煤礦固定設(shè)備運輸

1、第二章 礦井主要通風設(shè)備的電氣控制第二章 礦井主要通風設(shè)備的電氣控制 學(xué)習(xí)要求1. 一般掌握：通風機選型與參數(shù)2. 熟練掌握：通風機電氣控制第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述一、主要通風設(shè)備的類型 礦井通風設(shè)備是煤礦重要的固定設(shè)備之一，其主要作用是將地面的新鮮空氣連續(xù)不斷地送入井下，保證井下空氣的含氧量，稀釋、排除爆炸性和有害氣體，并調(diào)節(jié)井下所需的環(huán)境溫度和濕度，改善井下工作條件，保證礦井安全生產(chǎn)。因此，礦井通風設(shè)別對煤礦生產(chǎn)有著重要意義。特別是對含有瓦斯的礦井，良好的通風是防止瓦斯爆炸、安全生產(chǎn)的重要保證。井下工人需要在環(huán)境溫度低于25攝氏度的條件下工作，才能安全生產(chǎn)并提

2、高生產(chǎn)率。因此，新鮮空氣在礦井里是每時每刻都不可缺少的。第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述 按照找通風設(shè)備的工作介質(zhì)在通風機中的運行情況，通風設(shè)備分為離心式通風式設(shè)備和軸流式通風設(shè)備兩大類，兩者的區(qū)別在于離心式通風設(shè)備其風流沿通風機葉輪的軸向進入并沿徑向流出，而軸流式通風設(shè)備的風流則沿通風機葉輪的軸向進入并沿軸向流出。二、主要通風機電力拖動的特點和要求（一）通風設(shè)備電力拖動的特點 礦井通風條件的變化是緩慢的。主通風機一般不需要調(diào)速，并且是日以繼夜的工作，啟動和停車的次數(shù)極少，而且不需反向。根據(jù)這一特點，主通風機宜采用同步電動機，這樣可提高礦供電電力網(wǎng)的功率因數(shù)。當所需電動機

3、的功率較小，產(chǎn)品中又無這種同步電動機時，亦可采用鼠籠式異步電動機或繞線式異步電動機。第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述 礦井通風設(shè)備所使用的電動機：礦山主通風機和輔助通風機（或陳分區(qū)通風機）均設(shè)置于地面，可用一般構(gòu)造的電動機。在有瓦斯或煤塵爆炸危險的礦井，則在擴散器和風道保證不漏氣的情況下，或風機與電動機之間有防火墻隔絕的條件下，也可采用一般構(gòu)造的電動機。否則，必須采用隔爆型的電動機和隔爆型的電氣設(shè)備。第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述 在礦井通風設(shè)備的電力拖動中，根據(jù)不同功率，使用不同的單機型號。當功率為100-150kW時，可以采用低壓鼠籠式異步電動

4、機。當功率為150-350kW時，可以采用低壓同步電動機，其電壓為380V。當功率高于350kW以上時，可采用高壓同步電動機，其電壓為6kV。當通風機需要調(diào)速時，可選用繞線式電動機，并采用相應(yīng)的控制電路，以滿足通風機的調(diào)速要求。第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述（二）對礦井通風設(shè)備電氣控制的要求 礦井通風設(shè)備是煤礦最主要的用電設(shè)備。為適應(yīng)礦井通風技術(shù)的發(fā)展，提高通風設(shè)備運轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟性，保證礦井生產(chǎn)的安全，礦井通風設(shè)備的電氣控制應(yīng)能完成以下要求：1、應(yīng)能保證風機運動化和自動化的啟動和停止，以及同步電動機的自動投入勵磁；2、當工作的風機發(fā)生故障時，能自動停車，并能自動啟動

5、備用通風機和打開相應(yīng)的風門；3、應(yīng)能保證遠距離操作反風裝置進行反風；第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述 4、遠距離監(jiān)視通風機工作情況（風量、負壓、各軸承溫度、電動機的情況、反風門的位置等），當工作不正常時，發(fā)出信號自動停車； 5、應(yīng)有較完善的信號監(jiān)視和故障警報系統(tǒng)。 要達到上述各項要求，需要合理地選擇通風機的電氣控制系統(tǒng)，正確地選擇各種電器和儀表。自動及時地調(diào)節(jié)主通風機的風量，在保證礦井大氣條件和安全生產(chǎn)的前提下，實現(xiàn)通風設(shè)備的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)。因此，現(xiàn)代化礦井通風設(shè)備的控制系統(tǒng)必須向著綜合自動化方向發(fā)展。第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述 三、常用通風機的技術(shù)

6、特征 礦用離心式通風機主要有4-72-11型、G4-73-11型和K4-73-01型，前兩種多用于中、小型礦井，后者常用于大型礦井。 常用的軸流式通風機有FBCZ和FBCDZ系列。FBCZ系列通風機為單級防爆式，是根據(jù)中、小型煤礦通風網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計的，適用于通風阻力較小的中、小型各類礦井；FBCDZ系列通風機是雙葉輪對旋防爆式，是根據(jù)大、中型礦井通風網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計的，適用于通風阻力較大的大、中型各類礦井。第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述第一節(jié)第一節(jié) 礦井主要通風設(shè)備概述礦井主要通風設(shè)備概述第二節(jié) 通風機電動機的選擇 根據(jù)礦

7、井主通風機的工作環(huán)境，拖動電動機一般選用開啟式或防護式電動機。對于大容量通風設(shè)備，應(yīng)盡量選用高壓同步電動機，以補償?shù)V井的功率因數(shù)。功率較小時，可優(yōu)先選用鼠籠型電動機。當通風機需要調(diào)速時，可選用繞線式電動機，并采用相應(yīng)的控制電路，以滿足通風機的調(diào)速要求。第二節(jié) 通風機電動機的選擇一、通風設(shè)備拖動電動機的功率通風設(shè)備拖動電動機的功率可按下式計算式中K電動機功率備用系數(shù)，一般取1112； Q通風機工況點風量，m3s； H通風機工況點風壓，軸流式通風機用靜壓，離心式通風機用全壓，Pa； -通風機工況點效率，由通風機性能曲線查得； 傳動效率，聯(lián)軸器傳動取0.98，三角膠帶傳動取0.92。1000iQHP

8、Ki第二節(jié) 通風機電動機的選擇二、通風設(shè)備拖動電動機的選擇當采用同步電動機拖動時，對于軸流式通風機還要進行牽入轉(zhuǎn)矩的校驗，以保證同步電動機異步啟動時的轉(zhuǎn)差率能達到0.05，使同步電動機投入勵磁后，能將轉(zhuǎn)子牽入同步。其校驗公式為q1.2-1.4nM （）MqMnM式中同步電動機的牽入轉(zhuǎn)矩，可由產(chǎn)品目錄查得； -轉(zhuǎn)差率為005時，對應(yīng)的負載轉(zhuǎn)矩；1.21.4考慮電壓降及克服慣性的轉(zhuǎn)矩系數(shù)，一般取1.3，架空線供電時取1.4。第二節(jié) 通風機電動機的選擇 由于同步電動機的牽人轉(zhuǎn)矩是指勵磁繞組串接10倍附加電阻時的牽入轉(zhuǎn)矩，所以當上式校驗不符合要求時，可考慮改變勵磁繞組所串電阻，或在牽入同步時加強勵磁，

9、來滿足牽第二章礦井主要通風設(shè)備的電氣控制入同步的要求。采用調(diào)節(jié)葉片角度實現(xiàn)反風運行的風機，應(yīng)校驗反風運行時電動機的功率。對于軸流式通風機一類重載啟動的設(shè)備，鼠籠型電動機和同步電動機的額定功率應(yīng)按啟動條件校驗。第二節(jié) 通風機電動機的選擇當電動機使用地點的海拔和冷卻介質(zhì)溫度與規(guī)定的工作條件不同時，其額定功率應(yīng)按制造廠的資料予以校正。通常選用籠型異步電動機作為主傳動電動機，因為它具有價廉、容易運行操作、方便維護等許多優(yōu)點。與籠型異步電動機相比，同步電動機可以輸出無功功率，效率較高，因而可根據(jù)所在系統(tǒng)無功負荷的大小和分布、價格等因素決定較大容量的主傳動電動機是否選用同步電動機。僅當風機轉(zhuǎn)動慣量較大或電

10、網(wǎng)容量較小時，籠型異步電動機和同步電動機均不能滿足啟動要求或加大功率不合理時，可選用繞線型異步電動機。第二節(jié) 通風機電動機的選擇當對電動機調(diào)速性能有特殊要求時，電動機類型應(yīng)結(jié)合調(diào)速方式根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。當電動機容量小于200 kW時，選用380 V或660 V電壓等級；當容量大于400 kW時，選用6 kV或10 kV電壓等級；當容量在200400 kW時，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定電壓等級。選用同步電動機時，應(yīng)根據(jù)通風機的轉(zhuǎn)向?qū)﹄妱訖C旋轉(zhuǎn)方向提出要求，當采用通風機反轉(zhuǎn)反風時，電動機應(yīng)能滿足可逆轉(zhuǎn)的要求。第二節(jié) 通風機電動機的選擇三、通風機年耗電量W可用下式估算1000iMSQHW MS式中電

11、動機效率； 電網(wǎng)效率，一般取095；T通風機全年工作小時數(shù)第三節(jié)通風機供電要求一、通風機的負荷等級和供電要求通風機及維持其連續(xù)運轉(zhuǎn)所必需的潤滑油站等輔助設(shè)備，均屬一級負荷。通風機房的一級負荷應(yīng)有兩個獨立電源。機房的電源線應(yīng)由地面變、配電所直接引出，在受條件限制時，其中回路電源線可引自其他一級負荷設(shè)備機房。上述線路不應(yīng)分接其他負荷。不得由通風機房配電裝置向其他變、配電所或其他負荷設(shè)備機房饋電。二、主接線和電控設(shè)備布置 通風機房變、配電裝置的高低壓母線一般采用分段單母線接線方式。對于低瓦斯的中、小型礦井，機房高壓配電裝置的受電開關(guān)和分段開關(guān)一般采用隔離開關(guān)；對高瓦斯礦井或大型礦井通風機房，其受電開

12、關(guān)和分段開關(guān)宜選用斷路器。低壓配電裝置的受電開關(guān)和分段開關(guān)宜選用能帶載投切或自動投切的開關(guān)。 每段高壓母線上應(yīng)裝設(shè)一組電壓互感器。若電機與架空電力線路直接連接，應(yīng)根據(jù)礦山固定設(shè)備電氣控制電機容量、雷電活動程度采取旋轉(zhuǎn)電機防雷保護措施。 兩臺通風機應(yīng)分接在不同的配電母線上。二、主接線和電控設(shè)備布置當通風機房與電源變、配電所鄰近，兩臺通風機亦可各自從變、配電所的不同母線段取得電源。高、低壓配電裝置通常可選通用固定式、移開式或抽屜式配電柜（屏、箱）。當需要倒換高壓電源相序來改變電動機旋轉(zhuǎn)方向?qū)崿F(xiàn)反轉(zhuǎn)反風操作時，可選用帶有正、反轉(zhuǎn)換向隔離開關(guān)的高壓配電柜。高、低壓配電裝置及電動機的其他電控設(shè)備可以設(shè)置

13、在通風機房內(nèi)或單獨的電氣室內(nèi)。在通風機房內(nèi)，電控設(shè)備與通風機電動機的距離不宜小于2m，與轉(zhuǎn)動機械的距離不小于1.5 m。二、主接線和電控設(shè)備布置 礦井主通風設(shè)備供電系統(tǒng)如圖2-1所示。其中，圖2-1 (a)為高壓電動機拖動，雙回路供電，QS為母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，當某一回路或電動機出現(xiàn)故障時，可通過轉(zhuǎn)換隔離開關(guān)使另一回路供電，或啟動另一臺電動機。圖2-1 (b)為低壓電動機拖動的供電線路，仍要采用雙回路供電。三、控制方式、操作電源和自動裝置 機房高壓配電裝置的斷路器一般采用開關(guān)柜控制方式，如高壓開關(guān)設(shè)置在操作人貫不便觀察通風機運轉(zhuǎn)情況的地點，應(yīng)設(shè)機旁操作開關(guān)，或?qū)⒉僮鏖_關(guān)設(shè)在就近的控制柜（屏、箱）或操

14、作臺上。 當通風機采用高壓母線供電的同步電動機時，宜選用直流操作。裝有電磁操作機構(gòu)的斷路器，宜選用220 V或110 V鎘鎳電池組作為分、合閘直流操作電源；裝有彈簧操作機械的斷路器，宜采用小容量鎘鎳電池裝置作為分閘操作電源。 當通風機采用高壓母線供電的籠型異步電動機時，宜選用彈簧操作機構(gòu)合閘和分閘的全交流操作。如容量滿足用電要求，操作電源宜引自電壓互感器。 高瓦斯、煤與瓦斯突出的大（中）型礦井及具有高產(chǎn)高效工作面的大型礦井，通風機房的電源宜設(shè)置備用電源自動投入裝置。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù) 煤礦主要通風機房均設(shè)有兩套同等能力的通風機及其傳動電動機，因現(xiàn)時通常需設(shè)置兩套獨立

15、的電控設(shè)備。其中一套工作，一套備用，并且能在十分鐘內(nèi)完成工作風機和備用風機。專為風機節(jié)能運行而設(shè)但需同時備有安全可靠、便于操作的切換設(shè)備。 現(xiàn)有的各種標準化高、低壓配電通用產(chǎn)品，既可用作通風機房的高、低壓配電設(shè)備，又可作通風機的電控設(shè)備。對于使用高壓電動機的通風機房，可選用XGN-10型、KGN-10型及GG-1A型等固定式開關(guān)柜或KYN-10型、JYN2-1O型等移開式開關(guān)柜。對于低壓籠型電動機，各種固定式、抽屜式低壓配電柜，TP系列通用控制屏及GCK-1系列電動機控制中心，JK型交流低壓電控設(shè)備等均可選用；其中有些產(chǎn)品系列還有實現(xiàn)鼠籠型電動降壓啟動以及電動機可逆運轉(zhuǎn)、繞線型異步電動機利用頻

16、敏電阻器等啟動的功能。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù) 一、鼠籠型電動機降壓啟動控制設(shè)備 （一）JJ1系到自耦減壓啟動柜 JJI系列自耦減壓啟動柜作為交流電壓為380660 V，功率為11315 kW的三相鼠籠型電動機降壓啟動之用，并可使電動機自動加速到滿速。裝置設(shè)有電動機的短路、過載、欠壓以及防止單相運轉(zhuǎn)等保護。從減壓啟動到全壓運行之間的轉(zhuǎn)換，采用DJ1-A型電流-時間轉(zhuǎn)換裝置實現(xiàn)電流和時間的雙重控制第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)型號及含義：第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)2控制原理 自耦變壓器降壓啟動控制是利用特制的三相自耦變壓器將電動機降壓啟動

17、。自耦變壓器置備有不同的電壓抽頭，根據(jù)電機容量、轉(zhuǎn)矩和啟動要求而選擇使用，例如可設(shè)為電源電壓的73%，64%和55%等。 自耦變壓器降壓啟動繼電器控制線路如圖22所示。其工作過程如下：合上開關(guān)Q，按下SB2鈕，KM1線圈得電，其主觸點吸合，接通自耦變壓器T，使電動機定子繞組串入自耦變壓器而降壓啟動。其輔助動合觸點KM1閉合，分別起自鎖、接通指示燈HL2的作用。KM1，的輔助動斷觸點斷開指示燈HL1和KM2線圈回路，以確保KM2不得電。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù) KM1得電的同時，接通時間繼電器KT，KT得電后延時T，此時電動機M

18、已接近額 定轉(zhuǎn)速，KT延時動合觸點閉合，使繼電器KA得電并自鎖，其動斷觸點斷開，使KM1斷電，其與自耦變壓器相聯(lián)的主觸點斷開，切除自耦變壓器T，同時也使時間繼電器失電，其延時 動合觸點瞬時從閉合狀態(tài)被打開，但由于KA的輔助動合觸點閉合而自鎖，維持其動合觸點 吸合，動斷觸點打開。 由于KA的得電，在使KM1釋放的同時，使KM2得電，KM2主觸點接入主電路，使電動機全壓投入運行。KA的輔助動斷觸點斷開，KM1的輔助動合、動斷觸點復(fù)原，指示燈 HL2、HL1熄滅，KM2的輔助動合觸點閉合，接通指示燈HL3。當電動機達到穩(wěn)定運行時， KM2、KA吸合；KT和KM1處于斷電狀態(tài)。當按下停止按鈕SB1時使

19、KM2、KA失電，電 機停轉(zhuǎn)。電動機的短路保護和過負荷保護同前所述第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù) （二）QJ3型降壓啟動器 常用的QJ3型啟動補償器電氣原理如圖2-3所示。補償器由自耦變壓器、保護裝置、操作機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。其中觸頭部分浸在絕緣油中，以便觸頭分斷電流時產(chǎn)生的電弧能在油中冷卻、氣化而迅速熄滅。 啟動器中的自耦變壓器有兩組抽頭，分別是65%UN和80%UN，可根據(jù)電動機啟動時負載的大小選擇不同的啟動電壓。變壓器的繞組是按短時工作設(shè)計，一般規(guī)定4h內(nèi)的啟動時間不超過4060 s，否則變壓器將超過允許溫升而不能工作。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)第四節(jié)

20、 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù) 啟動器內(nèi)有過載和欠壓兩種保護。過載保護的熱繼電器FR觸點串接在欠壓脫扣線圈KV回路中，當電動機過載時，熱繼電器動作，其常閉觸點FR斷開，脫扣線圈失電，切斷電源停車；當電源斷電或電壓低于規(guī)定值時，脫扣線圈動作，直接頂開主觸頭。電源恢復(fù)正常后，要重新啟動電動機。 為避免誤操作使電動機全壓啟動，啟動器的操作手柄設(shè)有機械閉鎖裝置，保證電動機只有先經(jīng)過啟動階段，才能投入全壓運行。 啟動器停車時，按下停止按鈕SB，失壓脫扣線圈失電，銜鐵釋放，觸動開關(guān)連桿使操手柄從運行位置自動跳回停止位置，電動機停車。 QJ3型啟動器一般用于75 kW以下的鼠籠型電動機啟動。第四節(jié)

21、 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)（三）XJDI系列自耦減壓啟動器 對于大功率鼠籠型電動機啟動，可采用XJDI系列自耦減壓啟動器，其電氣原理如圖2-4所示。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù) 啟動器中的自耦變壓器設(shè)有60%Un和80 %Un兩組抽頭，可根據(jù)實際需要選擇不同的啟動電壓。自耦變壓器的投入運行由五觸頭接觸器控制。退出運行有兩種控制方式：一種是手動，通過按下按鈕2SB，直接控制接觸器2KM，使主觸頭斷開；另一種是通過時間繼電器KT延時自動控制，時間繼電器KT可在5120 s內(nèi)調(diào)節(jié)，以控制電動機的啟動時間。 電動機啟動前首先閉合電源隔離開關(guān)，接通控制變壓器TR，其二次側(cè)

22、綠色指示燈亮，表示電源有電。啟動方式可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA選擇。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA置于“0”位時，制回路被斷開，保證電動機不能啟動。SA觸點閉合情況如圖2-4中所示。 第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)1手動控制 將轉(zhuǎn)換開關(guān)打至“手動”位置，其觸點SA-1閉合，接通控制電路，SA-2斷開，SA-3閉合。按下啟動按鈕1SB，接通接觸器2KM。 接觸器2KM有電吸合后，引起：主觸頭2KM閉合，自耦變壓器投入運行，電動機降壓啟動；觸點2KM3閉合，形成自保；觸點2KM2打開，切斷接觸器1KM通路，防止觸頭閉合，造成電源短路；觸點2KM閉合，接通中間繼電器1k。 中間繼電器1K有電吸合，引起：觸點1

23、K打開，綠燈HG滅，同時1K2閉合，黃色指示燈HY亮，表示電動機正在啟動；觸點IK3閉合，形成自保；觸點1K4閉合，為接觸器1KM和繼電器2K通電做準備。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)在電動機啟動過程中，主電路中的電流表PA通過電流互感器顯示啟動電流數(shù)值。隨著電動機轉(zhuǎn)速升高，電流逐漸減小，當電流袁指示的電流值接近額定值時，按下啟動按鈕3SB，接通中間繼電器2K支路。繼電器2K有電吸合，其觸點2K1打開，2K2閉合。觸點2K1打開使接觸器2KM失電一其主觸頭斷開，自耦變壓器退出運行；同時，2KM的觸點2KM2閉合接通接觸器1KM支路，接觸器1KM有電吸合，其主觸頭閉合，電動機全壓

24、運行。接觸器1KM觸點1KM打開，黃燈HY滅，觸點1KM2閉合，紅色指示燈HR亮，表電動機降壓啟動完畢，轉(zhuǎn)入全壓運行狀態(tài)。 中間繼電器2K觸點2K4閉合自保；觸點2K5、2K6斷開，使主電路接入熱繼電器，對動機進行過載保護。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)2自動控制將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA打至“自動”位置，其觸點SA一1閉合，接通控制電路電源；sA一2閉合，sA一3斷開。按下啟動按鈕1SB，接觸器2KM有電吸合，其主觸頭閉合電動機降壓啟動一觸點2KM1閉合，中間繼電器1K有電吸合一觸點1K4閉合，時間繼電器KT有電，其常開觸點KT 延時一段時間后閉合，使中間繼電器2K有電吸合并經(jīng)其觸點2K

25、3自保，斷開接觸器2KM，接通接觸器2KM-自耦變壓器退出運行，電動機全壓運行。電動機降壓啟動時間由繼電器KT的延時所決定?？刂七^程中各接觸器、繼電器其他 觸點的動作情況同于手動控制 。電動機需要停車時，不論采用哪種啟動方式，只要按下停止按鈕2SB，切斷控制回路源即可。高壓鼠籠型電動機電抗器啟動設(shè)備為減小啟動電流，還可以在電動機定子回路串入電阻或電抗器，以降低定子繞組電壓自方法來實現(xiàn)。在定子回路中串入電阻時，由于電流會在電阻上產(chǎn)生壓降，所以加在電動機定子繞組的電壓會降低，從而可減小啟動電流。但是，這種啟動方法不僅會降低啟動轉(zhuǎn)矩，同時啟電流還會在電阻上產(chǎn)生較大的有功損耗，因此，串接電阻啟動多用于

26、小容量電動機；對于量較大的電動機，常采用串電抗器降壓啟動的方法。采用電抗器降壓啟動，不僅可以降低啟動電流，而且還能克服啟動電阻上電能損耗的缺點，所以多用于大容量、高電壓電動機的啟動，如礦井排水、壓氣和通風設(shè)備的拖動電動機（籠型電動機）常采用這種啟動方法。電抗器降壓啟動控制電路如圖2-5所示。它是用于6 000 V、1 000 kW以下鼠籠型電動機降壓啟動的Q20-6A型高壓綜合啟動器控制電路。電路中裝設(shè)氣冷式QKSQ型三相電抗器，并用電流繼電器自動控制啟動時間，用高壓交流接觸器短接電抗器。另外電路還設(shè)置了多種保護。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)（一）電路工作原理主電路由高壓隔離

27、開關(guān)QS，SNI-10G型貧油斷路器QF，電流互感器1TA、2TA，電壓互感器TV及三相電抗器L組成。三相電流繼電器IKA作為ITA的負載，用于電動機啟動時間的控制；電流表PA可顯示電動機正常運行時的電流值；過電流繼電器2KA用于電動機的過電流保護?？刂齐娐贩謨刹糠郑謩e由兩路電源供電，一路由主電路的電壓互感器供電，另一路由專用電源供電。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)高壓油斷路器QF是帶有失壓脫扣裝置的手動開關(guān)，即當脫扣線圈有電時才能合閘。舍閘時，由手動操作帶動主觸頭先閉合，待斷路器手把合到底后，其輔助觸點才能動作，即主觸頭先于輔助觸點閉合。觸頭斷開時，可以手動操作，也可以通過

28、脫扣線圈KV控制。當KV失電時，由機械脫扣機構(gòu)將觸頭打開。電動機啟動前，先合上隔離開關(guān)QS和轉(zhuǎn)換開關(guān)lSA、2SA，控制回路有電，綠色指示燈HG亮，電壓表PV指示工作電壓數(shù)值。同時脫扣線圈KV支路接通，允許油斷路器QF合閘第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)電動機啟動時，手動操作油斷路器QF合閘，電動機串接電抗器啟動。由于斷路器的助觸點QF0QF4滯后于主觸頭動作，因而在此期間，較大的電動機啟動電流首先使三相電流繼電器1KA吸合，其常閉觸點1KA提前切斷接觸器KM支路。所以，當油斷路器閘時，不會因其輔助觸點QF4的閉合而使KM有電。油斷路器QF的其他輔助觸點動作將引起： QF0打開，

29、綠燈HG滅，表示電動機正在啟動； QF1閉合，為紅燈HR亮作準備； QF2閉合，短接觸點KM3，保證KV的電流通路； QF3打開，保證電動機在運行過程中KR不被送電。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)電動機在啟動過程中，隨著轉(zhuǎn)速的升高電流逐漸降低，當電流下降到繼電器1KA釋放值時，三相電流繼電器1KA釋放，其常閉觸點lKA閉合，接觸器KM支路被接通。吸合，引起： 主觸頭KM閉合，短接電抗器L，電動機全壓運行； 觸點KM1閉合，紅色指示燈HR亮，表示電動機降壓啟動結(jié)束； 觸點KM2打開，電流表PA指示電動機在額定電壓運行時的工作電流； 觸點KM3打開，完成電動機在啟動過程中KV支路的

30、接通，并保證電劫機過流IKV能斷電； 觸點KM4打開，為解鎖脫扣線圈KR支路通電作準備。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)（二）電路保護啟動前，如果短接電抗器的接觸器主觸頭KM沒有斷開，其輔助觸點KM3為斷開態(tài)，失壓脫扣線圈KV支路不能接通，油斷路器就不能送電。在啟動過程中，若接觸器KM發(fā)生故障，經(jīng)1 min還不能短接電抗器（紅燈不亮），此必須按動停止按鈕SB，斷開脫扣線圈KV支路，使斷路器跳閘，切斷主電路，以防電抗器長時通電而被燒壞。在運行過程中，為防止專用控制電源斷電，造成高壓接觸器KM主觸頭斷開，使主回重新串入電抗器，引起電動機降壓運行，而損壞電抗器和電動機，在高壓接觸器中采

31、用自閉鎖裝置。即當KM有電吸合后，接觸器將自動閉鎖此狀態(tài)，即使KM失電，其吸合時的態(tài)也不會改變，只有當另一個解鎖脫扣線圈KR有電吸合時，KM的觸頭才能恢復(fù)原狀態(tài)，第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)解鎖脫扣線圈KR吸合的條件是：該控制回路供電電壓正常，且油斷路器的QF3與觸器的KM4閉合。即在電動機正常運行過程中（接觸器的KM4閉合），油斷路器跳KR才有可能有電吸合。若油斷路器不跳閘，KR就不會有電，從而保證電動機在正常運過程中，不會因KM失電而重新串入電抗器。另外，在電動機運行過程中，當專用控制電源出現(xiàn)故障時，KM的觸頭將保持吸合時狀態(tài)，故主電路仍能正常運行。但停機后，因接觸器KM

32、各觸頭狀態(tài)不變，其輔助觸點KM4為斷開狀態(tài)，故失壓脫扣線圈KV不能接通，而使油斷路器不能合閘。因此，必須找出控電源故障，并排除后，解鎖脫扣線圈KR才能有電，才能使接觸器KM解鎖而恢復(fù)原態(tài)。電流繼電器2KA差接于電流互感器2TA的二次側(cè)，對電動機發(fā)生的過流或短路故進行反時限保護。當發(fā)生過流時，其常閉觸點2KA打開，失壓脫扣線圈KV斷電，油斷路QF跳閘。另外，脫扣線圈KV還有欠壓保護作用，即當電網(wǎng)電壓低于規(guī)定值時，脫扣線圈因吸力不足而使銜鐵動作使油斷路器跳閘。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)四、繞線型異步電動機的啟動控制設(shè)備頻敏電阻器是通風機繞線型異步電動機采用最為廣泛的啟動設(shè)備，它

33、結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，很少需要維護，有近似恒轉(zhuǎn)矩的啟動特性，可以滿足通風機的啟動要求。（一）頻敏電阻器的基本原理頻敏電阻器由鐵芯與線圈組成，當在線圈兩端加上交流電壓后，交變磁通便在鐵芯的厚鋼板中產(chǎn)生渦流，其等值電阻取決于渦流電路的幾何形狀，截面以及鐵芯材料的電阻系數(shù)等。由于結(jié)構(gòu)上的這個特點，使得頻敏電阻器同時具有電抗器與電阻器的作用，相當于一個電阻器與電抗器的并聯(lián)組合體。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)在電動機的啟動過程中，隨著轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率的降低，一方面使頻敏電阻器昀電抗逐漸減小，方面也使鐵芯中渦流集膚效應(yīng)逐漸減弱，渦流在厚鋼板中滲透的深度逐漸增加，即渦流通道截面加大，等值電

34、阻減小。這種等值電阻和電抗隨著電動機轉(zhuǎn)差率的減小而減小，滿足電動機在整個啟動過程中的要求。頻敏電阻器的接線圖及等值電路。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)二）頻敏電阻器的性能 繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子接入各種理想元件時的機械特性如圖2-7所示。接入頻敏電阻器時，它的機械特性形狀介于變電阻和變電抗的機械特性曲線之間。影響頻敏電阻器功率因數(shù)的主要因素有導(dǎo)線匝數(shù)、鐵芯氣隙、疊片厚度等。在使用中，通過調(diào)整頻敏電阻器的功率因數(shù)來改變機械特性曲線的形狀，以適應(yīng)不同的負載。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)（三）頻敏電阻器的選用當使用繞線型異

35、步電動機拖動關(guān)閉閘門啟動的離心式通風機或離心式水泵時，屬于輕載啟動。拖動開啟閘門啟動的軸流式通風機時，一般屬于重載啟動。通風機為偶而啟動的機械，通常啟動后應(yīng)用接觸器或斷路器將頻敏電阻器短接。目前生產(chǎn)的偶而啟動頻敏電阻器有BPI-2、BPl-3和BP2-7等系列產(chǎn)品。可根據(jù)負載性質(zhì)、電機容量及轉(zhuǎn)子額定電流進行選取。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)（四）頻敏電阻器的調(diào)整頻敏電阻器的鐵蒼與軛鐵間設(shè)有氣隙，在繞組上留有幾組抽頭。當改變繞組匝數(shù)或氣隙時，可以調(diào)整電動機的機械特性相啟動電流變化曲線，如圖2-9所示。具體調(diào)節(jié)方法如下： 啟動電流過大及啟動過快時，相應(yīng)增加匝數(shù)；反之，相應(yīng)減少匝數(shù)

36、。 剛開始啟動時，啟動轉(zhuǎn)矩過大。而啟動終了時穩(wěn)定轉(zhuǎn)速低于要求值，致使短接頻敏電阻器時產(chǎn)生較大沖擊電流，此時可增大氣隙。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)（五）轉(zhuǎn)子回路串頻敏變阻器的啟動器轉(zhuǎn)子回路串頻敏變阻器的啟動控制電路如圖2-10所示。該電路是GTT6121型啟動器，用于低壓繞線式電動機的不可逆控制。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)啟動前，首先閉合自動開關(guān)Q，主電路有電。閉合開關(guān)SA，控制回路有電，綠色指示燈HG亮。啟動時，按下啟動按鈕1SB，接觸器1KM有電吸合，其主觸頭閉合，電動機轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器RF啟動，常開觸點1

37、KM1自保；常開觸點1KM2閉合，紅色指示燈HR亮，表示電動機正在啟動。接觸器1KM的觸點1KM3閉合，時間繼電器KT有電，其常開觸點經(jīng)延時后閉合，接通中間繼電器K，通過其常開觸點K使接觸器2KM通電吸合，2KM的主觸頭閉合短接轉(zhuǎn)子繞組，切除頻敏變阻器。同時輔助觸點2KM1打開，綠色指示燈HG滅，表示電動機降壓啟動結(jié)束進入全壓運行狀態(tài)。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)停車時，按下停止按鈕2SB，接觸器1KM失電，主觸頭打開，電動機停轉(zhuǎn)。同時其他接觸器、繼電器及其觸點恢復(fù)原態(tài)，為下次啟動作準備。主電路中的電流互感器二次側(cè)裝有指示電流表和用于電動機過載保護的熱繼電器。 需要指出的是，

38、由于電動機啟動電流較大，頻敏交阻器容易發(fā)熱，所以轉(zhuǎn)子回路串頻敏變阻器啟動方法，只能用于電動機的偶爾啟動。用于6 kV、1000 kW以下的大功率電動機，可采用KRG-6B型高壓綜合啟動裝置。其電氣原理如圖2-11所示。這種啟動器適用于水泵、空壓機等設(shè)備的輕載啟動，在頻敏變阻器完全冷卻的情況下，可連續(xù)啟動二次或三次，否則頻敏變阻器會因過熱而不能正常工作。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)啟動裝置的主電路包括高壓隔離開關(guān)QS和具有脫扣裝置的高壓油斷路器QF;電流互感器ITA二次以不完全星形方式接三相電流繼電器，1KA間接控制頻敏變阻器的切除

39、；電流互感器2TA二次以兩相差接方式接過流繼電器，用于對電動機進行過流保護；電壓互感器TV二次作為控制回路電源，并接的電壓表PV用于顯示主電路工作電壓。啟動前，首先閉合高壓隔離開關(guān)QS和轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，控制回路有電，綠色指示燈HG亮。同時保護電路中的脫扣線圈KV有電吸合，允許合閘啟動電動機。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)啟動時，手動操作油開關(guān)QF，其主觸頭先于輔助觸點QF1QF4動作，電動機轉(zhuǎn)子回路串頻敏變阻器啟劫。較大的啟動電流使主回路的三相電流繼電器1KA吸合，其常閉觸點1KA打開，切斷接觸器KM電路，保證啟動過程中頻敏變阻器不被切除。待油開關(guān)操作手柄完全合上時，其輔助觸點才

40、動作：QF1打開，綠燈HG滅，表示電動機正在啟動；QF2閉合，為紅燈HR亮作準備；QF3閉合，短接KM常閉觸點，保證脫扣線圈在啟動瞬間的電流通路；QF4閉合，為接觸器KM通電作準備。隨著電動機轉(zhuǎn)速升高，主電路電流下降到某一數(shù)值（一般為1.2倍的額定電流）時，三相電流繼電器1KA釋放，其常閉觸點閉合，使接觸器KM有電吸舍，主觸頭KM閉合短接電動機轉(zhuǎn)子繞組，切除頻敏變阻器。同時常開觸點KM1閉合，紅色指示燈HR亮，表示電動機降壓啟動結(jié)束。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)在啟動過程中，如果接觸器KM發(fā)生故障，經(jīng)1 min后紅色指示燈仍不亮，說明頻敏變阻器未被短接，這時必須按下停止按鈕S

41、B，切斷脫扣線圈電路，使油開關(guān)跳閘，以避免頻敏變阻器長時間接在電路中而被燒壞。當電動機發(fā)生過載或短路故障時，具有反時限保護的電流繼電器2KA動作，其常閉觸點2KA打開，脫扣線圈失電，油開關(guān)跳閘，起到保護作用。當主電路電壓低于某一數(shù)值（欠壓）時，脫扣線圈因吸力不足而釋放，油開關(guān)跳閘或不能被送電。另外，該電路還設(shè)有限位開關(guān)SQ，其觸點串接在脫扣線圈回路中，當啟動器箱蓋打開時，觸點斷開，油開關(guān)不能送電合閘，從而起到安全閉鎖作用。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)保護電路中并聯(lián)觸點QF3和KM2的作用是：在電動機啟動前，先由常閉觸點KM2為脫扣線圈提供通路，若電網(wǎng)電壓正常，脫扣線圈吸合，允

42、許油開關(guān)QF送電，否則油開關(guān)不能合閘送電；另外，當接觸器觸頭KM因故沒有斷開，與其同軸的觸點KM2就不能閉合，脫扣線圈因送不上電而不能使油開關(guān)合閘送電，防止電動機不串頻敏變阻器而直接啟動。因而必須首先排除接觸器KM故障，才能使電動機正常啟動。停車時，可操作油開關(guān)手柄直接切斷電動機電源，或按動停止按鈕SB，通過脫扣線圈使油開關(guān)跳閘，電動機停轉(zhuǎn)。第四節(jié) 通風機常用電氣控制設(shè)備的選型與技術(shù)參數(shù)五、通風機的軟啟動電控設(shè)備 通風機使用軟啟動設(shè)備進行啟動控制可以消除設(shè)備在啟動和停車過程中對系統(tǒng)的機械沖擊，降低機械沖擊危害，消除設(shè)備在啟動過程中對電網(wǎng)的沖擊，降低啟動電流，降低因啟動電流過大而造成的電網(wǎng)壓降。

43、第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)一、礦井主通風設(shè)備電控系統(tǒng)的基本要求 通風機房必須設(shè)在地面，并裝設(shè)兩臺同等能力的通風機（包括電動機），一臺運行，一臺備用。 通風機控制設(shè)備和輔助設(shè)備必須采用與主要設(shè)備同等可靠的備用電源。 控制系統(tǒng)必須保證工作風機在發(fā)生故障時能自動停車,并能在規(guī)定時間(10 min)內(nèi)自動啟動劊用通風機和開、閉相應(yīng)的風門。 電氣控制系統(tǒng)應(yīng)能保證反風設(shè)施在規(guī)定時間(10 min)內(nèi)改變巷道中風流的方向。 自動控制系統(tǒng)應(yīng)能對通風機必須裝設(shè)的水柱計、電流表、電壓表、功率表、軸承、溫度計等儀表進行監(jiān)視和報警，并能監(jiān)控通風機和電動機的軸承潤滑系統(tǒng)，保證通風設(shè)備的正常運行。 對短路及電動機過負

44、荷、誤啟動、電網(wǎng)電壓的較大波動等故障能進行自動保護，并有通風機運行、停車、故障等指示信號。 采用同步電動機拖動時，應(yīng)有失步保護和勵磁線路開路保護。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 二、同步電動機的啟動過程 運行中的同步電動機是在氣隙合成磁場和轉(zhuǎn)子磁場的作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。但是同步電動機在合閘瞬時，轉(zhuǎn)子為靜止狀態(tài)，氣隙磁場以同步轉(zhuǎn)速n0相對轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的慣性作用，而不能跟隨氣隙磁場轉(zhuǎn)動，所以同步電動機不能自行啟動。 同步電動機常采用異步啟動法，即先使轉(zhuǎn)子像異步電動機一樣旋轉(zhuǎn)起來，當轉(zhuǎn)子速度接近同步轉(zhuǎn)速時，再投人勵磁電流，建立轉(zhuǎn)子磁場，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩將轉(zhuǎn)子牽入同步轉(zhuǎn)速。

45、為此，要在同步電動機轉(zhuǎn)子上嵌裝閉合的籠型繞組，其結(jié)構(gòu)及作用與異步電動機類似?；\型繞組 除用于啟動外，在電動機正常運行過程中，當轉(zhuǎn)子偏離同步轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子籠條將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩阻止速度變化，故稱阻尼繞組。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 同步電動機的啟動電路如圖212所示。圖中的降壓啟動設(shè)備是為降低異步啟動時過大的啟動電流而設(shè)置，與異步電動機降壓啟動相同，可以是電抗器或自耦變壓器。在電網(wǎng)容量允許的條件下，應(yīng)優(yōu)先選用全壓啟動。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 同步電動機在異步啟動過程中，為防止勵磁繞組感應(yīng)出較高的電勢和產(chǎn)生單軸效應(yīng)，要在勵磁繞組中接入附加電阻Rd，由于勵磁繞組匝數(shù)較多，在電動機啟動時，氣隙旋

46、轉(zhuǎn)磁場以很高的速度切割轉(zhuǎn)子勵磁繞組導(dǎo)體，而在勵磁繞組中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動勢。若勵磁繞組開路，較高的感應(yīng)電勢可能擊穿繞組絕緣；如果將勵磁繞組短路，在氣隙旋轉(zhuǎn)磁場作用下，將會在勵磁繞組中感應(yīng)流過單相脈動電流，如同異步繞線式電動機一相斷線，轉(zhuǎn)子將會在半同步轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行而不再升速，形成所謂的單軸效應(yīng)。因此，在勵磁繞組通入電流后，不能被牽入同步。所以，勵磁繞組在異步啟動時，必須接入適當?shù)母郊与娮鑂d，以避免較高的感應(yīng)電勢和消除單軸效應(yīng)。理論和實踐證明，Rd的阻值一般取勵磁繞組電阻的610倍時效果較好。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 同步電動機啟動時，先將開關(guān)S打至位置“2”，附加電阻Rd,接入勵磁繞組

47、；接入降壓啟動設(shè)備，閉合電源開關(guān)QF，電動機開始異步啟動；電動機啟動后經(jīng)過一定時間，切除降壓裝置，電動機全壓異步運行；當轉(zhuǎn)子速度達到亞同步轉(zhuǎn)速時，將開關(guān)s打至位置“1”，斷開附加電阻Rd，并通入勵磁電流，即投入勵磁將電動機牽人同步運行。 同步電動機采用降壓異步啟動時，降壓設(shè)備的控制與鼠籠型異步電動機控制方法相同。同步電動機的勵磁電源可采用勵磁直流發(fā)電機，或采用晶閘管整流裝置。 三、同步電動機的晶閘管勵磁裝置 (一)同步電動機的勵磁裝置 同步電動機的控制系統(tǒng)主要是勵磁裝置的工作原理及控制，把勵磁控制好，同步電動機的控制系統(tǒng)也就掌握了。 同步電動機勵磁電源有勵磁發(fā)電機組和晶閘管勵磁裝置供電兩種。前

48、者多用于老、舊設(shè)備上，近年來，新投運的同步電動機勵磁裝置幾乎全采用晶閘管勵磁裝置。晶閘管裝置與發(fā)電機組相比，不但無噪聲，無磨損、設(shè)備少，而且系統(tǒng)的可靠性、投勵成功率、裝置效率都大大提高。 根據(jù)勵磁電源主回路接線的不同，晶閘管整流裝置分為三相半控橋和三相全控橋兩種接線方式。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 三相半控橋接線如圖213所示。線路較簡單，使用晶閘管較少，且同步電動機異步啟動時轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓負半周經(jīng)續(xù)流二極管釋放而自動滅磁。在電動機啟動過程中，由于轉(zhuǎn)子勵磁繞組感應(yīng)電壓的負半周被續(xù)流二極管VD短接產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使同步電動機的啟動轉(zhuǎn)矩降低，故當負載較重或電網(wǎng)電壓較低時，可能會使啟動失敗。另外，由

49、于感應(yīng)電流兩半周不對稱，會使電動機在牽入同步時的振蕩加劇，因此這種接線方式多用于輕載啟動的設(shè)備（如軸流式通風機）等。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)三相全控橋線路如圖214所示。這種接線方式可使轉(zhuǎn)子勵磁繞組感應(yīng)電壓的兩半波完全對稱，因此可保持同步電動機原有的啟動特性。但其使用晶閘管較多，線路比半控橋復(fù)雜。由于二極管VD與放電電阻Rd串聯(lián)后與轉(zhuǎn)子勵磁繞組并聯(lián)，故在停車時勵磁繞組將不會通過阻抗較大的Rd放電，而是通過阻抗較小的整流橋放電，形成續(xù)流或使逆變顛覆。當元件電流裕量不夠大時，可能會燒毀整流橋。所以，選用這種接線方式時，必須設(shè)置逆變環(huán)節(jié)或選用容量較大的晶閘管元件。

50、由于這種接線啟動性能好，故多用于重載設(shè)備(如軸流式通風機)等。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)1晶閘管勵磁裝置的主要特點本裝置與同步電動機定子回路沒有直接的電氣聯(lián)系，因此同步電動機可根據(jù)電網(wǎng)情況選用不同等級的高壓，且全壓啟動或降壓啟動不受限制。勵磁黽源與定子回路來自同一交流電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子勵磁回路采用三相全控整流橋連接勵磁線路，可保證同步電動機的固有啟動特性。全壓啟動的同步電動機當轉(zhuǎn)子速度達到亞同步速度時，投勵插件自動發(fā)出脈沖，使移相給定電路工作，從而投入勵磁，牽入同步運行。采用降壓啟動的電動機當轉(zhuǎn)子速度達同步轉(zhuǎn)速的90%左右時，由全壓插件自動切除降壓電抗器，并在同步電動機加速至亞同步轉(zhuǎn)速時自動投入勵

51、磁，牽入同步運行。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)當交流電網(wǎng)電壓波動時，電壓負反饋電路使同步電動機勵磁電流保持基本恒定，當電網(wǎng)電壓下降至80%85%額定值時實現(xiàn)強行勵磁，強勵時間不超過10 s。同步電動機啟動與停機時，能自動滅磁。在啟動和失步過程中具有失磁保護，避免同步電動機和勵磁裝置受過電壓而擊穿?？梢允謩诱{(diào)節(jié)勵磁電流、電壓和功率因數(shù)，整流電壓從額定值的10%125%連續(xù)可調(diào)。放電電阻Ra的阻值（見圖2-15）應(yīng)為同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組直流電阻的610倍，其長期允許電流為同步電動機額定勵磁電流的110。同步電動機正常停車時，5s內(nèi)不得斷開整流橋的交流電源及觸發(fā)裝置的同步電源，以保證轉(zhuǎn)子勵磁繞組

52、在整流橋逆變工作狀態(tài)放電。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 2晶閘管勵磁裝置的組成第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 當同步電動機啟動時，滅磁環(huán)節(jié)工作，此時轉(zhuǎn)子勵磁繞組回路接入放電電阻，使轉(zhuǎn)子感應(yīng)交變電流全波都通過放電電阻，從而保證電動機能正常啟動。 三相全控整流橋晶閘管在電動機啟動時由于無觸發(fā)脈沖，所以都處于阻斷狀態(tài)。當電動機啟動加速到亞同步轉(zhuǎn)速時，投勵環(huán)節(jié)自動發(fā)出棼勵脈沖，使移相給定電壓加到脈沖環(huán)節(jié)，而脈沖環(huán)節(jié)發(fā)出觸發(fā)脈沖使整流裝置工作，同步電動機投勵，并牽入同步運行。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 電壓負反饋環(huán)節(jié)，將電源側(cè)引入的電壓信號反極性與給定信號綜合，保證當電源電壓降低時，整流輸出的勵磁

53、電壓不變，以實現(xiàn)對電動機的恒定勵磁。逆變環(huán)節(jié)，當電動機停車時給脈沖環(huán)節(jié)加入一個控制信號，使主回路晶閘管很快從整流狀態(tài)轉(zhuǎn)入逆變狀態(tài)，以保證電動機轉(zhuǎn)子的順利死磁，保護整流橋晶閘管。投全壓環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)與投勵環(huán)節(jié)完全相同，并取自同一轉(zhuǎn)子的信號電壓。在電動機降壓啟動時，它發(fā)出的脈沖通過小晶閘管控制電動機定子側(cè)的全壓開關(guān)，使其按整定的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率準確動作。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)3晶閘管勵磁裝置的工作原理 (1)主回路 交流供電及整流環(huán)節(jié) 同步電動機定子經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)投入6 kV高壓交流電源，其轉(zhuǎn)子勵磁繞組由380V三相交流電源經(jīng)整流變壓器T1和三相全控整流橋供給直流電源。 在同步電動機啟動時，其

54、轉(zhuǎn)子勵磁繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)交變電流兩半波都通過放電電阻，不會因短路而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，因而同步電動機在啟動過程中有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩牽入同步，可以保持同步電動機的固有啟動特性。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 當三相全控整流橋的晶閘管VT1VT6開始工作時，可通過改變它們的控制來控制直流勵磁電壓值。電壓值隨控制角“增大而變小，而電壓波形的脈動卻隨之加快。當控制角大于60時，整流電壓波形脈動更大，但通過同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組電感放電，使整流電壓正、負兩半波形不對稱，即負半周小于正半周，故整流電壓的平均值仍為正值。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 當整流電壓脈動時，由于同步電動機轉(zhuǎn)子繞組是一個大電感帶電阻的負載

55、，轉(zhuǎn)子勵磁繞組通過三相全控橋晶閘管VT1VT6中導(dǎo)通的兩只晶閘管元件和整流變壓器T1二次側(cè)繞組放電，產(chǎn)生連續(xù)的勵磁電流，使得晶閘管VT1VT6在較大的控制角時仍可導(dǎo)通120。附加插件I能在同步電動機正常停車或故障跳閘時提供附加控制信號，使三相全控橋晶閘管VT1VT6的控制角變?yōu)?20左右。晶閘管工作在逆變狀態(tài)下，不致因同步電動機停車時轉(zhuǎn)子電感放電造成續(xù)流或逆變顛覆而使元件燒壞。晶閘管整流橋工作在逆變狀態(tài)下的波形如圖2-17所示。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 直流電壓表V與放電電阻Rd1、Rd2串聯(lián)接在三相全控橋晶閘管的輸出端，用于顯示輸出的整流電壓值。由于電壓表

56、為高內(nèi)阻，放電電阻值所引起的誤差可忽略不計，但它卻對晶閘管VT7、VT8和整流管VD1起到監(jiān)視作用。在同步電動機正常啟動時，轉(zhuǎn)子感應(yīng)的交變電壓正、負半周分別使VT7、VT8和VD1導(dǎo)通，電壓表V被短接而無指示，否則，說明晶閘管VT7、VT8或整流管VD1損壞。 直流電流表A串接在勵磁回路靠近同步電動機轉(zhuǎn)子負載側(cè)，用來測量勵磁電流值。在同步電動機啟動過程中（投勵前），全控橋不工作，電流表在轉(zhuǎn)子感應(yīng)出的交變電流作用下揩示為零，只有在投勵后電流表才指示勵磁電流值。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)過電壓與過電流保護環(huán)節(jié)過電壓保護環(huán)節(jié)： a開路過電壓的消除。同步電動機在異步運行時，轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)過電壓由滅

57、磁環(huán)節(jié)的晶閘管VT7、VT8導(dǎo)通，接入放電電阻Rd1、Rd2來消除。 b操作過電壓的抑制。自動空氣開關(guān)QA在閉合或打開時所引起的操作過電壓，由整流變壓器T，二次側(cè)的三角形阻容吸收裝置RaCa、RbCb、RcCc。來保護。 c換向過電壓的抑制。三相全控橋的晶閘管VT1VT6換流截止和快速熔斷器FU1FU6熔斷時，在VT1VT6陽極和陰極間換向時產(chǎn)生的過電壓由換向阻容R11C11R61C61，吸收，削弱電壓上升率。 d均壓保護。為使三相全控橋的晶閘管VT1VT6中同相兩橋臂上的晶閘管（如VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2）合理分擔同步電動機啟動時的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓，加裝Rl2R62為均壓電

58、阻。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)過電流保護環(huán)節(jié)： a直流側(cè)短路保護。當直流側(cè)或晶閘管元件本身短路時，裝于整流變壓器T1二次側(cè)的快速熔斷器FU1FU6熔斷，并使微動開關(guān)SS1SS6的動觸點閉合，中間繼電器4KA帶電動作，使同步電動機定子回路的油斷路器跳閘，切斷勵磁并報警。 b過載保護。在變壓器T1一次側(cè)安裝在自動空氣開關(guān)QA上的熱繼電器FR，作為風機和同步電源變壓器的過載保護，其動作值應(yīng)漓足強勵10 s不動作。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) (2)控制回路 滅磁插件 滅磁插件由晶閘管VT7、VT8及放電電阻Rd1、Rd2等所組成，在同步電動機啟動時實現(xiàn)過電壓保護。如圖218(a)虛線所示，同步

59、電動機異步啟動至投勵磁前的一段時間內(nèi)，三相全控橋晶閘管VT1VT6因無觸發(fā)脈沖而處于截止狀態(tài)。當轉(zhuǎn)子勵磁繞組感應(yīng)電壓在G1處為正、G2處為負，且電壓未達到晶閘管VT7、VT8所整定的導(dǎo)通電壓時，感應(yīng)電流回路為電阻Rd1、R1、R3，電位器RP1和電阻R2、R4，電位器RP2及電阻Rd2其總阻值為轉(zhuǎn)子繞組直流電阻的數(shù)千倍，故相當于勵磁繞組開路啟動，感應(yīng)電壓急劇上升，如圖218(a)虛線所示。當感應(yīng)電壓瞬時值上升至晶閘管VT7、VT8的整定導(dǎo)通電壓時，晶閘管VT7、VT8導(dǎo)通，感應(yīng)電壓峰值大大下降，如圖218(a)實線所示。直到此半波電壓結(jié)束時，晶閘管VT7、VT8因陽極電壓過零而自行關(guān)斷。通過調(diào)

60、整電位器RP1和RP2的阻值，可使晶閘管VT7、VT8在不同的感應(yīng)電壓下導(dǎo)通。根據(jù)整定裝置額定電壓的不同，調(diào)整VT7、VT8的導(dǎo)通電壓。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng)當轉(zhuǎn)子勵磁繞組感應(yīng)電壓在G1處為負、G2處為正時，硅整流管VD1導(dǎo)通，放電電阻Rd1和Rd2接入勵磁回路中，從而使轉(zhuǎn)子感應(yīng)電。壓、電流兩半波完全對稱，保持同步電動機固有的啟動特性，如圖218(b)所示。第五節(jié)礦井通風機的電氣控制系統(tǒng) 按鈕SB用來檢測滅磁環(huán)節(jié)的工作情況。按下按鈕sB，使電阻R1、R2串聯(lián)后與R5并聯(lián)，R2、R4串聯(lián)后與R6并聯(lián)。因R5、R6阻值相對較小，從而增加電位器RP1、RP2的壓降。檢測時，要先把整流電壓調(diào)小