提升机的电力拖动与控制课件

新余矿业安全培训中心黄翔新余矿业安全培训中心黄翔1提升机的电力拖动与控制http:/ 第一节 提升机电力拖动交流绕线型感应电动机拖动直流他励电动机拖动交流同步电动机拖动 第一节 提升机电力拖动交流绕线型感应电动机拖动4交流绕线型感应电动机拖动绕线式电机只是异步电机的一类。异步电机是按转子绕组形式，分为绕线式和鼠笼式。异步电机的工作原理是当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。故异步电动机又称为感应电动机。交流绕线型感应电动机拖动绕线式电机只是异步电机的一类。异步5直流他励电动机拖动直流电机分为自励和他励，他励电机是指电机的励磁线圈和电枢绕组是分开的，励磁电流单独提供，与电枢电流无关。控制方便，容易实现调速，控制器控制正反转不需要安装切换接触器 一般被广泛使用在电动叉车，电动汽车，电动观光车，电动牵引车。直流他励电动机拖动直流电机分为自励和他励，他励电机是指电机6一、交流绕线型感应电动机拖动 系统简单，设备价格较低且技术比较成熟。交流绕线型感应电动机拖动在加速阶段采用附加电阻调速，效果良好。当减速阶段形成制动时，调速性能却十分令人满意，这在副井下放货载时尤为重要。优点减速阶段，当需要较小正力减速时，由于特性曲线过软，因而调速过程不够理想；调速利用了附加电阻，增加了附加电能损失。缺点一、交流绕线型感应电动机拖动 系统简单，设备价格较低且技术比7 我国矿井地面提升机大容量交流电动机常YR系列及YRZ系列三相绕线转子异步电动机中等容量交流电动机常选用JQR系列、JR 系列三相绕线转子异步电动机。我国矿井地面提升机大容量交流中等容量8井下提升机为了防潮，常选用防潮性能较好的封闭型结构或加强绝缘的交流电动机，如JRQ系列、JRQ2系列三相绕线转子异步电动机；采区上、下山绞车及高沼气矿井，则应采用JBR系列绕线转子防爆异步电动机。井下提升机为了防潮，常选用防潮性能较好的封闭型结构或加强绝缘9二、直流他励电动机拖动 直流他励电动机拖动装置是利用改变直流电动机外供电压的方法来调速的，调速性能好，且与负荷大、小及正、负无关。二、直流他励电动机拖动 直流他励电动机拖动装置是利用10矿井地面提升直流电动机常采用ZD、ZJD系列。按电枢直径尺寸的大小，划分为大型和中型。大型：直径超过1000mm的为大型，中型：直径在423mm1000mm的为中型，直流电动机的直流电源如采用直流机组电源电，直流发电机常选用ZF、ZJF系列。直流发电机电压一般应比电动机电压稍高一些，以补偿电枢电路内的压降。拖动直流发电机的交流同步电动机，常用TD系列。对于可控硅供电的直流电动机，则采用专用电动机。矿井地面提升直流电动机常采用ZD、ZJD系列。按电枢直径尺寸11发电机发电机-电电动机系统动机系统（F-D)直流他励电动机直流他励电动机拖动装置拖动装置晶闸管晶闸管-电电动机系统动机系统（SCR-D)若采 用 F 一 D 系统时，还需增设两个略大于主电机容量相同的大型电 动机，即直流发电机和拖动它的交流同步电动机发电机-电动机系统直流他励电动机晶闸管-电动机系统若采 用 12 三、交流同步电动机拖动 交流同步电动机与直流他励电动机相比，具有制造简单、造价低、电动机效率高、维修简单、噪声小等特点。交流同步电机 采用晶闸管交一叉变频供电，由计算机控制，可实现主井箕斗提升自动化和副井罐笼提升半自动化。三、交流同步电动机拖动 交流同步电动机与直流他励电动机相比13 第二节 提升机的电气制动系统一、电气制动系统的类型和特点电动机可以把电能转化为动能，即输入为电能，输出为动能。发电制动动力制动反接制动变频低频制动电气制动系统电气制动系统 第二节 提升机的电气制动系统一、电气制动系统的类型和特点电14（1）发电制动：电动机运行时由于受外力驱动，当转速超过某一临界转速时，输出由正转矩变为负转矩，电动机变为发电机运行，发出的电能送回电网，电动机运转起到制动作用。（2）动力制动：又称为能耗制动。把电动机定子绕组输入给直流电流，则定子建立静止磁场，当转子在外力驱动下转动时，转子绕组同静止磁场产生相对运动，转子绕组便产生电势，通过外回路电阻产生的电流又建立了动磁场，转子动磁场同静磁场相互作用产的制动（3）反接制动：为了使电动机快速停车或逆转，将电动机电源从电网上拉下来，再接入同原运转方向相反的电原，使电动机产生负转矩称为反接制动。反接制动力矩较大且制动快，但所 产生的电流冲击和力矩冲击也很大，在提升机上应用较少。（4）变频和低频发电制动：采用变频和低频发电电源的拖动系统，可以以发电制动的方式实现电气制动（1）发电制动：电动机运行时由于受外力驱动，当转速超过某一临15 二、动力制动装置 1.动力制动装置的类型 常用的动力制动装置由KZG2 型单相晶闸管动力制动柜KZG3 型三相晶闸管动力制动柜动力制动电动机一直流发电组123KZG:矿用晶闸管 二、动力制动装置 1.动力制动装置的类型 常用的动力制动装161（1）KZG-3型三相晶闸管动力制动柜，其主回路为三相桥式半控整流电路，采用磁放大器综合放大信号的单闭环晶闸管动力制动2（2）KZG-2型单相晶闸管动力制动柜，其主回路为单相桥式半控整流电路，采用脚踏自整角机输出和磁放大器综合比较信号控制的单闭环晶闸管动力制动系统3（3）动力制动电动机直流发电机组，用低压感应电动机 拖动直流他激发电动机的机组，为主电动机提供制动电 流，直流输出地大小通过调节他激磁电流控制。1（1）KZG-3型三相晶闸管动力制动柜，其主回路为三相桥式17 2.晶闸管动力制动系统的特点（1）系统有良好的静态特性，可以缩短爬行时间，增加提升能力。（2）效率高，节约电能，占地小。（3）无旋转部分，无振动，无噪声。（4）故障率低，维修能量小。2.晶闸管动力制动系统的特点（1）系统有良好的静态特性，18 三、微机拖动装置主井提升容器采用能自动装卸载的箕斗，当箕斗接近终点时需要自动减速，并能稳定地进入曲轨完成自动卸载的低速爬行程序。在直流拖动系统中，由于他激直流电动机的良好特性，只要降低电枢两端电压，便可获得稳定的低转速运行，所以不需要微机拖动装置，而在交流拖动系统中的主井提升中则应有微机拖动装置。常用到的微机拖动装置是用一台小于主电动机十几倍的低压电动机和减速机，通过气囊离合器与主电动机轴结合后，带动提升机低速运行。气囊离合器是需要压缩空气来操作离合的。三、微机拖动装置主井提升容器采用能自动装卸载的箕斗，当箕19四、低频制动 低频拖动不需要增加机械设备，利用低频 35Hz 交流电源 直接送入主电动机，使其低速运行。低频电源：（1）低频发电机组。由一台交流电动机带动低频发电机。（2）晶闸管交直交变频装置。这是一种利用硅整流器将工频交流电源变为直流电源，再用晶闸管将直流电源变成需要的低 频交流电源的变频装置。（3）晶闸管交交变频装置。它是用晶闸管元件构成的、将交流工频电源直接变成低频电源供提升主电动机使用的变频 装置。【课堂小结】分钟）（3 一、应知点：电气制动系统的类型和特点二、应会点：提升机电力拖动【作 业】分钟）（21.提升机电力拖动系统的类型及工作原理提升机的电力拖动与控制 四、低频制动 低频拖动不需要增加机械设备，利用低频 35H20第三节 提升机的拖动控制系统 一、电气控制系统的组成 我国常用的交流拖动电气控制系统：与 KJ 型提升机配套的 KKX 型电气控制系统；与 JK 型提升 机配套用地 TKDA 型电气控制系统。滚筒直径为 1.6m 以下的 提升机，多采用 KGJ1 鼓型控制器线路和磁力站加速接触器控制 线路。多绳摩擦式提升机的电气控制系统有 JKMK/J 或 JKMK/J A 型控制系统等。第三节 提升机的拖动控制系统 一、电气控制系统的组成 我国常21提升机电气控制系统的组成及作用：（1）主电动机。提升机的原始动力。（2）高压开关。双电源进线，能实现过电流和欠电压跳闸保护。（3）高压换向器。用做主电动机的通电、断电和换向。（4）动力制动接触器或低频电源接触器。座位投入动力制动电源或低频制动电源只用。（5）磁力站。对交流绕线式一步电动机的启动、制动、停 车、换向进行控制，并具有提升机必要地电气保护和连锁装置。（6）电气制动电源装置。包括：单相或三相晶闸管电源柜。低频发电机组或晶闸管低频电源柜。（7）操作台。以主令控制器为主，对提升电动机的启动、加速、减速、停车、换向进行控制。提升机电气控制系统的组成及作用：（1）主电动机。提升机的原始22 （8）辅助控制设备。包括：微机拖动装置。在主电动机减速终了、提升机进入爬行阶 段时投入微拖动，以便在停车前获得一段为拟定的低速爬行阶 段，实现准确地安全停车。测速发电机。显示提升机速度的大小，配合实现超速、限速保护。深度指示器。显示提升容器实际位置，包括速度给定（限速凸轮圆盘压碰自整角机发出给定信号）、精针指示（刷子开关 动作，接通电路，投入精针指示提升容器的准确位置）、自动调 零（偏差信号控制调零电动机）、安全保护（过电流，欠电压，超速、限速保护）等。自整角机和磁放大器装置。起控制和安全保护的作用。（8）辅助控制设备。包括：微机拖动装置。在主电动23 二、TKDA 型电气控制系统 TKDA电气孔立志系统由主回路、辅助回路、测速回路、安全回路、可调闸控制回路？控制回路、调绳闭锁回路、减速阶 段限速保护回路、动力制动回路和自整角机深度指示器回路。附表:TKDA 型点电气控制线路图符号及代表意义（课本193页 表9-1）二、TKDA 型电气控制系统 TKDA电气孔24 （1）作用。用于供给提升电动机电源，实现失压、过电流保护，控制电动机的转型和调节转速。（2）组成。由高压开关柜（高压隔离开关 QS、高压油断路开关QF、电流互感器 TA、过流脱扣线圈 AGQ、电压互感器 TV、失压脱扣线圈 VSQ、紧急停车开关SF、高压换向器栅门闭锁开关SL、加速电流继电器KAC、高压熔断器HFU等）、高压换向器的常开触头、线路接触器的常开触头、动力制动接触器的常开 触头、晶闸管动力制动柜 KZG、提升电动机、电动机转子电阻、加速接触器的常开触头（1KM8KM）和装在提升机操作台上的电流表和电压表等组成。其中，高压换向器的作用是用做主电 动机的通电、断电和换向。1.主回路 （1）作用。用于供给提升电动机电源，实现失压、过251、作用：用于对辅助设备及控制回路进行供电与控制2、组成：、组成：辅助回路又双回路三相电源供电，线电压为380V，提升机安装在井上，具有零线，相电压为220V2.辅助回路1、作用：用于对辅助设备及控制回路进行供电与控制2.辅助回路26 （1）作用：通过安装在减速器快轴上伸出端的测速发电机，把提升机的实际速度测量出来，以供给速度比较回路和一些以速 度为函数的电气元件。（2）组成:他激直流测速发电机BR 提升机速度达到最大时，输出电压为直流220V）。速度表。方向提升继电器 KFW、KR，速度给定自整角机 B2、B6，使提升机根据提升方向有选择地工作，并相互闭锁。减速爬行继电器 KSD（用于低速爬行阶段、实现二次供 电）。动力制动速度继电器 KV1、2 和 KV3，KV 用于动力制动时，按速度原则调节转子电阻，即调节提升速度。等速阶段过速保护继电器 KGS2，等速阶段过速 15%动作，新开安全回路，进行安全制动、整定电压为 2201.15=253（V）。3.测速回路 （1）作用：通过安装在减速器快轴上伸出端的测速发电机，27 （1）作用。保证提升机在正常、安全状态下启动运行。防止和避免提升机发生意外事故。（2）组成。由安全接触器KMA串联多种保护触电组成。（3）保护原理。提升机出现异常情况安全回路中的保护触电断开安全 接触器无电释放，断开高压换向器回路高压换向器无电释放 断开主回路，主电动机断电安全阀电磁铁回路断电切断制动 油缸的高压油路将制动油缸与油箱接通使制动油缸内的油 液分别将 A管和B管流回油箱实现提升机的二级安全制动。4.安全回路 （1）作用。保证提升机在正常、安全状态下启动运28 K型提升机液压站上装有两套电液调压装置，其中一套工作，另一套备用，用QC3 转换开关转换。可调闸（工作闸）制动力的调节分为手动和自动两种方式。6.控制回路 控制回路由信号回路、电动机正反转回路、动力制动接触回 路、转子电阻控制回路组成。用以实现提升机启动与提升信号闭锁，以及以电流为主、时间为辅的自启动过程和减速、爬行阶段的速度控制。5.可调闸控制回路 K型提升机液压站上装有两套电液调压装置，其中一296.控制回路控制回路由信号回路、电动机正反转回路、动力制动接触器回路、转子电阻控制回路组成。6.控制回路控制回路由信号回路、电动机正反转回路、动力制动接30三、直流拖动控制系统1.高压电源从矿井35kv变电所引入进线柜，高压配电分为四路：（1）电压互感器柜，除了提供系统计量及保护装置外，电抠整流器的同步电源也由此引出（2）低压辅助电源变压器供电柜，提供磁场整流器、380v辅助电动机电源及控制电源（3）整流变压器出线柜，为电抠整流器提供交流电源（4）补偿及谐波吸收装置，为晶闸管装置提供补偿及虑波器电源。高压系统为直流48v电源，有不间断的ups供电三、直流拖动控制系统1.高压电源从矿井35kv变电所引入进线31提升机监控系统监控系统是提升机运行过程中的监视及执行系统。在正常情况下，通过它的主控元件的操作，实现对冷却通风，闭环控制、磁场电源以及交直流回路开关的启停控制，为提升机的运转准备好必要的条件。当系统发生故障故障时，又都通过它发号施令，控制相应系统的电控开关断开，从而停止提升机的运行提升机监控系统监控系统是提升机运行过程中的监视及执行系统。在32安全控制系统安全控制系统是保证提升机安全运行的主要设施。在提升机运行的设计中，必须按照煤矿安全规程的要求，设置各项保护设施安全控制系统安全控制系统是保证提升机安全运行的主要设施。在提33操作程序控制系统提升机的操作程序，就是操作提升机运行的全过程，即在各种运行方式下，提升机的启动、加速、减速、停车的过程。操作程序控制系统提升机的操作程序，就是操作提升机运行的全过程34箕斗装载程序系统箕斗装载程序系统即箕斗装煤的特定过程。只有按照程序操作，装煤任务才能完全，否则将会造成事故。箕斗装载程序系统箕斗装载程序系统即箕斗装煤的特定过程。只有按35 数控改造后系统的组成数控提升机的主控回路一般由PLC、通讯模块、输入和输出模块、数据采集模块和继电器等组成。在全数字调节系统的控制下，主回路将主电源转换为适合于主电动机运行的电源。数控改造后系统的组成数控提升机的主控回路一般由PLC、通36提升机的电力拖动与控制课件37