提升機(jī)的電力拖動與控制

1、新余礦業(yè)安全培訓(xùn)中心黃翔提升機(jī)的電力拖動與控制內(nèi)容提要2提升機(jī)的電氣制動系統(tǒng)1提升機(jī)電力拖動3提升機(jī)的拖動控制系統(tǒng) 第一節(jié) 提升機(jī)電力拖動交流繞線型感應(yīng)電動機(jī)拖動直流他勵電動機(jī)拖動交流同步電動機(jī)拖動交流繞線型感應(yīng)電動機(jī)拖動交流繞線型感應(yīng)電動機(jī)拖動繞線式電機(jī)只是異步電機(jī)的一類。異步電機(jī)是按轉(zhuǎn)子繞組形式，分為繞線式和鼠籠式。異步電機(jī)的工作原理是當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)

2、，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。故異步電動機(jī)又稱為感應(yīng)電動機(jī)。直流他勵電動機(jī)拖動直流他勵電動機(jī)拖動直流電機(jī)分為自勵和他勵，他勵電機(jī)是指電機(jī)的勵磁線圈和電樞繞組是分開的，勵磁電流單獨(dú)提供，與電樞電流無關(guān)。控制方便，容易實現(xiàn)調(diào)速，控制器控制正反轉(zhuǎn)不需要安裝切換接觸器一般被廣泛使用在電動叉車，電動汽車，電動觀光車，電動牽引車。一、交流繞線型感應(yīng)電動機(jī)拖動 系統(tǒng)簡單，設(shè)備價格較低且技術(shù)比較成熟。交流繞線型感應(yīng)電動機(jī)拖動在加速階段采用附加電阻調(diào)速，效果良好。當(dāng)減速階段形成制動時，調(diào)速性能卻十分令人滿意，這在副井下放貨載時尤為重要。優(yōu)點(diǎn)減速階段，當(dāng)需要較小正力減速時，由于特性曲線過軟，因而調(diào)速過程不

3、夠理想；調(diào)速利用了附加電阻，增加了附加電能損失。缺點(diǎn) 我國礦井地面提升機(jī)我國礦井地面提升機(jī)大容量交流電動機(jī)常YR系列及YRZ系列三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)中等容量交流電動機(jī)常選用JQR系列、JR 系列三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。 井下提升機(jī)為了防潮，常選用防潮性能較好的封閉型結(jié)構(gòu)或加強(qiáng)絕緣的交流電動機(jī)，如JRQ系列、JRQ2系列三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)；采區(qū)上、下山絞車及高沼氣礦井，則應(yīng)采用JBR系列繞線轉(zhuǎn)子防爆異步電動機(jī)。 二、直流他勵電動機(jī)拖動二、直流他勵電動機(jī)拖動 直流他勵電動機(jī)拖動裝置是利用改變直流電動機(jī)外供電壓的方法來調(diào)速的，調(diào)速性能好，且與負(fù)荷大、小及正、負(fù)無關(guān)。 礦井地面提升直流電動機(jī)常采

4、用ZD、ZJD系列。按電樞直徑尺寸的大小，劃分為大型和中型。大型：直徑超過1000mm的為大型，中型：直徑在423mm1000mm的為中型，直流電動機(jī)的直流電源如采用直流機(jī)組電源電，直流發(fā)電機(jī)常選用ZF、ZJF系列。直流發(fā)電機(jī)電壓一般應(yīng)比電動機(jī)電壓稍高一些，以補(bǔ)償電樞電路內(nèi)的壓降。拖動直流發(fā)電機(jī)的交流同步電動機(jī)，常用TD系列。對于可控硅供電的直流電動機(jī)，則采用專用電動機(jī)。發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)-電動電動機(jī)系統(tǒng)機(jī)系統(tǒng)（F-D)直流他勵電動機(jī)直流他勵電動機(jī)拖動裝置拖動裝置晶閘管晶閘管-電動電動機(jī)系統(tǒng)機(jī)系統(tǒng)（SCR-D)若采 用 F 一 D 系統(tǒng)時，還需增設(shè)兩個略大于主電機(jī)容量相同的大型電動機(jī)，即直流發(fā)電機(jī)和

5、拖動它的交流同步電動機(jī) 三、交流同步電動機(jī)拖動三、交流同步電動機(jī)拖動 交流同步電動機(jī)與直流他勵電動機(jī)相比，具有制造簡單、造價低、電動機(jī)效率高、維修簡單、噪聲小等特點(diǎn)。交流同步電機(jī) 采用晶閘管交一叉變頻供電，由計算機(jī)控制，可實現(xiàn)主井箕斗提升自動化和副井罐籠提升半自動化。 第二節(jié)第二節(jié) 提升機(jī)的電氣制動系統(tǒng)提升機(jī)的電氣制動系統(tǒng)一、電氣制動系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)電動機(jī)可以把電能轉(zhuǎn)化為動能，即輸入為電能，輸出為動能。 發(fā)電制動動力制動反接制動變頻低頻制動電氣制動系統(tǒng)電氣制動系統(tǒng)（1）發(fā)電制動：電動機(jī)運(yùn)行時由于受外力驅(qū)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過某一臨界轉(zhuǎn)速時，輸出由正轉(zhuǎn)矩變?yōu)樨?fù)轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行，發(fā)出的電能送回電

6、網(wǎng)，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起到制動作用。（2）動力制動：又稱為能耗制動。把電動機(jī)定子繞組輸入給直流電流，則定子建立靜止磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子繞組同靜止磁場產(chǎn)生相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子繞組便產(chǎn)生電勢，通過外回路電阻產(chǎn)生的電流又建立了動磁場，轉(zhuǎn)子動磁場同靜磁場相互作用產(chǎn)的制動（3）反接制動：為了使電動機(jī)快速停車或逆轉(zhuǎn)，將電動機(jī)電源從電網(wǎng)上拉下來，再接入同原運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的電原，使電動機(jī)產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩稱為反接制動。反接制動力矩較大且制動快，但所 產(chǎn)生的電流沖擊和力矩沖擊也很大，在提升機(jī)上應(yīng)用較少。 （4）變頻和低頻發(fā)電制動：采用變頻和低頻發(fā)電電源的拖動系統(tǒng)，可以以發(fā)電制動的方式實現(xiàn)電氣制動 二、動力制動裝置 1.

7、動力制動裝置的類型動力制動裝置的類型 常用的動力制動裝置由常用的動力制動裝置由KZG2 型單相晶閘管動力制動柜KZG3 型三相晶閘管動力制動柜動力制動電動機(jī)一直流發(fā)電組123KZG:礦用晶閘管1（1）KZG-3型三相晶閘管動力制動柜，其主回路為三相橋式半控整流電路，采用磁放大器綜合放大信號的單閉環(huán)晶閘管動力制動2（2）KZG-2型單相晶閘管動力制動柜，其主回路為單相橋式半控整流電路，采用腳踏自整角機(jī)輸出和磁放大器綜合比較信號控制的單閉環(huán)晶閘管動力制動系統(tǒng)3（3）動力制動電動機(jī)直流發(fā)電機(jī)組，用低壓感應(yīng)電動機(jī) 拖動直流他激發(fā)電動機(jī)的機(jī)組，為主電動機(jī)提供制動電 流，直流輸出地大小通過調(diào)節(jié)他激磁電流控

8、制。 2.2.晶閘管動力制動系統(tǒng)的特點(diǎn)晶閘管動力制動系統(tǒng)的特點(diǎn) （1）系統(tǒng)有良好的靜態(tài)特性，可以縮短爬行時間，增加提升能力。（2）效率高，節(jié)約電能，占地小。（3）無旋轉(zhuǎn)部分，無振動，無噪聲。（4）故障率低，維修能量小。 三、微機(jī)拖動裝置三、微機(jī)拖動裝置主井提升容器采用能自動裝卸載的箕斗， 當(dāng)箕斗接近終點(diǎn)時需要自動減速，并能穩(wěn)定地進(jìn)入曲軌完成自動卸載的低速爬行程序。在直流拖動系統(tǒng)中，由于他激直流電動機(jī)的良好特性，只要降低電樞兩端電壓，便可獲得穩(wěn)定的低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，所以不需要微機(jī)拖動裝置，而在交流拖動系統(tǒng)中的主井提升中則應(yīng)有微機(jī)拖動裝置。常用到的微機(jī)拖動裝置是用一臺小于主電動機(jī)十幾倍的低壓電動機(jī)和減速

9、機(jī)，通過氣囊離合器與主電動機(jī)軸結(jié)合后，帶動提升機(jī)低速運(yùn)行。氣囊離合器是需要壓縮空氣來操作離合的。四、低頻制動四、低頻制動 低頻拖動不需要增加機(jī)械設(shè)備，利用低頻 35Hz 交流電源 直接送入主電動機(jī)，使其低速運(yùn)行。 低頻電源：（1）低頻發(fā)電機(jī)組。由一臺交流電動機(jī)帶動低頻發(fā)電機(jī)。（2）晶閘管交直交變頻裝置。這是一種利用硅整流器將低頻交流電源變?yōu)橹绷麟娫?，再用晶閘管將直流電源變成需要的低 頻交流電源的變頻裝置。（3）晶閘管交交變頻裝置。它是用晶閘管元件構(gòu)成的、將交流工頻電源直接變成低頻電源供提升主電動機(jī)使用的變頻 裝置。【課堂小結(jié)】分鐘）（3 一、 應(yīng)知點(diǎn)：電氣制動系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)二、應(yīng)會點(diǎn)：提升機(jī)

10、電力拖動 【作 業(yè)】 分鐘）（21.提升機(jī)電力拖動系統(tǒng)的類型及工作原理提升機(jī)的電力拖動與控制 第三節(jié)第三節(jié) 提升機(jī)的拖動控制系統(tǒng)提升機(jī)的拖動控制系統(tǒng) 一、電氣控制系統(tǒng)的組成 我國常用的交流拖動電氣控制系統(tǒng)： 與 KJ 型提升機(jī)配套的 KKX 型電氣控制系統(tǒng)；與 JK 型提升 機(jī)配套用地 TKDA 型電氣控制系統(tǒng)。滾筒直徑為 1.6m 以下的 提升機(jī)，多采用 KGJ1 鼓型控制器線路和磁力站加速接觸器控制 線路。多繩摩擦式提升機(jī)的電氣控制系統(tǒng)有 JKMK/J 或 JKMK/J A 型控制系統(tǒng)等。提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)的組成及作用： 。 （1）主電動機(jī)：提升機(jī)的原始動力。（2）高壓開關(guān)：雙電源進(jìn)線，能

11、實現(xiàn)過電流和欠電壓跳閘保護(hù)。（3）高壓換向器：用做主電動機(jī)的通電、斷電和換向。（4）動力制動接觸器或低頻電源接觸器：做為投入動力制動電源或低頻制動電源只用。（5）磁力站：對交流繞線式一步電動機(jī)的啟動、制動、停 車、換向進(jìn)行控制，并具有提升機(jī)必要地電氣保護(hù)和連鎖裝置（6）電氣制動電源裝置。包括： 單相或三相晶閘管電源柜。低頻發(fā)電機(jī)組或晶閘管低頻電源柜。 （7）操作臺：以主令控制器為主，對提升電動機(jī)的啟動、 加速、減速、停車、換向進(jìn)行控制。微機(jī)拖動裝置。在主電動機(jī)減速終了、提升機(jī)進(jìn)入爬行階 段時投入微拖動，以便在停車前獲得一段為擬定的低速爬行階 段，實現(xiàn)準(zhǔn)確地安全停車。 測速發(fā)電機(jī)。顯示提升機(jī)速度

12、的大小，配合實現(xiàn)超速、限速保護(hù)。 深度指示器。顯示提升容器實際位置，包括速度給定（限速凸輪圓盤壓碰自整角機(jī)發(fā)出給定信號） 、精針指示（刷子開關(guān) 動作，接通電路，投入精針指示提升容器的準(zhǔn)確位置） 、自動調(diào) 零（偏差信號控制調(diào)零電動機(jī)） 、安全保護(hù)（過電流，欠電壓， 超速、限速保護(hù)）等。 自整角機(jī)和磁放大器裝置。起控制和安全保護(hù)的作用。（8）輔助控制設(shè)備。包括： 二、二、TKDA TKDA 型電氣控制系統(tǒng)型電氣控制系統(tǒng) TKDA TKDA電氣孔立志系統(tǒng)由主回路、輔助回路、測速電氣孔立志系統(tǒng)由主回路、輔助回路、測速回路、安全回路、可調(diào)閘控制回路回路、安全回路、可調(diào)閘控制回路？控制回控制回路、調(diào)繩閉鎖

13、回路、減速階路、調(diào)繩閉鎖回路、減速階 段限速保護(hù)回路、段限速保護(hù)回路、動力制動回路和自整角機(jī)深度指示器回路。動力制動回路和自整角機(jī)深度指示器回路。附表附表:TKDA :TKDA 型點(diǎn)電氣控制線路圖符號及代型點(diǎn)電氣控制線路圖符號及代表意義表意義（課本（課本193193頁頁 表表9-19-1） （1 1）作用。用于供給提升電動機(jī)電源，實現(xiàn)失）作用。用于供給提升電動機(jī)電源，實現(xiàn)失壓、過電流保護(hù)，控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)型和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。壓、過電流保護(hù)，控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)型和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 （2 2）組成。由高壓開關(guān)柜（高壓隔離開關(guān)）組成。由高壓開關(guān)柜（高壓隔離開關(guān) QS QS、高壓、高壓油斷路開關(guān)油斷路開關(guān)QFQF、電流

14、互感器、電流互感器 TA TA、過流脫扣線圈、過流脫扣線圈 AGQ AGQ、電壓互感器電壓互感器 TV TV、失壓脫扣線圈、失壓脫扣線圈 VSQ VSQ、緊急停車開關(guān)、緊急停車開關(guān)SFSF、高壓換向器柵門閉鎖開關(guān)高壓換向器柵門閉鎖開關(guān)SLSL、加速電流繼電器、加速電流繼電器KACKAC、高、高壓熔斷器壓熔斷器HFUHFU等）、高壓換向器的常開觸頭、線路接觸等）、高壓換向器的常開觸頭、線路接觸器的常開觸頭、動力制動接觸器的常開器的常開觸頭、動力制動接觸器的常開 觸頭、晶閘管觸頭、晶閘管動力制動柜動力制動柜 KZG KZG、提升電動機(jī)、電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻、加、提升電動機(jī)、電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻、加速接觸器的常

15、開觸頭（速接觸器的常開觸頭（1KM1KM8KM8KM）和裝在提升機(jī)操作）和裝在提升機(jī)操作臺上的電流表和電壓表等組成。其中，高壓換向器的臺上的電流表和電壓表等組成。其中，高壓換向器的作用是用做主電作用是用做主電 動機(jī)的通電、斷電和換向。動機(jī)的通電、斷電和換向。1.主回路1、作用：用于對輔助設(shè)備及控制回路進(jìn)行供電與控制2 2、組成：、組成：輔助回路又雙回路三相電源供電，線電壓為380V，提升機(jī)安裝在井上，具有零線，相電壓為220V2.輔助回路 （1 1）作用：通過安裝在減速器快軸上伸出端的測速發(fā)電）作用：通過安裝在減速器快軸上伸出端的測速發(fā)電機(jī)，機(jī)， 把提升機(jī)的實際速度測量出來，把提升機(jī)的實際速度

16、測量出來， 以供給速度比較回路以供給速度比較回路和一些以速度為函數(shù)的電氣元件。和一些以速度為函數(shù)的電氣元件。 （2 2）組成）組成: : 他激直流測速發(fā)電機(jī)他激直流測速發(fā)電機(jī)BR BR 提升機(jī)速度達(dá)到最大提升機(jī)速度達(dá)到最大時，輸出電壓為直流時，輸出電壓為直流220V220V） 。 速度表。方向提升繼電速度表。方向提升繼電器器 KFW KFW、KRKR，速度給定自整角機(jī)，速度給定自整角機(jī) B2 B2、B6B6， 使提升機(jī)根據(jù)提使提升機(jī)根據(jù)提升方向有選擇地工作，并相互閉鎖。升方向有選擇地工作，并相互閉鎖。 減速爬行繼電器減速爬行繼電器 KSD KSD（用于低速爬行階段、實現(xiàn)二次供（用于低速爬行階段

17、、實現(xiàn)二次供 電）電） 。動力制動速度。動力制動速度繼電器繼電器 KV1 KV1、 2 2 和和 KV3 KV3， KV KV 用于動力制動時，用于動力制動時， 按速度原按速度原則調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻，即調(diào)節(jié)提升速度。則調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻，即調(diào)節(jié)提升速度。 等速階段過速保護(hù)繼等速階段過速保護(hù)繼電器電器 KGS2 KGS2， 等速階段過速等速階段過速 15% 15%動作，動作， 新開安全回路，進(jìn)行新開安全回路，進(jìn)行安全制動、整定電壓為安全制動、整定電壓為 220 2201.15=2531.15=253（V V） 。 3.測速回路 （1 1）作用。保證提升機(jī)在正常、安全狀態(tài)）作用。保證提升機(jī)在正常、安全狀態(tài)下啟

18、動運(yùn)行。防止和避免提升機(jī)發(fā)生意外事故。下啟動運(yùn)行。防止和避免提升機(jī)發(fā)生意外事故。 （2 2）組成。由安全接觸器）組成。由安全接觸器KMAKMA串聯(lián)多種保護(hù)觸電組串聯(lián)多種保護(hù)觸電組成。成。 （3 3）保護(hù)原理。提升機(jī)出現(xiàn)異常情況）保護(hù)原理。提升機(jī)出現(xiàn)異常情況安全回路中安全回路中的保護(hù)觸電斷開的保護(hù)觸電斷開安全接觸器無電釋放，斷開高壓安全接觸器無電釋放，斷開高壓換向器回路換向器回路高壓換向器無電釋放高壓換向器無電釋放 斷開主回路，斷開主回路，主電動機(jī)斷電主電動機(jī)斷電安全閥電磁鐵回路斷電安全閥電磁鐵回路斷電切斷制動切斷制動 油缸的高壓油路油缸的高壓油路將制動油缸與油箱接通將制動油缸與油箱接通使制動使

19、制動油缸內(nèi)的油油缸內(nèi)的油 液分別將液分別將 A A管和管和B B管流回油箱管流回油箱實現(xiàn)提實現(xiàn)提升機(jī)的二級安全制動。升機(jī)的二級安全制動。4.安全回路 K K型提升機(jī)液壓站上裝有兩套電液調(diào)壓裝型提升機(jī)液壓站上裝有兩套電液調(diào)壓裝置，其中一套工作，另一套備用，用置，其中一套工作，另一套備用，用QC3 QC3 轉(zhuǎn)換開轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換。可調(diào)閘（工作閘）制動力的調(diào)節(jié)分為手關(guān)轉(zhuǎn)換?？烧{(diào)閘（工作閘）制動力的調(diào)節(jié)分為手動和自動兩種方式。動和自動兩種方式。6.6.控制回路控制回路 控制回路由信號控制回路由信號回路、電動機(jī)正反轉(zhuǎn)回路、動力制動接觸回回路、電動機(jī)正反轉(zhuǎn)回路、動力制動接觸回 路、路、轉(zhuǎn)子電阻控制回路組成。用以實現(xiàn)提升機(jī)啟動與轉(zhuǎn)子電阻控制回路組成。用以實現(xiàn)提升機(jī)啟動與提升信號閉鎖，以及以電流為主、時間為輔的自提升信號閉鎖，以及以電流為主、時間為輔的自啟動過程和減速、爬行階段的速度控制。啟動過程和減速、爬行階段的速度控制。 5.可調(diào)閘控制回路6.6.控制回路控制回路 控制回路由信號回路、電動機(jī)正反轉(zhuǎn)回路、動力制動接觸器回路、轉(zhuǎn)子電阻