提升机的电力拖动与控制

新余矿业安全培训中心黄翔提升机的电力拖动与控制内容提要2提升机的电气制动系统1提升机电力拖动3提升机的拖动控制系统

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。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。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

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。

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。

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。

矿井地地面提提升直直流电电动机机常采采用ZD、、ZJD系系列。。按电电枢直直径尺尺寸的的大小小，划划分为为大型型和中中型。。大型：：直径超超过ΦΦ1000mm的的为大大型，，中型：：直径在在Φ423mm～ΦΦ1000mm的为为中型型，直流电电动机机的直直流电电源如如采用用直流流机组组电源源电，直流发发电机机常选选用ZF、、ZJF系系列。直流发发电机机电压压一般般应比比电动动机电电压稍稍高一一些，，以补补偿电电枢电电路内内的压压降。。拖动动直流流发电电机的的交流流同步步电动动机，，常用用TD系列列。对对于可可控硅硅供电电的直直流电电动机机，则则采用用专用用电动动机。。发电机-电动机系统（F-D)直流他励电动机拖动装置晶闸管-电动机系统（SCR-D)若采用用F一一D系系统统时，，还需需增设设两个个略大大于主主电机机容量量相同同的大大型电电动机机，即即直流流发电电机和和拖动动它的的交流流同步步电动动机三、交交流同同步电电动机机拖动动交流同同步电电动机机与直直流他他励电电动机机相比比，具具有制制造简简单、、造价价低、、电动动机效效率高高、维维修简简单、、噪声声小等等特点点。交交流同同步电电机采采用用晶闸闸管交交一叉叉变频频供电电，由计算机控制制，可实现主主井箕斗提升升自动化和副副井罐笼提升升半自动化。第二节提升升机的电气制制动系统一、电气制动动系统的类型型和特点电动动机可以把电电能转化为动动能，即输入入为电能，输输出为动能。。发电制动动力制动反接制动变频低频制动电气制动系统（1）发电制制动：电动机运行时时由于受外力力驱动，当转转速超过某一一临界转速时时，输出由正正转矩变为负负转矩，电动动机变为发电电机运行，发发出的电能送送回电网，电电动机运转起起到制动作用用。（2）动力制制动：又称为能耗制制动。把电动动机定子绕组组输入给直流流电流，则定定子建立静止止磁场，当转转子在外力驱驱动下转动时时，转子绕组组同静止磁场场产生相对运运动，转子绕绕组便产生电电势，通过外外回路电阻产产生的电流又又建立了动磁磁场，转子动动磁场同静磁磁场相互作用用产的制动（3）反接制动动：为了使电动机机快速停车或或逆转，将电电动机电源从从电网上拉下下来，再接入入同原运转方方向相反的电电原，使电动动机产生负转转矩称为反接接制动。反接接制动力矩较较大且制动快快，但所产产生的电流冲冲击和力矩冲冲击也很大，，在提升机上上应用较少。（4）变频和和低频发电制制动：采用变频和低低频发电电源源的拖动系统统，可以以发发电制动的方方式实现电气气制动二、动力制动动装置1.动力制动动装置的类型型常用的动动力制动装置置由KZG─2型单相晶闸管动力制动柜KZG─3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:矿用用晶闸管1（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。2.晶闸管动动力制动系统统的特点（1）系统有有良好的静态态特性，可以以缩短爬行时时间，增加提升能力力。（2）效率高高，节约电能能，占地小。。（3））无无旋旋转转部部分分，，无无振振动动，，无无噪噪声声。。（4））故故障障率率低低，，维维修修能能量量小小。。三、、微微机机拖拖动动装装置置主井提提升升容容器器采采用用能能自自动动装装卸卸载载的的箕箕斗斗，，当当箕箕斗斗接接近近终终点点时时需需要要自自动动减减速速，，并并能能稳稳定定地地进进入入曲曲轨轨完完成成自自动动卸卸载载的的低低速速爬爬行行程程序序。。在在直直流流拖拖动动系系统统中中，，由由于于他他激激直直流流电电动动机机的的良良好好特特性性，，只只要要降降低低电电枢枢两两端端电电压压，，便便可可获获得得稳稳定定的的低低转转速速运运行行，，所所以以不不需需要要微微机机拖拖动动装装置置，，而而在在交交流流拖拖动动系系统统中中的的主主井井提提升升中中则则应应有有微微机机拖拖动动装装置置。。常常用用到到的的微微机机拖拖动动装装置置是是用用一一台台小小于于主主电电动动机机十十几几倍倍的的低低压压电电动动机机和和减减速速机机，，通通过过气气囊囊离离合合器器与与主主电电动动机机轴轴结结合合后后，，带带动动提提升升机机低低速速运运行行。。气气囊囊离离合合器器是是需需要要压压缩缩空空气气来来操操作作离离合合的的。。四、低频制制动低频拖动不不需要增加加机械设备备，利用低低频3～～5Hz交交流电源源直接送送入主电动动机，使其其低速运行行。低频频电源：（1））低频频发电电机组组。由由一台台交流流电动动机带带动低低频发发电机机。（2））晶闸闸管交交直交交变频频装置置。这这是一一种利利用硅硅整流流器将将低频交流流电源源变为为直流流电源源，再再用晶晶闸管管将直直流电电源变变成需需要的的低频频交交流电电源的的变频频装置置。（3））晶闸闸管交交─交交变频频装置置。它它是用用晶闸闸管元元件构构成的的、将将交流流工频频电源源直接接变成成低频频电源源供提提升主主电动动机使使用的的变频频装装置。。【课课堂小小结】】分钟钟）（（3一一、、应应知点点：电电气制制动系系统的的类型型和特特点二二、应应会点点：提提升机机电力力拖动动【【作业业】】分分钟））（21.提升升机电电力拖拖动系系统的的类型型及工工作原原理《《提升升机的的电力力拖动动与控控制》》第三节节提提升机机的拖拖动控控制系系统一、电电气控控制系系统的的组成成我我国常常用的的交流流拖动动电气气控制制系统统：与与KJ型型提升升机配配套的的KKX型型电气气控制制系统统；与与JK型型提提升机机配配套用用地TKD──A型型电电气控控制系系统。。滚筒筒直径径为1.6m以以下的的提提升机机，多多采用用KGJ1鼓鼓型型控制制器线线路和和磁力力站加加速接接触器器控制制线线路。。多绳绳摩擦擦式提提升机机的电电气控控制系系统有有JKMK/J或或JKMK/J──A型型控控制系系统等等。提升机电电气控制制系统的的组成及及作用：。（1）主电动机机：提升机的的原始动动力。（2）高压开关关：双电源进进线，能能实现过过电流和欠电压压跳闸保保护。（3）高压换向向器：用做主电电动机的的通电、、断电和和换向。（4）动力制动动接触器器或低频频电源接接触器：做为投入动力力制动电电源或低低频制动动电源只只用。（5）磁力站：对交流绕绕线式一一步电动动机的启启动、制制动、停车、、换向进进行控制制，并具具有提升升机必要要地电气气保护和和连锁装装置（6）电气气制动电电源装置置。包括括：①①单相或或三相晶晶闸管电电源柜。。②低频发发电机组组或晶闸闸管低频频电源柜柜。（7）操作台：以主令控控制器为为主，对对提升电电动机的的启动、、加速、减减速、停停车、换换向进行行控制。。①微机拖拖动装置置。在主主电动机机减速终终了、提升升机进入入爬行阶阶段时时投入微微拖动，以以便在停停车前获获得一段段为拟定的低低速爬行行阶段段，实现现准确地地安全停车。。②测速发发电机。。显示提提升机速速度的大大小，配合实实现超速速、限速速保护。。③深度指指示器。。显示提提升容器器实际位位置，包括速度度给定（（限速凸凸轮圆盘盘压碰自自整角机发出出给定信信号）、、精针针指示（（刷子开关动动作，接接通电路路，投入入精针指指示提升容器的的准确位位置）、、自动动调零零（偏差差信号控制制调零电电动机））、安安全保护护（过电流，欠欠电压，，超速速、限速速保护））等。④自自整整角角机机和和磁磁放放大大器器装装置置。。起起控控制和和安安全全保保护护的的作作用用。。（8））辅辅助助控控制制设设备备。。包包括括：：二、、TKD──A型型电电气气控控制制系系统统TKD──A电电气气孔孔立立志志系系统统由由主主回回路路、、辅辅助助回回路路、、测测速速回回路路、、安安全全回回路路、、可可调调闸闸控控制制回回路路？控制制回回路路、、调调绳绳闭闭锁锁回回路路、、减减速速阶阶段段限限速速保保护护回回路路、、动动力力制制动动回回路路和和自自整整角角机机深深度度指指示示器器回回路路。。附附表表:TKD──A型型点点电电气气控控制制线线路路图图符符号号及及代代表表意意义义（课课本本193页页表表9-1））（1））作作用用。。用用于于供供给给提提升升电电动动机机电电源源，，实实现现失失压压、、过过电电流流保保护护，，控控制制电电动动机机的的转转型型和和调调节节转转速速。。（2））组成成。由由高压压开关关柜（（高压压隔离离开关关QS、、高压压油断断路开开关QF、、电流流互感感器TA、过过流脱脱扣线线圈AGQ、、电压压互感感器TV、失失压脱脱扣线线圈VSQ、、紧急急停车车开关关SF、高高压换换向器器栅门门闭锁锁开关关SL、加加速电电流继继电器器KAC、、高压压熔断断器HFU等））、高高压换换向器器的常常开触触头、、线路路接触触器的的常开开触头头、动动力制制动接接触器器的常常开触触头头、晶晶闸管管动力力制动动柜KZG、、提升升电动动机、、电动动机转转子电电阻、、加速速接触触器的的常开开触头头（1KM～8KM）和和装在在提升升机操操作台台上的的电流流表和和电压压表等等组成成。其其中，，高压压换向向器的的作用用是用用做主主电动动机机的通通电、、断电电和换换向。。1.主回路路1、作作用：：用于于对辅辅助设设备及及控制制回路路进行行供电电与控控制2、组组成：：辅助回回路又又双回回路三三相电电源供供电，，线电电压为为380V，提提升机机安装装在井井上，，具有有零线线，相相电压压为220V2.辅辅助回回路（1））作用用：通通过安安装在在减速速器快快轴上上伸出出端的的测速速发电电机，，把把提升升机的的实际际速度度测量量出来来，以以供供给速速度比比较回回路和和一些些以速速度为为函数数的电电气元元件。。（2）组成:①他激激直流测速发发电机BR提提升机速度度达到最大时时，输出电压压为直流220V）。。②速度度表。③方向向提升继电器器KFW、、KR，速度度给定自整角角机B2、、B6，使使提升机根据据提升方向有有选择地工作作，并相互闭闭锁。④减减速爬行继电电器KSD（用于低速速爬行阶段、、实现二次供供电）。。⑤动力制动动速度继电器器KV1、、2和KV3，KV用于于动力制动时时，按速度度原则调节转转子电阻，即即调节提升速速度。⑥等等速阶段过速速保护继电器器KGS2，等速阶阶段过速15%动作，，新开安全全回路，进行行安全制动、、整定电压为为220××1.15=253（V）。3.测速回路（1）作用。。①保证提升升机在正常、、安全状态下下启动运行。。②防止和避避免提升机发发生意外事故故。（（2）组成。。由安全接触触器KMA串串联多种保护护触电组成。。

（3）保护原理理。提升机出出现异常情况况→安全回路路中的保护触触电断开→安安全接触器无无电释放，断断开高压换向向器回路→高高压换向器无无电释放→断断开主回路路，主电动机机断电→安全全阀电磁铁回回路断电→切切断制动油油缸的高压油油路→将制动动油缸与油箱箱接通→使制制动油缸内的的油液分别别将A管和和B管流回油油箱→实现提提升机的二级级安全制动。。4.安全回路路K型提升机液液压站上装有有两套电液调调压装置，其其中一套工作作，另一套备备用，用QC3转换开开关转换。可可调闸（工作作闸）制动力力的调节分为为手动和自动动两种方式。。6.控制回回路控制回回路由信号回回路、电动机机正反转回路路、动力制动动接触回路路、转子电阻阻控制回路组组成。用以实实现提升机启启动与提升信信号闭锁，以以及以电流为为主、时间为为辅的自启动动过程和减速速、爬行阶段段的速度控制制。5.可调闸控控制回路6.控制回路路控制回路由信信号回路、电电动机正反转转回路、动力力制动接触器器回路、转子子电阻控制回回路组成。三、直流拖动动控制系统1.高压电源源从矿井35kv变电所所引入进线柜柜，高压配电电分为四路：：（1）电压互互感器柜，除除了提供系统统计量及保护护装置外，电电抠整流器的的同步电源也也由此引出（2）低压辅辅助电源变压压器供电柜，，提供磁场整整流器、380v辅助电电动机电源及及控制电源（3）整流变变压器出线柜柜，为电抠整整流器提供交交流电源（4）补偿及及谐波吸收装装置，为晶闸闸管装置提供供补偿及