礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)講座

1、1第一章第一章礦井提升機(jī)概述礦井提升機(jī)概述第一節(jié)第一節(jié)提升機(jī)電力拖動(dòng)的特點(diǎn)及對拖動(dòng)控制裝置的要求提升機(jī)電力拖動(dòng)的特點(diǎn)及對拖動(dòng)控制裝置的要求礦井提升機(jī)（又稱絞車、卷揚(yáng)機(jī)）是礦井生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。提升機(jī)電控系統(tǒng)技術(shù)性能如何，將直接影響礦井生產(chǎn)的效率及安全。欲掌握提升機(jī)電控系統(tǒng)的原理，首先要了解提升機(jī)對電控系統(tǒng)的要求，以及各種電氣傳動(dòng)方案的特點(diǎn)。礦井提升機(jī)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，有正向和反向提升，又有正向和反向下放。對于不同水平的提升，在每次提升

2、循環(huán)中，容器的上升或下降的運(yùn)動(dòng)距離可能是相同的，也可能是不同的。在每一提升周期都要經(jīng)過從起動(dòng)、加速、等速、減速、爬行到停車的運(yùn)動(dòng)過程，因此提升機(jī)對電控系統(tǒng)一般有下述一些要求。1、要求滿足四象限運(yùn)行設(shè)提升機(jī)正向提升時(shí)，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作在第一象限。而在減速下放時(shí)，如果是正力減速，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)也工作在第一象限，但如果為負(fù)力減速，則拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)就工作在第二象限。同樣當(dāng)提升機(jī)反向提升時(shí)，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作在第三象限。而在減速下放時(shí)，如果是正力減速，拖動(dòng)電動(dòng)

3、機(jī)也工作在第三象限，但如果為負(fù)力減速，則拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)就工作在第四象限。因此，提升機(jī)的運(yùn)行必須能滿足四象限運(yùn)行的要求。2、必須平滑調(diào)節(jié)速度且有精度較高的調(diào)節(jié)精度提升工藝要求電控系統(tǒng)須能滿足運(yùn)送物料(達(dá)到額定速度)、運(yùn)送人員(可能要求低于額定速度)、運(yùn)送炸藥(2m／s)、檢查運(yùn)行(0.3～1.0m／s)和低速爬行(0.1～0.5m／s)等各種要求，所以要求提升機(jī)電控系統(tǒng)必須能平滑連續(xù)調(diào)節(jié)運(yùn)行速度。對于調(diào)速精度，為了在不同負(fù)載下的減速段的距離誤

4、差盡可能地小，要求提升機(jī)的靜差率ｓ越小越好(一般在高速下ｓ＜１％)。這樣可以使爬行段距離盡可能設(shè)計(jì)得小，來減少低速爬行段的時(shí)間，從而縮短提升周期，獲得較大的提升能力。3、要求設(shè)置準(zhǔn)確可靠的速度給定裝置提升工藝要求電控系統(tǒng)的加減速度平穩(wěn)。根據(jù)安全規(guī)程，對礦井提升機(jī)的加、減速度都有一定的限制。對豎井來說，提物時(shí)加減速度小于1.2ms2；提人時(shí)加減速度小于0.7ms2；對斜井，提人時(shí)加減速度小于0.5ms2。限制加速度的目的其一是為了減少人對

5、加減速度的不適反應(yīng)程度，其二是降低提升機(jī)加速時(shí)的電流沖擊，提高提升設(shè)備的使用壽命。實(shí)際上礦井提升機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)位置控制系統(tǒng)，提升容器在井筒中的什么位置該加速、3在這種方案中，繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)附加電阻，利用控制器或磁力站對附加電阻進(jìn)行不同的組合，改變其大小，達(dá)到調(diào)速目的。根據(jù)提升機(jī)調(diào)速性能的不同要求，常用電阻組合有五級、八級和十級等。級數(shù)越多，調(diào)速越平滑，但仍屬于有級調(diào)速方式。該方案在加速階段和低速運(yùn)行時(shí)，大部分能量（轉(zhuǎn)差能量）

6、以熱能的形式消耗在轉(zhuǎn)子附加電阻上，系統(tǒng)運(yùn)行效率低。在負(fù)力減速時(shí)，一般采用動(dòng)力制動(dòng)或低頻制動(dòng)，需要設(shè)置輔助電源和定子繞組的二次切換操作。由于受交流接觸器容量的限制，目前單機(jī)運(yùn)行功率不超過1000kW，雙機(jī)不超過2000kW。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是它的結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)容易、操作方便，是目前我國中小型礦井的主流提升設(shè)備。2、雙機(jī)拖動(dòng)提升系統(tǒng)雙機(jī)拖動(dòng)是將兩臺同容量或不同容量的電動(dòng)機(jī)通過一定的剛性連接方式，用兩臺電動(dòng)機(jī)共同拖動(dòng)一臺提升機(jī)。與單機(jī)拖動(dòng)相比，

7、其優(yōu)點(diǎn)是雙機(jī)拖動(dòng)可以擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)的使用容量，減小電力拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；可以根據(jù)負(fù)載情況，確定單機(jī)或雙機(jī)的投入，以提高效率，增加系統(tǒng)可靠件；通過合理調(diào)節(jié)兩機(jī)的工作狀態(tài)，可以得到比單機(jī)更加平滑的加減速調(diào)節(jié)、良好的減速和爬行運(yùn)行特性。缺點(diǎn)是控制設(shè)備多、復(fù)雜，維護(hù)量大。3、發(fā)電機(jī)－電動(dòng)機(jī)（G－M）直流拖動(dòng)可逆提升系統(tǒng)G－M（原稱F－D）直流拖動(dòng)可逆提升系統(tǒng)是指由直流發(fā)電機(jī)G為直流電動(dòng)機(jī)M提供幅值、極性可變的直流電源。直流電動(dòng)機(jī)為它勵(lì)方式，勵(lì)磁電

8、流恒定，通過改變直流發(fā)電機(jī)輸出電壓來改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流發(fā)電機(jī)由交流同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，通過改變直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流大小改變輸出電壓，直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流是通過改變電機(jī)擴(kuò)大機(jī)的勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)的。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，電動(dòng)狀態(tài)與制動(dòng)狀態(tài)的切換是快速平滑的，能較好地滿足四象限平滑調(diào)速的要求，通常采用速度閉環(huán)控制調(diào)速精度也比較高，無功沖擊小，功率因數(shù)高，而且還可向電網(wǎng)提供超前無功功率，以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。這種方案在20世紀(jì)80