矿井提升机控制系统培训资料.ppt

矿井提升机控制系统目录一、概述矿井提升机作为矿山企业的关键机电设备对矿山的高效、安全生产与经济的营运具有极其重要的作用它不仅装机容量大是矿山的主要耗电大户而且它作为一个典型的位势力矩负载要求其拖动电动机在其机械特性的四个象限内频繁周期性地进行启动、制动和反向运行。反映其运行状态的速度图和力图是根据设计的提升能力和安全规程确定的对其在运行过程中的加速度、减速度以及各运行阶段的行程和最后的停车位置都有精确的要求和严格的限制。因此提升机始终是电力拖动与控制的典型应用装置和研究对象正确处理好矿井提升机的拖动系统极其自动化问题对保证矿井的生产、安全和效益具有重要意义。矿井提升机有交流拖动和直流拖动两种早期的交流拖动采用“异步电机+转子串电阻加速+高压接触器换向+动力制动（或低频拖动）+继电器控制”方式；直流拖动在20世纪70年代以前一般采用“发电机-电动机机组+继电器控制”的方式在80年代后普遍采用“可控硅整流+电动机+模拟调节+继电器控制”的方式。进入20世纪90年代随着计算机控制技术和电力电子技术的飞速发展在提升机拖动系统中采用“电动机+可控硅整流+全数字调节+PLC控制+上位机监控”控制方式下面就具体说明这些控制方式。二、矿井提升机速度图和力图提升机分为罐笼（副井）提升和箕斗（主井）提升两种其速度图和力图有一定的差别因为箕斗提升有曲轨行程因此加速时需要有两段加速第一段加速到出曲轨再进行第二段主加速而罐笼提升没有这个问题。不论是单绳提升还是多绳提升其速度图和力图都是一样的速度图有三阶段或是多阶段比较实用的是主井采取六阶段副井采取五阶段下面给出一个六阶段的速度图和力图具体说明。矿井提升机控制系统的现状图中：1、V1为初加速终了的速度亦是箕斗出曲轨的速度Vmax最大速度V2为爬行速度。2、t1为初加速时间t2为主加速时间t3为等速段时间t4为减速段时间t5为爬行段时间t6为机械抱闸时间。3、力图实线是不带尾绳情况虚线是带尾绳情况。但这种速度图有一定的拐点会对提升机机械系统造成冲击因此速度图可做成平滑的“S”曲线如下图所示：三、交流拖动1、金属电阻调速方式这种方式也叫TKD方式在我国的矿井提升占很大的比例超过80%。它指的是在饶线异步电动机的转子回路接入金属电阻用控制器或磁力站逐步切除电阻的方法进行调速。下图给出一个TKD控制方式的。换向靠高压真空开关改变进线高压相序在减速段投入动力制动或是低频制动下图给出一个TKD控制方式的示意图。这种控制方式的优点是结构简单但缺点是显而易见的主要表现在以下几个方面。（1）调速性能差起动和减速运行特性出现阶梯式跳跃。返回（2）能耗特别大消耗在电阻上的电能特别客观。（3）速度不能平滑调节因而对机械系统的冲击非常缩短设备寿命。（4）速度不易人为控制存在着安全隐患。虽然近来对这种方式做了改进用PLC代替老式的继电器控制用可控硅代替接触器切换电阻在故障率和维护方面得到了不少改善但本质的控制方式没有发生改变所以以上所阐述的缺点还是存在的。2、异步串级调速方式在矿井提升控制系统还有少数一部分采取串级调速方式这种方式占的份额很少它的原理是在电动机转子回路内引入一个附加电势改变电势的大小即可改变转子的电流从而改变电动机的转矩和转速。这种控制方式具有效率高调速平滑爬行段不需要附加其它设备和控制性能好等优点但它功率因素低最大力矩降低约17%且线路较复杂投资高因此它的利用并不多逐渐被淘汰。四、直流拖动1、F-D机组拖动方式这种拖动方式中的电动机的电压由专用的直流发电机供给发电机由同步电动机拖动。电动机的励磁线圈由固定的直流电源供电接成他励式。发电机的励磁电压可进行调节和控制调节发电机励磁的大小就可以改变供给直流电动机的电压从而达到调速的目的。改变发电机磁场的极性就可以控制提升电动机的结构。下图即为它的结构。F-D拖动装置的优点是调速平滑和稳定且调速范围较宽。但它的缺点是设备投资多占地面积大建筑和基础费用大并且功耗较大经济效益不好。返回2、可控硅整流器-电动机拖动装置这种拖动装置利用可控硅整流器的直流电压向提升电动机供电电动机的电枢和磁场均可它来供电因为直流电压可通过控制角均匀调节电动机的转速便可以得到均匀改变而达到无级调速。电动机的换向可分为电枢换向和磁场换向两种方式前者是用两组大容量的可控硅整流器对电枢进行供电磁场用一组小容量的整流器供电；后者只用一组大容量的整流器对电枢供电磁场用两组小容量的整流器。三相整流桥