提升機(jī)的電力拖動與控制

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

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)，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，勵磁電流單獨提供，與電樞電流無關(guān)?？刂品奖?，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)速過程不夠理想；調(diào)速利用了附加電阻，增加了附加電能損失。缺點

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

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)。

礦井地地面提提升直直流電電動機(jī)機(jī)常采采用ZD、、ZJD系系列。。按電電樞直直徑尺尺寸的的大小小，劃劃分為為大型型和中中型。。大型：：直徑超超過ΦΦ1000mm的的為大大型，，中型：：直徑在在Φ423mm～ΦΦ1000mm的為為中型型，直流電電動機(jī)機(jī)的直直流電電源如如采用用直流流機(jī)組組電源源電，直流發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)常選選用ZF、、ZJF系系列。直流發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)電壓壓一般般應(yīng)比比電動動機(jī)電電壓稍稍高一一些，，以補補償電電樞電電路內(nèi)內(nèi)的壓壓降。。拖動動直流流發(fā)電電機(jī)的的交流流同步步電動動機(jī)，，常用用TD系列列。對對于可可控硅硅供電電的直直流電電動機(jī)機(jī)，則則采用用專用用電動動機(jī)。。發(fā)電機(jī)-電動機(jī)系統(tǒng)（F-D)直流他勵電動機(jī)拖動裝置晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng)（SCR-D)若采用用F一一D系系統(tǒng)統(tǒng)時，，還需需增設(shè)設(shè)兩個個略大大于主主電機(jī)機(jī)容量量相同同的大大型電電動機(jī)機(jī)，即即直流流發(fā)電電機(jī)和和拖動動它的的交流流同步步電動動機(jī)三、交交流同同步電電動機(jī)機(jī)拖動動交流同同步電電動機(jī)機(jī)與直直流他他勵電電動機(jī)機(jī)相比比，具具有制制造簡簡單、、造價價低、、電動動機(jī)效效率高高、維維修簡簡單、、噪聲聲小等等特點點。交交流同同步電電機(jī)采采用用晶閘閘管交交一叉叉變頻頻供電電，由計算機(jī)控制制，可實現(xiàn)主主井箕斗提升升自動化和副副井罐籠提升升半自動化。第二節(jié)提升升機(jī)的電氣制制動系統(tǒng)一、電氣制動動系統(tǒng)的類型型和特點電動動機(jī)可以把電電能轉(zhuǎn)化為動動能，即輸入入為電能，輸輸出為動能。。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)（1）發(fā)電制制動：電動機(jī)運行時時由于受外力力驅(qū)動，當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過某一一臨界轉(zhuǎn)速時時，輸出由正正轉(zhuǎn)矩變?yōu)樨?fù)負(fù)轉(zhuǎn)矩，電動動機(jī)變?yōu)榘l(fā)電電機(jī)運行，發(fā)發(fā)出的電能送送回電網(wǎng)，電電動機(jī)運轉(zhuǎn)起起到制動作用用。（2）動力制制動：又稱為能耗制制動。把電動動機(jī)定子繞組組輸入給直流流電流，則定定子建立靜止止磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時時，轉(zhuǎn)子繞組組同靜止磁場場產(chǎn)生相對運運動，轉(zhuǎn)子繞繞組便產(chǎn)生電電勢，通過外外回路電阻產(chǎn)產(chǎn)生的電流又又建立了動磁磁場，轉(zhuǎn)子動動磁場同靜磁磁場相互作用用產(chǎn)的制動（3）反接制動動：為了使電動機(jī)機(jī)快速停車或或逆轉(zhuǎn)，將電電動機(jī)電源從從電網(wǎng)上拉下下來，再接入入同原運轉(zhuǎn)方方向相反的電電原，使電動動機(jī)產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩稱為反接接制動。反接接制動力矩較較大且制動快快，但所產(chǎn)產(chǎn)生的電流沖沖擊和力矩沖沖擊也很大，，在提升機(jī)上上應(yīng)用較少。（4）變頻和和低頻發(fā)電制制動：采用變頻和低低頻發(fā)電電源源的拖動系統(tǒng)統(tǒng)，可以以發(fā)發(fā)電制動的方方式實現(xiàn)電氣氣制動二、動力制動動裝置1.動力制動動裝置的類型型常用的動動力制動裝置置由KZG─2型單相晶閘管動力制動柜KZG─3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)他激磁電流控制。2.晶閘管動動力制動系統(tǒng)統(tǒng)的特點（1）系統(tǒng)有有良好的靜態(tài)態(tài)特性，可以以縮短爬行時時間，增加提升能力力。（2）效率高高，節(jié)約電能能，占地小。。（3））無無旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)部部分分，，無無振振動動，，無無噪噪聲聲。。（4））故故障障率率低低，，維維修修能能量量小小。。三、、微微機(jī)機(jī)拖拖動動裝裝置置主井提提升升容容器器采采用用能能自自動動裝裝卸卸載載的的箕箕斗斗，，當(dāng)當(dāng)箕箕斗斗接接近近終終點點時時需需要要自自動動減減速速，，并并能能穩(wěn)穩(wěn)定定地地進(jìn)進(jìn)入入曲曲軌軌完完成成自自動動卸卸載載的的低低速速爬爬行行程程序序。。在在直直流流拖拖動動系系統(tǒng)統(tǒng)中中，，由由于于他他激激直直流流電電動動機(jī)機(jī)的的良良好好特特性性，，只只要要降降低低電電樞樞兩兩端端電電壓壓，，便便可可獲獲得得穩(wěn)穩(wěn)定定的的低低轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速運運行行，，所所以以不不需需要要微微機(jī)機(jī)拖拖動動裝裝置置，，而而在在交交流流拖拖動動系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的主主井井提提升升中中則則應(yīng)應(yīng)有有微微機(jī)機(jī)拖拖動動裝裝置置。。常常用用到到的的微微機(jī)機(jī)拖拖動動裝裝置置是是用用一一臺臺小小于于主主電電動動機(jī)機(jī)十十幾幾倍倍的的低低壓壓電電動動機(jī)機(jī)和和減減速速機(jī)機(jī)，，通通過過氣氣囊囊離離合合器器與與主主電電動動機(jī)機(jī)軸軸結(jié)結(jié)合合后后，，帶帶動動提提升升機(jī)機(jī)低低速速運運行行。。氣氣囊囊離離合合器器是是需需要要壓壓縮縮空空氣氣來來操操作作離離合合的的。。四、低頻制制動低頻拖動不不需要增加加機(jī)械設(shè)備備，利用低低頻3～～5Hz交交流電源源直接送送入主電動動機(jī)，使其其低速運行行。低頻頻電源：（1））低頻頻發(fā)電電機(jī)組組。由由一臺臺交流流電動動機(jī)帶帶動低低頻發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)。（2））晶閘閘管交交直交交變頻頻裝置置。這這是一一種利利用硅硅整流流器將將低頻交流流電源源變?yōu)闉橹绷髁麟娫丛矗僭儆镁Ьчl管管將直直流電電源變變成需需要的的低頻頻交交流電電源的的變頻頻裝置置。（3））晶閘閘管交交─交交變頻頻裝置置。它它是用用晶閘閘管元元件構(gòu)構(gòu)成的的、將將交流流工頻頻電源源直接接變成成低頻頻電源源供提提升主主電動動機(jī)使使用的的變頻頻裝裝置。?！菊n課堂小小結(jié)】】分鐘鐘）（（3一一、、應(yīng)應(yīng)知點點：電電氣制制動系系統(tǒng)的的類型型和特特點二二、應(yīng)應(yīng)會點點：提提升機(jī)機(jī)電力力拖動動【【作業(yè)業(yè)】】分分鐘））（21.提升升機(jī)電電力拖拖動系系統(tǒng)的的類型型及工工作原原理《《提升升機(jī)的的電力力拖動動與控控制》》第三節(jié)節(jié)提提升機(jī)機(jī)的拖拖動控控制系系統(tǒng)一、電電氣控控制系系統(tǒng)的的組成成我我國常常用的的交流流拖動動電氣氣控制制系統(tǒng)統(tǒng)：與與KJ型型提升升機(jī)配配套的的KKX型型電氣氣控制制系統(tǒng)統(tǒng)；與與JK型型提提升機(jī)機(jī)配配套用用地TKD──A型型電電氣控控制系系統(tǒng)。。滾筒筒直徑徑為1.6m以以下的的提提升機(jī)機(jī)，多多采用用KGJ1鼓鼓型型控制制器線線路和和磁力力站加加速接接觸器器控制制線線路。。多繩繩摩擦擦式提提升機(jī)機(jī)的電電氣控控制系系統(tǒng)有有JKMK/J或或JKMK/J──A型型控控制系系統(tǒng)等等。提升機(jī)電電氣控制制系統(tǒng)的的組成及及作用：。（1）主電動機(jī)機(jī)：提升機(jī)的的原始動動力。（2）高壓開關(guān)關(guān)：雙電源進(jìn)進(jìn)線，能能實現(xiàn)過過電流和欠電壓壓跳閘保保護(hù)。（3）高壓換向向器：用做主電電動機(jī)的的通電、、斷電和和換向。（4）動力制動動接觸器器或低頻頻電源接接觸器：做為投入動力力制動電電源或低低頻制動動電源只只用。（5）磁力站：對交流繞繞線式一一步電動動機(jī)的啟啟動、制制動、停車、、換向進(jìn)進(jìn)行控制制，并具具有提升升機(jī)必要要地電氣氣保護(hù)和和連鎖裝裝置（6）電氣氣制動電電源裝置置。包括括：①①單相或或三相晶晶閘管電電源柜。。②低頻發(fā)發(fā)電機(jī)組組或晶閘閘管低頻頻電源柜柜。（7）操作臺：以主令控控制器為為主，對對提升電電動機(jī)的的啟動、、加速、減減速、停停車、換換向進(jìn)行行控制。。①微機(jī)拖拖動裝置置。在主主電動機(jī)機(jī)減速終終了、提升升機(jī)進(jìn)入入爬行階階段時時投入微微拖動，以以便在停停車前獲獲得一段段為擬定的低低速爬行行階段段，實現(xiàn)現(xiàn)準(zhǔn)確地地安全停車。。②測速發(fā)發(fā)電機(jī)。。顯示提提升機(jī)速速度的大大小，配合實實現(xiàn)超速速、限速速保護(hù)。。③深度指指示器。。顯示提提升容器器實際位位置，包括速度度給定（（限速凸凸輪圓盤盤壓碰自自整角機(jī)發(fā)出出給定信信號）、、精針針指示（（刷子開關(guān)動動作，接接通電路路，投入入精針指指示提升容器的的準(zhǔn)確位位置）、、自動動調(diào)零零（偏差差信號控制制調(diào)零電電動機(jī)））、安安全保護(hù)護(hù)（過電流，欠欠電壓，，超速速、限速速保護(hù)））等。④自自整整角角機(jī)機(jī)和和磁磁放放大大器器裝裝置置。。起起控控制和和安安全全保保護(hù)護(hù)的的作作用用。。（8））輔輔助助控控制制設(shè)設(shè)備備。。包包括括：：二、、TKD──A型型電電氣氣控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)TKD──A電電氣氣孔孔立立志志系系統(tǒng)統(tǒng)由由主主回回路路、、輔輔助助回回路路、、測測速速回回路路、、安安全全回回路路、、可可調(diào)調(diào)閘閘控控制制回回路路？控制制回回路路、、調(diào)調(diào)繩繩閉閉鎖鎖回回路路、、減減速速階階段段限限速速保保護(hù)護(hù)回回路路、、動動力力制制動動回回路路和和自自整整角角機(jī)機(jī)深深度度指指示示器器回回路路。。附附表表:TKD──A型型點點電電氣氣控控制制線線路路圖圖符符號號及及代代表表意意義義（課課本本193頁頁表表9-1））（1））作作用用。。用用于于供供給給提提升升電電動動機(jī)機(jī)電電源源，，實實現(xiàn)現(xiàn)失失壓壓、、過過電電流流保保護(hù)護(hù)，，控控制制電電動動機(jī)機(jī)的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)型型和和調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速。。（2））組成成。由由高壓壓開關(guān)關(guān)柜（（高壓壓隔離離開關(guān)關(guān)QS、、高壓壓油斷斷路開開關(guān)QF、、電流流互感感器TA、過過流脫脫扣線線圈AGQ、、電壓壓互感感器TV、失失壓脫脫扣線線圈VSQ、、緊急急停車車開關(guān)關(guān)SF、高高壓換換向器器柵門門閉鎖鎖開關(guān)關(guān)SL、加加速電電流繼繼電器器KAC、、高壓壓熔斷斷器HFU等））、高高壓換換向器器的常常開觸觸頭、、線路路接觸觸器的的常開開觸頭頭、動動力制制動接接觸器器的常常開觸觸頭頭、晶晶閘管管動力力制動動柜KZG、、提升升電動動機(jī)、、電動動機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電電阻、、加速速接觸觸器的的常開開觸頭頭（1KM～8KM）和和裝在在提升升機(jī)操操作臺臺上的的電流流表和和電壓壓表等等組成成。其其中，，高壓壓換向向器的的作用用是用用做主主電動動機(jī)機(jī)的通通電、、斷電電和換換向。。1.主回路路1、作作用：：用于于對輔輔助設(shè)設(shè)備及及控制制回路路進(jìn)行行供電電與控控制2、組組成：：輔助回回路又又雙回回路三三相電電源供供電，，線電電壓為為380V，提提升機(jī)機(jī)安裝裝在井井上，，具有有零線線，相相電壓壓為220V2.輔輔助回回路（1））作用用：通通過安安裝在在減速速器快快軸上上伸出出端的的測速速發(fā)電電機(jī)，，把把提升升機(jī)的的實際際速度度測量量出來來，以以供供給速速度比比較回回路和和一些些以速速度為為函數(shù)數(shù)的電電氣元元件。。（2）組成:①他激激直流測速發(fā)發(fā)電機(jī)BR提提升機(jī)速度度達(dá)到最大時時，輸出電壓壓為直流220V）。。②速度度表。③方向向提升繼電器器KFW、、KR，速度度給定自整角角機(jī)B2、、B6，使使提升機(jī)根據(jù)據(jù)提升方向有有選擇地工作作，并相互閉閉鎖。④減減速爬行繼電電器KSD（用于低速速爬行階段、、實現(xiàn)二次供供電）。。⑤動力制動動速度繼電器器KV1、、2和KV3，KV用于于動力制動時時，按速度度原則調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電阻，即即調(diào)節(jié)提升速速度。⑥等等速階段過速速保護(hù)繼電器器KGS2，等速階階段過速15%動作，，新開安全全回路，進(jìn)行行安全制動、、整定電壓為為220××1.15=253（V）。3.測速回路（1）作用。。①保證提升升機(jī)在正常、、安全狀態(tài)下下啟動運行。。②防止和避避免提升機(jī)發(fā)發(fā)生意外事故故。（（2）組成。。由安全接觸觸器KMA串串聯(lián)多種保護(hù)護(hù)觸電組成。。

（3）保護(hù)原理理。提升機(jī)出出現(xiàn)異常情況況→安全回路路中的保護(hù)觸觸電斷開→安安全接觸器無無電釋放，斷斷開高壓換向向器回路→高高壓換向器無無電釋放→斷斷開主回路路，主電動機(jī)機(jī)斷電→安全全閥電磁鐵回回路斷電→切切斷制動油油缸的高壓油油路→將制動動油缸與油箱箱接通→使制制動油缸內(nèi)的的油液分別別將A管和和B管流回油油箱→實現(xiàn)提提升機(jī)的二級級安全制動。。4.安全回路路K型提升機(jī)液液壓站上裝有有兩套電液調(diào)調(diào)壓裝置，其其中一套工作作，另一套備備用，用QC3轉(zhuǎn)換開開關(guān)轉(zhuǎn)換?？煽烧{(diào)閘（工作作閘）制動力力的調(diào)節(jié)分為為手動和自動動兩種方式。。6.控制回回路控制回回路由信號回回路、電動機(jī)機(jī)正反轉(zhuǎn)回路路、動力制動動接觸回路路、轉(zhuǎn)子電阻阻控制回路組組成。用以實實現(xiàn)提升機(jī)啟啟動與提升信信號閉鎖，以以及以電流為為主、時間為為輔的自啟動動過程和減速速、爬行階段段的速度控制制。5.可調(diào)閘控控制回路6.控制回路路控制回路由信信號回路、電電動機(jī)正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)回路、動力力制動接觸器器回路、轉(zhuǎn)子子電阻控制回回路組成。三、直流拖動動控制系統(tǒng)1.高壓電源源從礦井35kv變電所所引入進(jìn)線柜柜，高壓配電電分為四路：：（1）電壓互互感器柜，除除了提供系統(tǒng)統(tǒng)計量及保護(hù)護(hù)裝置外，電電摳整流器的的同步電源也也由此引出（2）低壓輔輔助電源變壓壓器供電柜，，提供磁場整整流器、380v輔助電電動機(jī)電源及及控制電源（3）整流變變壓器出線柜柜，為電摳整整流器提供交交流電源（4）補償及及諧波吸收裝裝置，為晶閘閘管裝置提供供補償及