罐、堵轉(zhuǎn)
罐籠內(nèi)部底面上鋪設(shè)了軌道，必須與地面上或井下各個中斷的軌道對接吻合良好，才能順利將礦車推出罐籠。這就是說，在罐籠上升到各中斷附近時電機必須迅速由高速變換到低速，到位時立即停車。這要求變頻器減速時間短，大約6S時能夠滿足要求，此時有可能出現(xiàn)泄放，系統(tǒng)適度抱閘正好滿足要求。調(diào)速手柄調(diào)到中間零位時或反向過零時變頻器采用自由停車方式，不再輸出功率，抱閘系統(tǒng)立即抱閘且對變頻器沒有任何沖擊。空罐對罐、重罐對罐均工作正常。原系統(tǒng)工作時，主要靠機械制動減速運行，既損耗閘片注1，又消耗電能。
F1000-1600T3變頻器具有較好的低速轉(zhuǎn)矩性能，在各種負載下均可很好地超低速運行。在最大載重下注2，電機可在2HZ時均勻平穩(wěn)地運行。如果在3HZ時啟動抱閘，使電機堵轉(zhuǎn)，此時電機的堵轉(zhuǎn)電流應(yīng)小于37A；這比原系統(tǒng)的堵轉(zhuǎn)電流小許多倍。
2. 緊急制動、非常制動
緊急制動、非常制動一般發(fā)生在運行中突然停電、事故等非正常情況下，但這卻是系統(tǒng)安全的最重要指標(biāo)。試驗中，將變頻器全速運行，然后分別按“非常制動”、“緊急制動”按鈕。這樣可以模擬變頻器發(fā)生故障或產(chǎn)生保護信號時的緊急制動，同時也模擬了運行中出現(xiàn)其他意想不到情況需要緊急剎車的特殊案例。
由于變頻器的停車方式設(shè)置為自由停車，因此在自由停車后對高速運行的電機實施緊急制動絲毫不影響變頻器，即變頻器不會受到任何損壞。實際應(yīng)用中，緊急制動、非常制動性能均可靠、效果良好。
3.載重運行
在罐籠內(nèi)裝載額定重物，從井下向上吊運。在此過程中，通過變頻器動態(tài)地任意改變電機運行速度，卷揚機工作狀態(tài)良好，變速過程平穩(wěn)、調(diào)速范圍寬，并且操作簡單、節(jié)省電能。
4.吊配重
吊配重是指將配重下到井底，空罐籠處于井上，然后將配重從井底吊到井上。無任何問題。
5.空罐下配重
如果配重處于井上位置，位于井底的罐籠不裝載任何重物，此時要將空罐籠提上，即將配重下到井下，則由于重力加速度的影響，電機會處于強發(fā)電狀態(tài)注1。
原系統(tǒng)在這個過程中需要全額電功率輸入，并配合機械抱閘制動，消耗電能同重載時幾乎一樣。采用變頻器控制全速運行，在整個過程中可看到泄放指示燈出現(xiàn)閃亮，表明電動機發(fā)出電經(jīng)模塊續(xù)流二極管整流后加到直流母線上，造成母線電壓升高，泄放單元開始工作。試驗時分別將“泄放阻尼”開關(guān)置于“開”、“關(guān)”位置，系統(tǒng)工作均正常?！靶狗抛枘帷遍_關(guān)打開并出現(xiàn)泄放時，可明顯看到運動速度放緩，表明阻尼在起作用。
6.結(jié)果分析
從以上試驗結(jié)果來看：
（1）空罐上升（空罐下配重）期間變頻器輸入電流幾乎為零，此期間系統(tǒng)不消耗電網(wǎng)能量；輸出電流不為零，此電流為電機發(fā)電電流倒灌入變頻器。
（2）重罐下降期間變頻器輸入電流只有2~3A左右，此時重罐重量同配重重量相近，幾乎不消耗能量。
（3）在同一運行過程中，低頻（低速）時變頻器輸入電流小，高頻（高速）時變頻器輸入電流大。說明低速運行時可達到節(jié)電目的。
綜合以上所述，采用卷揚機變頻操控系統(tǒng)后，在電機處于發(fā)電狀態(tài)時，系統(tǒng)反饋能量可通過泄放單元泄放掉。總之，在工作全過程，系統(tǒng)或者不消耗電能，或者節(jié)能運行，平均節(jié)電率實測可達30%以上。