一
电控组成
成套电控由高压开关柜、高压换向柜、动 成套电控由高压开关柜、高压换向柜、
力柜、转子柜、 力柜、转子柜、操作台组成.(高压系统) 从整套电控工作原理分:主回路、安全回 从整套电控工作原理分:主回路、 路、测速回路、控制回路、低压辅助回路. 测速回路、控制回路、
主回路
⑴定子回路
高压开关柜可以适应矿井提升机双 电源进线的设计要求,高压电源经高压开关柜和 高压换向柜接入电动机定子绕组,具有短路,过 流和欠电压保护等功能. 电动机转子绕组外接起动电阻.在 提升机运行过程中,按电流为主,时间为辅的原 则分段切除转子外接电阻来改变电动机的起动和 制动特性,以满足速度图的要求
⑵转子回路
安全回路
在提升机电控系统中,设有必要的联锁和保 护线路. 1 主令控制器和手闸控制器零位联锁开关 当安全回路断电后,主令控制器和手闸控制器 必须回到零位,安全回路才允许重新接通. 2 测速断线保护 当八级电阻切完时,测速机进入PLC的值还很 当八级电阻切完时,测速机进入PLC的值还很 小就认为测速机损坏或断线而实现安全保护功能 .
低压辅助回路
2.6辅助回路 2.6辅助回路 辅助回路提供润滑油泵电源,液压油泵电 源,控制电源,PLC 源,控制电源,PLC 电源,自整角机电源, 测速机励磁电源等.
动力制动
4.3脚踏动力制动 4.3脚踏动力制动 在提升机运行的任何时刻均可投入动力制动. ⑴脚踏动力制动运行 踏下脚踏动力制动开关,电动机切除高压电源, 转子回路切5 转子回路切5级电阻,消弧延时后,动力制动投入. 司机继续踩动踏板就可调节制动电流的大小,按 要求的减速度将提升机转速降下来.如欲恢复电 动运行只要松开脚踏开关,解除动力制动,再将 主令手柄拉回零位,待消弧延时后恢复电动状态.
3 高压开关柜保护 当高压开关柜合闸时其辅助触点闭合, 当高压开关柜合闸时其辅助触点闭合,使安 全回路通电.当由于短路,过流,欠压, 失压,司机脚踏紧急停车等原因而掉电时, 断开安全回路实现安全保护. 4 制动油压高保护. 液压站制动油压超过要求时,电接点压力 表上触点闭合,输入PLC的输入端口, 表上触点闭合,输入PLC的输入端口, PLC 判断后断开安全回路, 判断后断开安全回路, 实现安全保护.
矿井提升机控制系统的现状
其自动化问题,对保证矿井的生产, 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. 意义. 矿井提升机有交流拖动和直流拖动两种, 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+ 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 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+ 70年代以前一般采用 世纪70年代以前一般采用"发电机-电动机机组+继电器控 的方式, 80年代后普遍采用 可控硅整流+电动机+ 年代后普遍采用" 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 20世纪90年代逐渐采 模拟调节+继电器控制"的方式.进入20世纪90年代逐渐采 用交流变频调速系统. 用交流变频调速系统.考虑到经济原因我们工程队还是普 遍采用交流串电阻调速方式,但是在控制方式上由继电器 遍采用交流串电阻调速方式, 控制升级为PLC控制. PLC控制 控制升级为PLC控制.
FU1
FU2
FU3
ZC
FC
PLC控制柜
XLC
DZC AN
DZCO AD
CN
CD
动力 制动 装置
1GS 1FY 2FY 3FY
A3
B3
C3
M
接 触 器 控 制
金 属 电 阻
CSF
矿井提升机控制系统的现状
(2)能耗特别大,消耗在电阻上的电能特别可观. 能耗特别大,消耗在电阻上的电能特别可观. (3)速度不能平滑调节,因而对机械系统的冲击非常, 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. 缩短设备寿命. (4)速度由人为控制手闸来调节,存在着安全隐患. 速度由人为控制手闸来调节,存在着安全隐患. 虽然近来对这种方式做了改进, 虽然近来对这种方式做了改进,用PLC代替老式的继 代替老式的继 电器控制,用可控硅代替接触器切换电阻, 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, 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. 所以以上所阐述的缺点还是存在的. 这种控制方式技术成熟, 这种控制方式技术成熟,维护人员轻车熟路并且价格 便宜.所以目前在打井工程队广泛使用. 便宜.所以目前在打井工程队广泛使用.
测速回路
2.4 测速回路 ⑴ 由提升电动机通过皮带拖动的他励直流测速发电 机CSF的输出电压与主电机的转速成正比.当提 CSF的输出电压与主电机的转速成正比.当提 升机以额定转速运行时,调节串于测速机励磁绕 组中的可调电阻,使CSF输出电压为110VDC.当 组中的可调电阻,使CSF输出电压为110VDC.当 提升机正常运行时,PLC通过测速回路测得的速 提升机正常运行时,PLC通过测速回路测得的速 度信号实现电控系统的监控功能. ⑵ 安装在滚筒上的光电编码器可对提升机运行速度 和位置分别实时测量,互为监控,对提升机进行 控制和保护, 控制和保护,及实时深度指示.
⑵脚踏动力制动下放重物 开车信号发出后, 踏下脚踏动力制动开关, 开车信号发出后, 踏下脚踏动力制动开关, 动力制动投入, 动力制动投入,主令手柄可放于任何位置, 将制动手柄慢慢推向松闸位置,提升机在 重物的作用下加速,司机调节动力制动踏 板的角度就可调节制动电流的大小,满足 慢速下放重物的要求.
矿井提升机控制系统
洛阳九亿重工有限公司 2010年4月 年 月
矿井提升机控制系统
一,概述 矿井提升机作为矿山企业的关键机电设备, 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, 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, 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, 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. 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, 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, 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, 用装置和研究对象,正确处理好矿井提升机的拖动系统极
5 错向保护 当提升机运行方向与预选方向不同时PLC 当提升机运行方向与预选方向不同时PLC 判断后实现安全保护. 6 等速超速 当提升机运行速度超过最大速度的15%时, 当提升机运行速度超过最大速度的15%时, PLC 判断后安全回路断开.用编码器和测 速机读入的数值实现双回路超速保护.
7 过卷保护 上下过卷开关分别装在深指器顶端.当提 升容器超出正常停车位大约0.8米时,相应 升容器超出正常停车位大约0.8米时,相应 的过卷开关动作,安全回路断开.此时必 须将操作台上过卷复位转换开关拧至相关 位置安全回路才能重新接通. 8 深度指示器断轴保护 当深指器出现断轴时,PLC检测后进行安全 当深指器出现断轴时,PLC检测后进行安全 保护
9 松绳保护 当提升机发生松绳现象时,松绳开关动作, 当提升机发生松绳现象时,松绳开关动作, 断开安全回路, 断开安全回路,提升机实现安全制动. 10 减速过速保护 减速点后,系统自动串入电阻只切一级电 阻同时KTXS电路板接受深度指示器上的自 阻同时KTXS电路板接受深度指示器上的自 整角机发送电压使可调闸电流减小来实现 减速.在通过和测速机的电压比较来判断 是否超速从而实现保护.
矿井提升机控制系统的现状
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 其速度图和力图有一定的差别, 行程,因此加速时需要有两段加速, 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. 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, 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, 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 副井采取五阶段, 体说明. 体说明.
矿井提升机控制系统的现状
v(m/s)
v1
vmax
v2
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
t
6
t
(S)
F(N)
F
2
F '2 F '1
F
1

3
F F '3
5
F '5 t
(S)
F
4
F F '4
6
F '6
矿井提升机控制系统的现状
三,交流拖动 1,金属电阻调速方式 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, 这种方式也叫TKD方式,在我国的矿井提升占很大的比例, TKD方式 超过70% 70%. 超过70%.它指的是在饶线异步电动机的转子回路接入金属 电阻,用PLC控制逐步切除电阻的方法进行调速. 电阻, PLC控制逐步切除电阻的方法进行调速. 下 控制逐步切除电阻的方法进行调速 图给出一个TKD TKD控制方式的 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, 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. TKD控制方式的示意图 下图给出一个TKD控制方式的示意图.这种控制方式的优点 是结构简单价格便宜,但缺点是显而易见的, 是结构简单价格便宜,但缺点是显而易见的,主要表现在 以下几个方面. 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. 调速性能差,起动和减速运行特性出现阶梯式跳跃.