毕业设计 煤矿主井提升电控系统改造

1、毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目：平煤四矿主井提升电控系统改造 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目： 平煤四矿主井提升电控系统改造 a编制设计 b设计专题（毕业论文） 毕业设计（论文）答辩委员会记录日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 平煤四矿主井提升电控系统改造 专题（论文）题目： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 朱梦华 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答

2、辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， ， ， ， 目 录前 言6第1章 引言71.1四矿简介及概述81.2四矿的生产能力及发展前景91.3四矿企业文化建设91.4主要技术参数10第2章 矿井提升机组成发展状况112.1矿井提升机的组成122.2矿井提升机的发展状况及发展意义122.3矿井提升机的研究意义13第3章 矿井提升控制系统的组成133.1采用新型电力电子器件及设备143.2智能性全数字交流主控台153.3智能型高压换向切换柜163.4智能型可控硅调速柜163.5高压馈电开关柜163.6 低压电源柜和附件173.6.1 低压电源柜173.6.2 轴编码器17

3、3.6.3 力变送器173.6.4 位置开关17第4章 提升机电控系统组成及作用194.1安全保护回路194.2测速回路204.3控制回路204.4辅助回路20第5章 提升系统的起动和制动方式215.1主井提升系统的起动方式215.2制动方式225.2.1机械制动225.2.2电气制动225.3电动机的起动方式275.4反接制动28第6章 液压传动296.1液压传动的工作原理及组成296.1.1液压传动的工作原理296.1.2液压传动系统的组成296.2液压传动的特点296.2.1液压传动的优点296.2.2液压传动的缺点306.3液压油的主要性质30第7章 安全保护31第8章 电气设备的维护

4、和故障处理328.1电气设备的维护328.2主电动机的维护338.3高压换向柜的使用与维护368.4硅加速柜故障分析及处理37致 谢39参考文献40 引 言 本毕业设计在内容选材上，本着源于现场技术应用，又服务于现场实际应用的原则，以现场技术应用为基础，重点分析了原有提升系统的工作原理和特点，并且结合当代控制新技术和新设备对原有的提升机控制系统提出了改造方案。通过完成毕业设计提升不仅可以巩固本课程知识，了解提升机系统，还培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对煤矿的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面的学习工作奠定基础。主井提升系统是煤矿矿井下生产系

5、统和地面广场相连接的枢纽，是矿山运输的咽喉，矿井提升设备是一大型的综合机械电器设备。其成本和耗电量比较高，所以在新矿井的设计和老矿井的改建设计中，确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，综合矿井的具体条件，保证提升设备再造型和运输两个方面都是合理的，及要求矿井提升设备具有经济性。因此，矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有及其重要的地位。本次设计是关于四矿主井提升机系统的设计改造，主要介绍了提升系统的组成，动力制动、技术参数、电机的启动、制动、以及高压开关柜的选择和变压器的保护。本设计主要贯彻国家的各项方针政策，遵照有关的设计技术规定。本人通过此次设计能综合的运用所学知识，分析和解决

6、煤矿提升机方面的技术问题，巩固和扩展知识领域，培养严肃认真的科学态度以及自己的独立运用所学知识和以后要独立工作的能力，为以后的工作打下更好的基础。虽然对本次设计做准备，但由于本人实践不足水平有限，在设计中难免有错误和遗漏的地方，恳请各位老师给予批评指正。 第1章 四矿简介及概述图1-1 四矿1.1四矿简介 平煤股份四矿位于擂鼓台山下,距市中心6公里, 市北环路横穿矿区, 公路、铁路四通八达，交通便利。职工总数 6200 人, 固定资产原值1.926亿元，是平顶山天安煤业股份有限公司大型骨干矿井之一。 该矿1955年11月破土动工，1958年8月1日正式投产。六十年代初, 英雄的四矿人发扬自力更

7、生、艰苦奋斗的创业精神,建成全国4个质量标准化“样板矿”之一。党的十一届三中全会给四矿注入了生机和活力,谱写了矿区发展和建设的新篇章， 1985年12月二水平建成投产，年设计能力由60万吨增加到 120万吨。进入九十年代以来，该矿大力实施“科技兴矿”战略，企业步入了快速发展的新阶段，实际年生产能力达到180万吨以上，经济实力显著增强，矿井面貌涣发出勃勃生机。 该矿坚持走“以煤为本、多种经营、综合发展”的道路，非煤产业迅猛发展，重点项目有矸石热电厂、砌块水泥厂、磁化肥厂、标准件厂等20多个厂点，从业人员2500人，资产总额达6718万元，成为企业经济发展的主要支柱。 近年来，随着社会主义市场经济

8、的逐步建立，四矿坚持内抓管理，外拓市场，经过全矿干部职工的共同努力，在煤炭市场持续疲软、煤炭企业经济效益普遍下滑的情况下,连年超额完成上级下达的各项经济技术指标,科技教育、生活卫生、文化体育、思想政治工作和精神文明建设都取得了显著成绩。企业先后被国家煤炭工业局、中煤企协命名为“中国煤炭工业一级企业”、“行业一级高产高效矿井”，被河南省委、省政府及省经贸委授予“文明单位”、“优秀思想政治工作企业”、“五好煤矿”、“企业管理达标先进单位”等一系列荣誉称号。 辉煌的成就预示着更加辉煌的未来。在千年交替、世纪更迭的历史时刻，斗志昂扬的四矿人又吹响了向“二次创业，再铸辉煌”目标奋勇前进的号角，决心巩固和

9、发展行业一级高产高效矿井成果，在新世纪实现健康可持续发展。1.2四矿的生产能力及发展前景该矿矿井井田面积7.5平方公里,可采储量5160.7万吨,可采煤层3组8层,各煤层赋予条件较好,地质构造比较简单。一水平开采的丁、戊组煤层属1/3焦混煤, 灰分2428%，发热量52005500大卡， 广泛用于电力、建材等行业；二水平开采的己组煤属肥煤，灰分1624%，发热量5500大卡以上， 是冶金、炼焦的理想燃（原）料。多年来，该矿坚持质量第一、用户至上的营销方针，建立、健全井上下全员、全方位、全过程的质量管理网络体系,产品畅销华东和中南五省,幅射广东、广西、福建等省市，在用户中一直享有良好信誉 。1.

10、3四矿企业文化建设11年党委工作总体思路以十七大精神为指导，践行科学发展观，站在更高层次谋划企业发展，充分发挥优势，抓住用好发展机遇，走一条软科学管理与硬实力增长相互促进，企业发展和职工生活统筹兼顾、管理创新与发展质量同步提高的发展之路，把提升自主创新能力作为调整经济结构、转变增长方式的支撑点，改变发展模式、提高发展质量，初步建成一个能够持续发展的和谐安康新四矿。2011年行政工作指导思想坚持以科学发展观为指导，认真贯彻落实集团公司工作会议精神，建立共同愿景，拉高发展标杆，改造生产环节，优化生产系统，深化改革，创新管理，提高经济运行质量和质量标准化建设水平，全面打造安全可靠、效益增长、稳定有序

11、、生活殷实的和谐安康新四矿。平煤集团十大理念发展战略以精博大，锻造更强；企业精神忠诚事业，追求更好；核心理念企业发展，职工富裕；企业作风说实话，干实事，求实效；管理理念人人尽责，事事达标；安全理念生命至上，安全为天；营销理念与客户一起成长；成本理念省下一分钱，就增一分利；人才理念干好本职工作就是人才；质量理念质量是企业的命根子。平煤集团六大规范一规范标准：依照标准操作；科学规范有序；学习创新改革；优化提升工艺二规范安全：主动辨识危害；消灭事故根源；推行ohsms管理；实现安全生产三规范实效：按时上岗工作；严细勤俭节约；合理利用工时；效益优先把握四规范清洁：清除杂物垃圾；整洁美化场地；注重个人仪

12、表；装束合适得体五规范整理：设备定位放置；物料码放整齐；工具摆放有序；场所布局合理六规范素养：遵守职业道德；语言行为文明；诚信敬业尽责；提高业务水平 1.4主要技术参数1、提升机型号：xkt2*3.5*1.7b202、电动机型号：efudq功率：800kw 定子参数：6000v/98a 转子电压：1044/1085v 转子电流：485/439a 转速：740转/分3、电流互感器：200/54、井筒：竖井5、提升高度：243.5m6、提升容器：6t箕斗7、主滚筒：3.5m8、减速比：20：19、提升机速度：6.8m/s10、卷筒直径：1.7m11、钢丝绳直径：43mm12、加速柜标示牌型号：jt

13、dk-cg-scr-8电压:6000v可控硅型号:kpa1500-3013、减速机标示牌型号:zhr-170k减速比:20传动级数:2最大转入速度:750rpm14、高压真空换向器额定频率：50hz主回路额定工作电压：6kv10kv3.6kv控制回路额定工作电压：220v国外进口电控系统110v时配用110v/220v变换器工作主回路额定工作电流:250a400a控制回路额定工作电流:起动电流。 第2章 矿井提升机组成发展状况2.1矿井提升机的组成说明：矿井井下和地面的工作机械。是一种大型绞车。用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐

14、步发展演变而来。现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自重型矿山机械。组成：矿井提升机主要由电动机、减速器、卷筒（或摩擦轮）、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统等组成，采用交流或直流电机驱动。按提升钢丝绳的工作原理分缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。缠绕式矿井提升机有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，运转时一个容器上升，另一个容器下降。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。摩擦式矿井提升机的提升绳搭挂在摩擦轮上，利

15、用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。摩擦式矿井提升机根据布置方式分为塔式摩擦式矿井提升机（机房设在井筒顶部塔架上）和落地摩擦式矿井提升机（机房直接设在地面上）两种。按提升绳的数量又分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。后者的优点是：可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，从而机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年产120万吨以上、井深小于2100米的竖井大多采用这种提升机。2.2矿井提升机的发展状况及发展意义当前国内提升机电控绝大多数还是转子回路串电阻分段控制的交流绕线式电机继电器接触器系统，设备陈旧、技术落后

16、。而且这种控制方式存在着很多的问题:l)转子回路串接电阻，消耗电能，造成能源浪费。2)电阻分级切换，为有级调速，设备运行不平稳，容易引起电气及机械冲击。3)继电器、接触器频繁动作，电弧烧蚀触点，影响接触器使用寿命，维修成本较高。4)交流绕线异步电动机的滑环存在接触不良问题，容易引起设备事故。5)电动机依靠转子电阻获得的低速，其运行特性较软。6)提升容器通过给定的减速点时，由于负载的不同，而将得到不同的减速度，不能达到稳定的低速爬行，最后导致停车位置不准，不能正常装卸载。上述问题使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。因此，需要研制更加安全可靠的控制系统，使提升机运行的可靠性和安全性得到

17、提高。在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术，对原有提升机控制系统进行升级换代。就计算机技术在工业现场应用情况而言，可编程控制器(plc)是目前作为工业控制最理想的机型，它是采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来完成设备的操作控制。采用plc控制，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小，plc技术己经广泛应用于各种提升机控制，配合一些提升机专用电子模块组成的提升机控制设备，可供控制高压带动力制动或低频制动，单、双机拖动等lz。操作、监控和安全保护系统选用可编程控制器。主控计算机应用软件能完成提升机自动、半自动、手动、检修、低速爬行等各种运动方式的控制要求,而在

18、plc电控系统的基础上配合变频调速装置，运用现在先进的矢量控制技术，不但适合提升机运行工艺的要求，还将解决整套提升机系统的电力拖动方面的一系列问题。变频装置取代复杂的串联电阻切换装置，对提升机运行速度曲线、转矩大小的要求都由变频器来完成，简化了控制操作流程，提高了控制精度.2.3矿井提升机的研究意义在调研中发现，目前各大煤矿的矿井提升机系统的调速方案大多采用继电器接触器控制的转子串电阻调速。该方案耗能大，占地面积大，已不能适应现代矿业发展的需要。因此有必要对其调速方案进行改造。在广泛考察现行的变频调速方案后，本文提升机系统控制单元采用目前工控适用的可编程控制器来控制，具有编程简单和控制可靠性高

19、的优点;电力拖动系统中，选用先进的变频传动装置，运用先进的矢量控制技术，优化了调速系统的性能，这一控制方法目前仍为现代交流调速的重要研究方向之一。采用先进的工业计算机、现场总线和工业自动化技术ll2，按照结构标准化、产品系列化、性能现代化、体积小型化的原则，研制生产适合矿井提升机电控设备是进行技术改造和新建矿井设备选型的理想选择。使用上位机监控系统，采用组态模式，实现良好的人一机对话;实时监控提升机的运行状态，上位机动态模拟显示及故障闭锁;可进行故障报警、数据查询、报打印;记录提升钩数以及每班、每日、每月、每年的提升量累计;故障声光指示、记忆及部分传感器上位机的紧急处理。为保证提升设备无事故，

20、在提升设备有可能出现故障的各个重要环节上，设置双回路系统，并在系统的各个环节上设有各种检测、控制、自诊断以及记录和保护装置(如负载、速度、加减速、产量、运行时间等记录)。 第3章 矿井提升控制系统的组成3.1采用新型电力电子器件及设备双向晶闸管：双向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展起来的，它不仅能代替两只反并联的晶闸管，而且仅用一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件。其英文名称triac就是三端双向交流开关的意思。尽管从形式上可以把双向晶闸管看成两只普通晶闸管的组合，但实际上它是由七只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件。小功率双向晶闸管一般采用塑料封存装，有的还带小散热极，内部结构如图所示

21、。典型产品有bcm1am（1a/600v）、bcm3am（3a/600v）、2n6075（4a/600v）、mac218-10（8a/800v）等。大功率双向晶闸管大多采用rd91型封装，例如bta40-700型的主要参数是：it=40a，vdrm=700v，igt=100ma。双向晶闸管可广泛用于工业、交通、家电领域，实现交流调压、交流调速、交流开关、舞台调光、台灯调光等多种功能。此外，它还被用在固态继电器和固态接触器的电路中。图3-1 双向晶闸管内部结构示意图 双向晶闸管的结构与符号。它属于npnpn五层器件，三个电极分别是t1、t2、g。因该器件可以双向导通，故门极g以外的两个电极统称为

22、主端子，用t1、t2表示，不再划分成阳极或阴极。其特点是，当g极和t2极相对于t1的电压均为正时，t2是阳极，t1是阴极。反之，当g极和t2极相对于t1的电压均为负时，t1变成为阴极。双向晶闸管的伏安特性，由于正、反向特性曲线具有对称性，所以它可在任何一个方向导通。平煤四矿采取tkd-a电控系统，其电控系统对提升机安全、合理的运行起着保证作用，电控系统元件线路设计合理，具有完善的保护和闭锁，操作灵活，方便。该系统有智能化设计，使提升机控制更趋科学合理，功能更完善，达到安全、合理的目的。 该系统具有技术先进、运行可靠、保护功能齐全、自动化程度高、系统本身能耗低、噪音小、节能效果明显、维护量小及司

23、机操作方便等优点。3.2智能性全数字交流主控台 先进性 所有控制回路都在控制台；（采用的是日本三菱公fx2nplc安全回路双线制”的设计原则 特点：运行参数显示直观、逻辑编程简单、稳定可靠、语音报警 图3-2数字交流主控台 3.3智能型高压换向切换柜 图3-3高压换向切换柜 高压电源与制动电源的切换：采用rs485通讯方式实现了与主控台的通讯。本设备内设一台plc，可以方便地对高低压换向接触器的各种试验，有效地节约了查找故障的时间。 特点：1.主电路的断开必须经过相互串联的两个接触器的主触头以保证电路的可靠断开2.正反接触器之间有电气联锁、机械联锁及程序闭锁，防止了相与相之间的短路3.高压回路

24、与电气制动回路之间有电气联锁、机械联锁及程序闭锁防止了相与相之间的短路3.4智能型可控硅调速柜 装置与金属电阻配合使用。当绞车起动加速运行时，由主控台plc发出信号，通过rs485通讯方式传送至可控硅加速柜的plc，由plc直接驱动可控硅加速柜的可控硅动作，以达到对电机转子回路电阻的自动切换，实现电机启动、调速、制动的目的。其主回路每段采用三只单向可控硅构成的三角形接法。并具有过电压和超温保护。3.5高压馈电开关柜6kv双回路供电，分别引自变电所两路6kv母线。手车式结构，具有手动和电动两种分合闸方式。 主要结构由主柜和遮拦柜组成，主柜部分被母线隔板分为两段，上段为母线和母线隔离开关、接地开关

25、，中部为断路或负荷开关，下部为互感器。正面左上为继电器室，下方为端子室，左侧操作板上装有断路器，隔离开关的操动机结构及其之间的机械电气联锁和程序锁，上下柜门与母线隔离开关手操机构装有联锁装置。该型“五防”柜的防止误操作闭锁有如下几个方面： 1.采用带锁的控制开关和“红绿命令牌”来实现防止走错间位，错分、错合断路器，红绿命令牌装在柜体继电器门上和控制室里与各柜相对应的模拟线路板上。2.采用机械闭锁（锁板装置）和程序锁来实现防止带负荷分、合隔离开关，并保证隔离开关及断路器的操作程序性。 3.采用联锁机构（前门）、程序锁（后门）来实现及防止误入带电间隔。4.采用固定式接地刀闸，来实现防止带电挂地 。

26、5.防止带负荷分，合隔离开关,防止带地线路闸。3.6 低压电源柜和附件 3.6.1 低压电源柜低压电源柜用于提升机辅助设备的ac380/220v配电。双回路进线，各进、出回路配置有保护装置和工作指示，并为起重机、电焊机、室内照明供电。 3.6.2 轴编码器轴编码器两套：采用进口产品，分别安装在提升机的低速轴和高速轴上，用来测量提升机的行程和速度，具有很高的测量精度。同时测量、对比结果后进行相关的控制。3.6.3 力变送器一个用于测量制动油压，测量范围0-10mpa，一个用于测量润滑油压，测量范围0-1mpa，将相关的压力值转化为电信号，传送到主控台，参与控制。 3.6.4 位置开关 位置开关四

27、套：为提升机的到位信号，具有感应信号强、感应距离远等特点。系统的主要组成如图3-4。 图3-4 系统的主要组成 第4章 提升机电控系统组成及作用4.1安全保护回路在提升机电控线路中,设有必要的保护和连锁装置,当正常工作状态遭到破坏时,安全回路中的触点段开安全接触器回路,使安全电磁铁释放,打开制动油压系统的二级安全制动阀,迅速回油,从而使盘形闸产生安全制动.同时,安全接触点断开工作闸继电器线圈回路,工作制动参于安全制动。高压断电保护:在安全继电器吸合情况下,踩下脚踏开关,高压开关掉电,安全回路继电器立即断电。1.主令位置保护：在主令不在零位的情况下,使安全继电器断电,此时安全回路继电器不会得电。

28、2.手闸位置保护：在手闸推上的情况下,使安全回路继电器断电,此时安全回路继电器不会得电。3.减速段过来保护：下放过减速点后,不踏脚踏电制动,松闸下放进行实试验,超速10%立即断掉安全回路。4.等速段超速保护：以为此项保护有损机械设备,因此可以更改程序参数进行试验。5.制动油过压保护：人为使制动油压增加到大于6.5mpa,安全回路继电器立即断电。6.接近井口的2m/s限速保护：此项保护可通过观察提开机运行过程中2m/s速度继电器工作的正确性来判断,也可以使提升机运行到接近停车位置5米时速度超过2m/s来试验。7.过卷保护：该保护有4处,即井架过卷、深度指示器过卷、监控机过卷、主控机过卷,可采用暂

29、时短接两处,判断第三处的办法进行,但做此项试验时,一定要使提开机运行速度不可高过,任意一处动作都会使安全回路继电器断电。8.轴编码器失效保护：在提升机慢速运行时,将任一个轴编码器的输出线断开,提升机运行4m后,安全回路继电器立即断电。9.润滑油欠压保护：人为使润滑油压低于0.07mp.则打不上工作信号。10.满仓、油温保护：人为使油温接点动作及人为使满仓信号动作.则打不上工作信号.11.轴编码器损坏保护：人为断开任何一轴编码器的连接,慢慢开动绞车使绞车运行4米,则安全回路立即断电保护。12.深指失效保护：人为断开深指传感器,当绞车运行至2.5米时语言报警,当绞车运行至接近井口4米时安全回路,.

30、绞车紧急制动。4.2测速回路测速回路用以测量提升机的转速，并进行过速保护。测速回路的核心元件是轴编码器，分别安装在提升机的低速轴和高速轴上，用来测量提升机的行程和速度，具有很高的测量精度。同时测量、对比结果后进行相关的控制。4.3控制回路1.高压换相回路此回路主要元件为高压换相器的接触器吸引线圈km1、km2、km3、在它们回路内串有一系列触点，以保证电动机定子送电时安全可靠。2.动力制动回路动力制动回路接有动力制动接触器线圈km4和动力制动接触器线圈km10，它们与高压换向接触器之间有电气闭锁，以保证交、直流不能同时通电。动力制动的投入由动力制动接触器线圈km8控制。3.转子电阻控制回路转子

31、电阻控制回路，用以实现以电流为主附加延时的自动起动控制和减速阶段的速度控制，主要由八个加速继电器k1v-k8v能构成通路。4.信号回路信号接触器km9在井口发来开车信号时通电，立即闭合自保触点和在换相回路及转子电阻控制回路的触点，为提升机起动准备了条件。5.电动机正反转控制回路 电动机正反转控制有自动控制和手动控制两种方式。在本控制系统中，自动换相回路不能进行自动换相和自动起动，只能在容器到达停车位置时自动切断正反转接触器的电源，并能防止司机因操作方向错误可能造成的过卷事故。4.4辅助回路 辅助回路用以对提升机辅助设备供电和控制。低压380v也有备用电源，通过转换开关qc1进行切换。在辅助回路

32、上接有动力制动电源柜s，用自动开关qa2控制和保护。mc1和mc2为制动油泵电动机，二者互为备用，用转换开关qc3转换，用接触器km10控制，mc3和mc4为润滑油泵电动机，二者也互为备用，用转换开关qc4转换，触器km11控制。另外，在辅助回路上还接有安全制动电磁阀y3；控制离合器油路的五通阀电磁铁y4和四通阀电磁铁y5；控制回路电源接触器km7等件。第5章 提升系统的起动和制动方式5.1主井提升系统的起动方式起动的方式分为：完全起动和不完全起动两种。1.完全起动：系指主加速级第一级特性，在s等于1时，电动机所产生的力等于切换力的上限。2.不完全起动：系指主加速级第一级特性，在s等于1时，电

33、动机所产生的力小于切换力的上限，一般取等于平均起动力。在电动机最大力矩许可的情况下，为了减小起动时对设备的冲击，可采用不完全起动。对于箕斗提升起动时须有处加速段，所以采用完全起动的方式。对于罐笼提升因为要求速度平稳，所以采用不完全起动的方式。图5-1 动特性曲线图 第一预备级的作用为：消除传动齿轮间隙和紧绳以及消除电动机接入电网的过等。第二预备级的作用为：对于罐笼提升是用来限制提人时的加速度；对于箕斗提升是用来实现在齿轮内的初加速；对于斜井串车提升是用来把下部重串车组以低速拉过重串车组以低速拉过下部变坡点和分线道岔。5.2制动方式制动可采用机械制动和电气制动的方法。电气制动就是让电动机在停车时

34、再产生一个与原旋转方向相反的电磁转矩，使电动机迅速停止。电气制动时，励磁电源是不能切断的，而必须保持额定励磁，以产生必要的制动转矩。金属电阻调速方法：在绕线型异步电机的转子电路内接入金属电阻，用控制器或磁力站切除电阻的方法进行调速。提升机在启动的过程中是沿着电动运行区内几条曲线一直到vl点，这时电动机发出的力与提升负载力fl相等，电动机在自然特性曲线上等速运行。电动机的转速超过同步转速vs时便进入再生发电制动区，电动机变为发电机，将机械能变为电能反送电网，这是电动机起制动作用，发出的是负力。注意：在再生发电制动区时，电动机转子电阻应全部切除，否则会使提升机速度升高，甚至发生飞车事故。电动机有电

35、动状态过渡到再生发电状态是自然过渡的，中间不需加装任何设备。金属电阻调速的缺点是它的运行特性出现阶梯跳跃，这对机械和电气设备来说都是不利的，容易造成对电器的冲击损坏，甚至烧毁电器。交流拖动提升机的电气制动的优越性在于：可以获得平稳，安全，可靠的制动运行状态，避免了严重的机械磨损，防止了机械冲击，减少了机械部分的维修工作量，延长了提升机械的使用寿命，特别是易于实现提升系统的自动化，从而有效地改善了提升系统的性能，提高了设备的提升能力。 5.2.1机械制动1.闸制动：1)断电制动2)通电制动2.电磁离合器制动5.2.2电气制动1.低频制动2.动力制动3.反接制动。考虑到四矿主井提升系统的制动方式此

36、次改造采用低频制动方式。爬行可分为：1)脉冲爬行脉冲爬行是爬行速度最低的，而且常常要求电动机发出是正力，担纯的动力制动装置解决不了低速正力爬行。这种方法不易控制，多次通断对电动机机械和电气设备都会产生冲击，不宜多采用。2)微机托动爬行微机拖动爬行加装了一套微机拖动装置，它由小容量的绕线型异步电机，减速器，气囊离合器和压气装置组成，并与主提升电动机相连。在爬行阶段上电动机从电网切断；接通微拖动电机，气囊离合器冲气，提升容器由于再经过减速器的减速而获得爬行速度。电机运行在自然特性曲线上，运行速度比较平稳。3)低频爬行对于大中型矿井，尤其是深井采用由低频电源供电的频率控制系统,实现低频发电制动和低频

37、爬行,可以比较经济合理的兼顾减速和爬行两个阶段,与其他主案相比主要优点如下:(1)在减速阶段,可以较准确地按给定速度图运行,同时还节约电能、制动性能好、安全可靠。(2)由低频发电制动减速到低频爬行是自然过渡的，不需要进行任何主线路的转换而动力制动只能解决制动减速，不能解决爬行问题，采用动力制动时在爬行阶段需另设微机拖动装置或采用脉冲爬行。(3)在低频电源供电时，提升电动机可以在自然特性上按电动或发电状态连续、低速、稳定运行，因而可以安全可靠地用来检查和更换钢丝绳。检查和修理井筒，更换提升水平、低速下放和提升重物等。异步电动机在低频下的性能下图为提升电动机起动，等速运行、制动、爬行整个循环周期内

38、对应的转速-转矩特性曲线如5-2。 图5-2起动特性曲线图在等速阶段，提升电动机的运行点为工频自然特性与负载转矩的交点d1，对应的同步转速为ns1=60f1/p（f1=50hz）。等速阶段结束减速阶段开始时在电动机定子绕组上施加与工频电压相序相同的低频电压，同时将大部分附加电阻加入电动机转子，低频电压在定子上产生低频旋转磁场，其同步转速为ns2=60flf/p（一般flf=25频)，在投入低频时，由于惯性电动机仍以相当于d1点的最大速度运转，此时最大速度超过低频同步转速ns2很多，此时电动机处于发电制动状态，提升系统在制动转矩的作用下，电动机转速下降，利用速度继电器和时间继电器逐步除转子中的附

39、加电阻,则减速过程将沿着图中机械特性曲线上的f116171819202122各点进行.当减速终了进入爬行时,低频电压增大到最大值,这时全部转子电阻已经切除,在爬行时由于电动机的转速已低于低频同步转速n,所以提升电动机此时是以电动方式在低频自然特性曲线上的d2点低速成稳定运行。爬行终了,提升电动机与低频电源断开,施闸停车。低频电源 图5-3低频电源 低频电源一般都是用变频装置将50赫工频交流电转换为所需的25赫的低频交流电源，变频装置主要有低频发电机组和可控硅交交变频器两种。这两种变频装置都可以方便的调压和调频，以满足减速和爬行阶段的要求。低频发电机组的特点是：运行可靠；过电压、过负荷能力较强；

40、低频电压波形较好等优点，其缺点是有旋转部分和整流子维护困难；消耗有色金属材料多，设备多，占地面积大。可控硅交交变频低频装置可控硅交交变频装置的特点是：体积小；重量轻；无噪声；效率高；寿命长；使用维护方便；运行费用低和用铜量少等优点，其缺点是抗过电压、过负荷能力校差，但采取一定的保护措施是可以克服的因此四矿主井提升系统变频装置采用可控硅交交变频器。变频系统概述可控硅变频大致可分为两个类型：一是有直流环节的即带中间直流环节的交流变直流再变成所需频率的交流，简称“交直交”变频。二是无直流环节的即直接变频，将一种较高频率的交流直流变成需要的较低频率的交流，简称“交交”变频。这两种型式的特点是：交直交变

41、频适合于使用频率较高的场合；交交变频适用于频率较低的场合。下面为可控硅交交变频低频装置的方框如图5-4。图5-4可控硅交交变频低频装置可控硅交交变频器的工作原理可控硅交交变频器（简称变频器）是由于三个三相半波有环流可逆整流电路构成一个输出三相低频的电路，也称三相半波“循环变流器”。其中每个三相半波可逆电路称作低频输出相ad（或bd或cd）。所有共阴极的三只可控硅整流元件称为正组，用“p”表示；共阳极的三只可控硅整流元件称为负组，用“n”表示。整个变频器用十八只可控硅整流元件，如图5-5。 图5-5 可控硅交交变频器scr可控硅，200a/200v；1dk3dk限制环流电抗器20mh它的工作原理与直流