第九章提升机的电力拖动与控制.ppt

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1、第九章 提升机的电力拖动与控制,第一节 概 述,提升机对拖动与控制装置的要求矿井提升机在一次提升循环中的速度和力均是变化的。加速阶段为保证一定的加速度，力图中将出现尖峰负荷。等速阶段则要求速度不受负荷变化的影响。减速阶段为保证一定的减速度，由于负荷的变化则要求不同的减速方式。因此，提升机对拖动与控制装置提出以下要求：（1）能重载起动，有较高的过负荷能力；（2）调速性能好，且调速精度较高；（3）特性曲线要硬；,（4）工作方式转换容易；（5）要设置准确可靠的速度给定装置；（6）要设置行程显示与行程控制器；（7）要设置完善的故障监视装置；（8）要设置可靠的闸控电路；（9）易于实现自动化；（10）投资

2、和运转费用低；,二、电力拖动与控制的基本类型,提升机的拖动设备种类一种是交流绕线型电动机拖动，另一种是直流它激电动机拖动。直流拖动的优点是：调速性能好，且与负荷大小、正负无关；从一种工作方式向另一种工作方式转换方便；低速特性硬；调速时电能消耗小以及容易实现自动化等。但是直流拖动需要一套整流装置，特别是采用变流机组时，需要增加两个和主电机同等大小的大型电机。,交流拖动虽然没有上述直流拖动的优点，但经过技术不断发展，在交流拖动上采用了双电机拖动、动力制动、低频制动和微机拖动等措施之后，交流拖动在技术性能上基本满足了提升机的要求，获得了广泛的应用。,目前我国一般在单机1000千瓦以上、双机21000

3、千瓦以上时，才使用直流拖动。但是随着电子工业的发展，将使直流拖动的应用范围有所增加。可以看出今后在大容量的副井提升和多绳摩擦提升上，可控硅供电的直流拖动方式将要占重要地位。,提升机的电气控制系统种类根据提升机对电控系统的要求，提升机的电气控制方法常见有以下几种。(1)绕线式异步电动机转子回路串电阻调速系统这种方案的电动机转速调节是靠改变转子回路串联的附加电阻来实现的。显然这是有级调速，并且调速时能耗很大，属转子功率消耗型调速方案。在加速阶段和低速运行时，大部分能量（转差能量）以热能的形式消耗掉了，因此电控系统的运行效率较低。,这种调速方法为在低同步状态下产生制动转矩，需采用直流能耗制动（即动力

4、制动），或采用低频制动。但无论采用何种方式，总需要设置辅助电源和定子绕组的二次切换操作。这种调速方法存在着调速性能差、运行效率低、运行状态的切换死区大及调速不平滑等缺点。但目前在我国的各种矿山中，这种方法使用得相当普遍，如与XKT型提升机配套的TKD型电控系统与JK型提升机相配套的TKD-A型电控系统等，以后将面临着技术改造的问题。,(2)GM直流可逆调速系统GM（原称FD）直流可逆调速系统如图9-1所示。直流电动机的励磁电流是恒定的，改变直流发电机的输出电压来改变直流电动机的转速。直流发电机一般由同步电动机带动的，其输出电压是靠改变直流发电机的励磁电流的大小来实现的。直流发电机的励磁电流是通

5、过电机扩大机GA的励磁实现控制和调节的。,本方法的特点是可实现无级调速，电动状态与制动状态的切换是快速平滑的，即能满足平滑调速的要求，由于采用了速度闭环控制调速精度也比较高。本系统在起动时的无功冲击小，且功率因数较高，而且还可向电网提供超前无功功率，以改善电网的功率因数。但本方法有一些缺点：运行效率比较低，因为功率变换的效率是同步电动机和直流发电机两台电机效率的乘积，通常变流机组的效率只有0.8左右（考虑直流发电机组平时不停机）；占地面积大；噪声大；维护工作量大；耗费金属量大等。,(3)VM直流可逆调速系统由晶闸管变流器代替旋转变流器，可以提高功率变换的运行效率。晶闸管变流器的运行效率可达0.

6、95左右。VM直流可逆调速系统可分为电枢换向的可逆调速系统（见图9-2a）和磁场换向的可逆调速系统（见图9-2b）。,图9-2 VM可逆调速系统的两种方案,在电枢换向的可逆调速系统中，励磁电流的大小和方向是恒定不变的，电动机转矩的大小和方向是靠改变电枢变流器输出电流的大小和方向实现的。其特点是转矩的反向快（由于电枢电流的反向快），需设置正反向两组电枢整流器，故造价较高。在磁场换向的可逆调速系统中，电枢电流的方向是不变的。转矩极性的改变是靠改变励磁电流的方向实现的。这种方案的特点是转矩的反向过程即励磁电流的反向过程较长，为了缩短反向时间需采取强励措施。另一特点是电枢变流器只需设置一组，故装置的总

7、体造价低。,(4)交流电动机交-交变频调速系统交流电动机交-交变频调速系统首先是交-交变频器同步电动机系统投入运行，然后是交-交变频器笼型异步电动机系统投入运行，而且实现了多微机全数字控制。这些系统都是具有优良的控制性能、运行效率高、GD2小和维护工作量少等优点，特别适用于大容量、低转速的矿井提升机上。目前传动功率已经可以达到50008000kW。将同步电动机转子外装的摩擦式提升机的滚筒合为一体的机电一体化方案具有体积更小、重量更轻的优点，可以明显地降低投资费用，成为低速大容量矿井提升机传动的发展方向。,由于矿井提升机运行中要求电动机有时工作在电动状态，有时工作在制动状态，并且负载变化较大，故

8、比较适合采用电源自然换相的交-交直接变频调速系统，其主电路原理图如图9-3所示。,图9-3 交-交直接变频调速系统主电路原理图,交-交直接变频器由三组可逆整流器组成，其三相移相信号为一组频率与幅值可调的三相正弦信号，则变频器输出相应的频率、幅值可变的三相交流电压，给三相同步电动机或异步电动机供电，实现变频调速。,综上所述，结合我国矿山实际，目前大部分矿山仍采用交流异步电动机的拖动，所以本章主要以交流异步电机采用转子回路串附加金属电阻的电控方式进行分析。采用的控制设备常见有两种产品：供JK型系列提升机使用的TKD-A型电控系统；配合JKM型多绳提升机使用的JKMK/J-A型电控系统。该两种电控系

9、统均具有较完善的转换、检测和控制装置，均系有级调速。,第二节 提升机主要工作环节的控制原理,单绳缠绕式提升机，广泛采用交流绕线式电动机拖动。其提升过程包括：起动、加速、等速、减速和爬行、停车等几个主要工作环节。如果这些环节的实现是依靠司机手动操作，称为手动控制系统。如果这些环节的主要部分是自动进行，而个别环节需要司机参与，称为半自动控制。这种控制系统使用很广，并且已列为标准线路，成套供应用户。还有全部环节不需要司机控制，而按一定的程序自动完成提升循环的，称为自动化控制系统。,提升机在不同的环节上工作，实质上是电动机的调速问题，因为交流异步电动机的转速为：,电动机定子绕组所加的电网频率；电动机的

10、磁极对数；转差率。则调节异步电动机的转速，最基本的方法有三种，即：（1）改变电机的磁极对数（变极调速）p；（2）改变转差率s；（3）改变供电电源的频率（变频调速）f1。,其中，改变磁极对数一般适用于笼型电动机。改变转差率的调速方法常用有：改变定子电压、转子回路串电阻、转子回路引入外加电势（串级调速）等。变频调速是性能较好的交流调速方法。由于转子回路串电阻的调速方法设备简单，并且加速与减速可合用一套电阻，所以交流拖动的提升机广泛采用这种电气调速方法。,一、提升机的起动与加速,当电动机与电网接通后，由于这时全部电阻串接在转子回路内，形成如图9-4所示的特性曲线RyI，此时起动转矩一般为电动机额定力

11、矩Me的0.30.4倍，且小于其静阻力矩M j，故仅能使提升钢丝绳张紧，并消除减速器的齿间隙。在RyI特性上经过少许停留后（约为0.75秒），司机即切除第一段电阻RyI，使电动机转入特性曲线RyII上运转，在图9-4中，即由a点转换到点。这时拖动力矩M yII大于静阻力矩M J，电动机便沿着RyII特性曲线由点加速到点，这相当于箕斗沿卸载曲轨运行的时间，如果此后不加任何控制，电机会沿RyII特性曲线继续加速到x点，该点电机出力与静阻力相等，提升机便以此低速匀速运行,这显然是不合理的。,图9-4 绕线型电动机的特性曲线,为了使提升机能达到稳定工作点P，当电动机运行到时，司机必须及时切除一段电阻R

12、yII，使电动机转入到特性曲线R1上运行。同理当电机在R1上由A点运行到B点时必须再及时切除一段电阻R1，工作点由B又跳到C点，如此继续下去，电动机便可按照设计的主加速度达到拖动力矩与静阻力矩相等的稳定运行点P。这时提升容器的速度为最大提升速度Vm，提升机开始等速运行。等速运行阶段提升机不需任何控制。由图9-4看出，为了使起动平稳，得到一个固定的平均加速度，应使电动机各条特性的峰值力矩M1和切换力矩M 2都相等，要想达到这一要求，必须正确的配置转子电阻，并需适当的加以控制。,目前，转子回路串附加电阻在起动加速阶段的控制方法有三种：1按时间原则控制；2按电流原则控制；3以电流和时间混合原则控制。

13、如果单纯用时间控制是用时间继电器作为控制元件，整个加速阶段的总时间一定，但提升设备的实际提升负荷量是变化的，当提升负荷量超过设计值时，由图9-5可看出，第一条特性曲线的切换点将由正常的B点变为点，在其它各条件特性曲线上也发生类似现象。由于起动力矩的上下限随负荷大小而变化，负荷过重时有造成油开关跳闸的可能。,图9-5 单纯用时间或电流控制的原理图,图9-6 以电流为主附加延时的控制原理图,如果单纯用电流原则控制时，能够避免上述缺点，它是只在电动机电流下降到某一定值时，才能切除一段电阻，因此电动机的平均起动力矩是一定的，不会产生过流现象。但是当负荷过小时，由图9-5可看出，有可能使加速度过大，不够

14、安全。为了在一定范围内适应负荷变化，同时满足力矩上下限和时间变化均不太大的要求，尽量克服上述两种方法的缺点，目前提升机的电控系统中多数采用以电流为主附加延时的混合控制原则进行控制。,所谓以电流为主时间为辅的控制方法，即电流控制附加一定时限来控制电阻的自动切除。其控制原理如图9-6所示。每级电阻靠电流继电器在M s时释放后再经过一段延时才能切除。延时的时限一般占总时限的25%左右。无论负荷变化与否，电流继电器的释放值均不变。例如当负荷变重时，由于电流继电器仍在M s时释放，故B点虽稍离正常切换点B，但差值甚小，以后各级情况类似。电机将沿ABCDE加速，使起动电流的上下限和起动时间均变化不大，改善

15、了单纯按时间或单纯按电流控制的缺点，可以得到比较满意的控制效果。,二、提升机的减速,提升容器出井前，提升机必须减速。减速方式有以下几种。1、电动机减速方式当减速阶段提升系统的惯性力小于提升静阻力时，提升电动机必须出力。此时司机根据速度的要求，依次向电机转子回路加入电阻，其减速过程按图9-4中的折线P、1、2、3、4、.14、15等进行，此时电动机在各级特性上的电磁性力矩小于静阻力矩M j，故提升机系统作减速运动。,2、自由滑行减速方式当提升系统的惯性力等于提升静阻力时，在减速阶段电机不用出力，依靠惯性力来克服静阻力。减速阶段一开始，即把电机的交流电源切除，此时电机的转矩M=0，电机在提升系统静

16、阻力作用下，其速度沿纵座标从V m下降，这种减速方式不需要其它设备，经济且简单，因此使用最多。,3、机械制动减速方式当提升机系统惯性力大于提升静阻力时，必须把多余的惯性消耗于制动器上。当减速开始后，立即把电机的交流电源切除，同时制动器参与控制。这时的制动力是由机械闸产生的，因此在电机特性上没有反映。这种减速方式闸瓦磨损较严重，一般只用于负力不大的地方。,4、电气制动减速方式当减速阶段负力较大，特别是副井下放重物时，需要制动力来维持稳定的下放速度和规定的减速度。由于制动力较大，而且下放工作较频繁，使用机械制动安全可靠性甚差，这时必须采用电气制动方式。提升机常用的电气制动方式有发电制动和动力制动，

17、但发电制动多用于低频发电制动。,三、提升机的爬行与停车,1.脉动爬行 当减速阶段采用动力制动或自由滑行减速方式时，在减速终了时，用低速继电器使提升电动机自动给电和断电，提升速度被控制在0.5到1.5米/秒之间脉动变化。脉动调速时，电动机在特性曲线上的工作过程如图9-7所示。减速阶段为自由滑行减速时，速度沿着纵坐标轴下降，当降至0.5米/秒时（即1点）利用速度继电器，又投入交流电源，这时工作点到达2。由于此时M 2 M j，速度继续下降，由23点。,此时速度继电器 动作，切除一段电阻，使由34点。由于是M 4M j，速度上升。当速度上升到1.5米/秒，又切断交流电源，由56点，速度又沿纵坐标下降

18、。当由61点时又通上电源，如此反复进行，直至停车位置时断电施闸停车。如果采用动力制动减速时，在动力制动作用下速度下降到0.5米/秒，即到达特性曲线上的8点，然后切除直流电源，经过熄弧闭锁延时后投入三相交流电源，由82点，以后便按82345612进行低速脉动爬行，直至最后施闸停车。,图9-7电机爬行阶段在特性曲线上的工作过程,2低频爬行控制 若减速阶段用低频发电制动时，当减速终了，提升电动机由低频制动自然地转化为低频拖动，由于低频自然特性很硬，故可实现稳定的低速运转。图9-4所示低频爬行时即由点24ntP2。这种控制方法，不仅没有转子电阻的能量消耗，也不要单放一套微拖动装置，它可与减速阶段共用一

19、套低频装置，完成两个阶段的控制，所以是目前交流拖动实现自动化控制的一种较好的方案，但缺点是初期投资较高。,第三节 提升机TKD-A电气控制系统,一、TKD-A电气控制系统的组成及作用 TKD-A电控系统主要由高压开关柜、高压换向器、主电动机、操作台、动力制动电源柜、液压站、润滑站、起动电阻及辅助控制设备等组成。整个电路分为主回路、测速回路、安全回路、控制回路、可调闸控制回路、减速阶段过速保护控制回路、动力制动回路、调绳闭锁回路、自整角机深度指示器回路、辅助回路等十大部分。主要元件名称列于表9-1中，电气控制线路如图9-8所示。,1、主电路主电路是指主电动机的定子和转子回路，用以给主电动机供电和

20、电动机换向及保护。1）定子回路提升机电动机的定子绕组经高压隔离开关QS1、高压油断路器QF和高压换向器与6000V高压电源相联。高压换向器由正转接触器KM2、反转接触器KM3和线路接触器KM1组成，用以控制电动机转向和电源的通断。高压油断路器设有失压脱扣器KV1及过电流脱扣器KA1、KA2，当电源电压过低或电动机过流时，油断路器跳闸以保护电动机；另外，在安全回路串有油断路器的辅助触点QF，同时实现安全制动。在电压互感器TV的二次侧与失压脱扣器KV1相串联的还有紧急停车开关SF1、高压换向器室栅栏门闭锁开关SL1，前者用于紧急情况下司机脚踏停车；后者用于栅栏门与高压电源闭锁，当打开栅栏门时，SL

21、1即断开，KV1断电，油断路器跳闸，可以保证进行高压换向器室人员的安全。在电流互感器TA12上还接有三相加速电流继电器KA3，用以实现电流控制。,当采用动力制动时，由晶闸管电源柜S提供直流电源，经过动力制动接触器KM4，与定子绕组接通。QS2与QS3分别为高压电源的进线和备用线的高压隔离开关。2）转子回路电动机转子回路附加八段电阻，其接入与切除分别由八个加速接触器K1VK8V进行控制。,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测速发电机BR，它由主电动机拖动，其输出电压和极性反映了提升系统的实际速度和旋转方向。在测速回路内接有八个继电器和仪表等元件。,1）

22、在第1、2行回路内接有提升方向继电器KV8、KV9。由于二级管VD10、VD11的单向导电作用，使它们的通断反映了提升机的旋转方向。其触点分别接在速度给定自整角机B5和B6的励磁绕组内（6870行），从而保证提升机正转时自整角机B5工作，反转时自整角机B6工作。与KV8、KV9串联的电阻Rt1用以防止等速时测速发电机电压较高烧坏其线圈；低速时用低速中间继电器KV13的动断触点将其短接，以保证有足够吸合电压。,2）低速继电器KV3（3行）。它和低速中间继电器KV13（33行）相配合，用以实现低速脉动爬行。低速继电器整定在对应提升速度0.5m/s时释放，1.5m/s时吸合。通过KV13在换向回路内

23、动断触点（11行），使电动机二次给电，自动实现脉动爬行。,3）第4、5、6行分别接有速度继电器KV4、KV5、KV6。它们的触点分别接在18、20、22行回路内，利用这三个继电器可以在动力制动减速时适当切除电阻，以维持较大的制动转矩。它们的动作是按速度原则控制的。,4）过速继电器KV7（7行）。用以进行过速保护。当提升速度超过最大速度m的15%，KV7被吸持，串接在安全回路的动断触点打开，利用KM5自动切断电动机电源，并进行安全制动。KV7的整定电压应为2201.15=253V。,5）在桥式整流器VC4的输出端接有测速反馈。在518端线上接有测速回路断线监视继电器KA5（71行下），当测速发电

24、机不发电或断线时，串接在安全回路的动合触点打开，提升电动机断电，并进行安全制动，保证了提升过程中测速回路必须完好。,3、安全回路安全回路用以保证提升机安全、可靠地运行。当出现不正常工作状态时，安全回路的接触器KM5断电，第12行动合触点打开，将电动机换向回路断电，使电动机与电源断开；并且断开安全阀电磁铁Y3（63行）的电源，提升机进行安全制动。安全回路串接的各种保护元件作用如下：,1）主令控制器手柄零位联锁触点SA1.1。当电动机操纵手柄在中间位置时，SA1.1闭合（除SA1.2外其它触点均断开见图9-8触点闭合表），提升机在运行中SA1.1断开，使提升电动机只能在断电的情况下才能解除安全制动

25、。防止安全制动一解除，提升机自动起动。2）工作闸制动手柄联锁触点SA2.1。当手柄位于制动位置时，其触点闭合，接入这一触点后，只能在工作制动状态下才能解除安全制动，这就可以避免提升机在容器及钢丝绳的重力作用下自动运转。,3）测速回路断线监视继电器KA5的动合触点。一旦测速回路出现故障，该触点断开。正常工作时，由于加速开始或提升终了测速发电机BR转速较低，以致使KA5无法吸合，为此，利用加速接触器K8V的动断触点短接KA5，使提升机能正常运转。4）减速阶段过速保护继电器动合触点KA6。减速阶段实际速度超过给定速度10%时，此触点断开。其继电器线圈在66行回路内，由磁放大器A2供电，工作原理将在后

26、面加以讨论。,5）等速阶段过速保护继电器KV7动断触点。当提升机运转速度超过最大速度15%时，触点断开。6）失流联锁继电器动合触点KA7（线圈在55行）。为防止深度指示器回路断线，将其失流继电器KA4（线圈在自整角机B3、B4励磁回路内）的动合触点串接在KA7线圈的回路内，当深度指示器断线或直流断电时，该触点打开。7）制动油过压继电器K2（线圈在37行）动断触点。当制动油压过高时，油压继电器KP1的触点闭合，K2有电，断开其动断触点。同时信号灯HLR2发出指示。,8）动力制动失压继电器KV2的动合触点。若晶闸管整流装置断线或发生故障失压时，接在晶闸管整流柜S内的KV2失电，同时安全回路断电。9

27、）高压油断路器QF的辅助动合触点。若油断路器因故跳闸，该触点打开，使高压断电的同时，安全回路亦断电进行安全制动。10）过卷开关SL2SL5。其中SL2、SL3装在深度指示器上；SL4、SL5安装在井架上，当任一过卷开关打开时，均能使安全回路断电进行安全制动。11）过卷复位开关SA5。用于过卷后将SL2SL5短接，使安全回路通电，以放下过卷的容器。为了防止再次过卷，SA5与过卷开关之间有联锁关系，有两组触点串接在换向回路内，当接通SA5时，只能使提升机向过卷相反的方向开车。,12）闸瓦磨损开关SL6、SL7。它们分别安装在制动器上，当闸瓦磨损量超过规定值时，其触点打开。13）调绳转换开关SA4、

28、7。正常提升时该触点闭合，将调绳闭锁回路短接，调绳时该触点打开，将调绳闭锁回路接入安全回路，以保证调绳过程的安全。如果调绳需要打开离合器时，将SA4扳至中间位置（见触点闭合表），调绳安全联锁开关SL8和调绳离合器行程开关ST1、ST2即可串接在安全回路中。当活滚筒被制动器闸住时，SL8才能闭合。离合器全部脱开时，ST2触点闭合；离合器全部接好时，ST1触点闭合，只有在上述情况下，才能解除安全制动，开动提升机进行调绳。否则，提升机实现安全制动，以保证调绳安全。,SA10为操纵台上手动控制开关，由司机进行控制。64行回路中SA4.12闭合，可使打开离合器的五通阀电磁铁Y4和闭合离合器的四通阀Y5通

29、电，为离合器操作准备了条件。41行回路中的SA4.10闭合，可通过信号灯指示出离合器的工作状况。,4、控制回路控制回路又可分为以下几个回路：1）高压换向回路。此回路主要元件为高压换向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和动力制动继电器线圈KV10，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控制接触器KM8（27行）控制。,3）转子电阻控制回路转子电阻控制回路，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

30、个加速接触器K1VK8V构成。,4）信号回路29行回路的信号接触器KM9在井口发来开车信号时通电，立即闭合自保触点和在换向回路（12行）及转子电阻控制回路（17行）的触点，为提升机起动准备了条件。当提升容器到达减速点时，深度指示器上的减速开关SL9或SL10（31行）被打开，减速继电器K1断电，打开其自保触点和KM9线圈（29行）回路中的触点，使KM9断电，将主电动机电源切断，并在转子中加入全部电阻，同时动力制动控制接触器KM8（27行）回路中的K1断开，可以实现动力制动。,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，自动换向回路不能进行自动换向和自动

31、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。,6）时间继电器回路时间继电器回路（4455行）采用直流电源，由整流器VC1或VC8获得直流电，二者互为备用。在直流电源上接有消弧继电器KT9（46行），用以防止换向时因电弧未熄灭而引起主回路弧光短路，也可以避免交直流切换时造成短路。因为在正反转换向时或动力制动投入时，都要经过KT9的0.50.8s延时，这段时间，电弧已熄来，然后才能使KT1（15行）闭合，构成换向通路。KT1KT8为八个时间继电器，用以实现时间控制，它们的动断触点接在相应的加速接触器回路中。控制回路的其他电路将在控制过程中

32、加以介绍。,5、可调闸控制回路可调闸是通过电液调压阀调节制动油压的大小，从而达到调节制动转矩的目的。电液调压阀线圈Y1（或Y2）中的电流，是由制动手把带动自整角机B1发出的信号，经磁放大器A1放大后供给的。如图9-9所示。,图9-9 电液调压阀工作原理1制动手柄；2传动齿轮；3自整角机；4磁放大器；5十字弹簧；6线圈Y1；7永久磁铁；8挡板；9回油管；10喷嘴；11电液调压阀,6、减速阶段过速保护控制回路减速阶段过速保护由磁放大器A2控制的过速继电器KA6来实现。当实际速度超过给定速度的10%时，A2的1516线圈中的激磁安匝较A2的1718线圈中激磁安匝增大10%。因为A2的1516线圈的双

33、号端子接至电源正极（518），所以这时对A2来说速度偏差为负激磁。由于A2调成继电特性，故这时A2的输出突然减小，使KA6释放，切断安全回路，实现安全制动。A2也是内正反馈接线，再用控制线圈1112接成外正反馈，调整Rt21使A2的反馈系数大于1而成为继电特性，如图9-11所示。调整Rt21可以改变特性曲线环的宽度，初始工作点为A。,7、动力制动控制回路矿井提升机采用动力制动，可以提高提升机运转的安全性并减轻机械闸的负担。TKD-A电控系统配有KZG（D）型单相晶闸管动力制动电源柜，系统框图如图9-12所示。晶闸管输出电压的大小与触发装置输入的控制信号电压的高低有关。,图9-12 TKD-A电

34、控系统动力制动框图,8、KZG（D）型晶闸管动力制动电源装置以往动力制动电源多采用电动机-发电机组，这种电源在技术和经济性能方面都较差，因此，目前已被晶闸管电源装置代替。下面介绍与TKD-A电控系统相配套的KDG（D）单相晶闸管动力制动电源柜。,1）主电路主电路采用单相桥式半控整流，如图9-14所示。交流输入侧接在380V电源的A1C1之间，由直流输出侧看入，两只晶闸管（VT1、VT2）和两只整流二级管（VD1、VD2）分别是串联的，接在直流输出端的两只二极管，可以自然地起到续流作用，而无需再加接续流二级管。,图9-14 KZG（D）型电源装置的主回路,整流桥的交流侧采用整流式阻容吸收过压保护

35、电路，由VD3VD6组成。直流侧采用阻容吸收电路作为过电压保护。并联在整流元件两端的阻容吸收电路，作为换相过电压保护。,2）触发电路触发电路采用小晶闸管作脉冲功率放大的单结晶体管触发电路，如图9-15所示。主电路晶闸管VT2及VT1分别在主电压UAC的正半周及负半周导通。单相同步变压器的初级接在电网的B相上，与UB1反相及同相的次级电压U-B2及UB2分别作为晶闸管VT2及VT1的触发电路的同步电压。下面以晶闸管VT2的触发电路为例来说明移相控制原理。,图9-15 KZG（D）型电源装置的触发电路,9、自整角机深度指示器回路图9-8中的B3和B4为接成指示器方式的两个自整角机。发射机B3由提升

36、机主轴带动旋转，接收机B4的转子与深度指示器圆盘的指针相联接。B3和B4的激磁绕组串联由同一交流稳压电源供电。根据同步传递原理，绞车运转时，指针便可指示提升容器在井筒中的位置。,10、辅助回路辅助回路（图9-8中5665行）用以对提升机辅助设备供电和控制。低压380V电源也有备用电源，通过转换开关QC1进行切换。在辅助回路上接有动力制动电源柜S（56行），用自动开关QA2控制和保护。MC1与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与MC4为润滑油泵电动机，二者也互为备用，用转换开关QC4转换，用接触器KM11控制。另外，在辅助回路上还接有安全制动

37、电磁铁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等元件。,三、电控系统的操作及动作过程,1、开车前的准备1）将制动手把拉至全抱闸位置，主令控制器手把置于中间位置，各转换开关扳至所需的位置；2）合上高压开关柜的隔离开关QS1、QS2（或QS3）和油开关QF，使高压换向器电源端有电，同时电压表指示出高压数值；3）合上辅助回路开关QC1、QA1和QA2，辅助回路送电；4）起动制动油泵、润滑油泵及动力制动电源柜；5）合上QC2开关，直流控制回路（4455行）送电；6）合上SA8（65行）开关，接触器KM7通电，控制回路接通电源（89行）。如果安全回路正常，则安全

38、接触器KM5通电，解除安全制动。,2、提升机起动加速当井口发来开车信号，信号接触器KM9（29行）通电，其触点动作，完成下列功能：1）30行动合触点闭合，实现自保；2）12行动合触点闭合，为正转（或反转）接触器KM2（或KM3）通电作准备；3）17、24行动合触点闭合，为K1VK8V通电作准备；4）36行动合触点闭合，短接终点开关SE1、SE2，KV11通电，闭合串在11行的动合触点KV11，提升机只能正转。将工作制动手把置于松闸位置。将主令控制器手把置于正转方向的极端位置，其触点闭合情况可查图9-8 SA1闭合表。此时正转接触器KM2通电，触点动作，完成下列功能：,1）11行动合触点闭合，实

39、现自保；2）电动机定子回路主触点闭合；3）11、12行间动合触点闭合，使线路接触器KM1通电，闭合其定子回路主触点，电动机定子接通电源；4）13行动断触点断开，对反转接触器KM3实现闭锁；5）15行动断触点断开，对动力制动接触器KM4实现闭锁；6）46行动合触点闭合，熄弧继电器KT9通电，断开其串接在4748行回路间的动断触点，使时间继电器KT1断电（由于此时电动机电流小，加速电流继电器KA3未吸持）。,此时，电动机定子接通电源，转子串入八段电阻，运行在Rpr1特性曲线上（参阅图9-4）。当KT1在16行中的触点延时闭合时，加速接触器K1V通电，完成下列功能：1）电动机转子回路内的主触点闭合、

40、切去第一段预备段电阻Rpr1，使电动机运行在Rpr2特性曲线上，提升机开始加速；2）47行动断触点断开，以免加速电流继电器KA3吸合后KT1再次通电；3）47与48行之间动合触点闭合，为按以电流为主附加时间的起动方式作好准备；4）48与49行之间动断触点断开，使KT2断电（一般情况下第一、二级采用单纯时间控制，所以此时KA3还未吸合）、实现时间控制；5）17行动合触点闭合，为K2V通电作准备。,3、等速阶段等速阶段不需任何控制，电动机运行在固有特性曲线上的M=Mj点（图9-4中的P点）。4、减速阶段本系统可采用下列几种减速方式。,1）动力制动减速当提升容器达到减速点时，限速圆盘上的撞块压动减速

41、开关SL9（或SL10，31行），使减速信号继电器K1断电；同时压合其动合触点（42，43行），用电铃HA发出减速信号。K1断电使29行信号接触器KM9断电，KM9在12行回路中的动合触点便断开KM2（或KM3），因而主电动机从交流电网上切除。同时在27行中的K1触点断开动力制动控制接触器KM8的电源，KM8断电又使KC1（28行）断开，同时在15行回路中的动断触点闭合，又使动力制动接触器KM4及动力制动继电器KV10通电，完成下列功能：,（1）闭合定子回路主触点，接通动力制动电源，电动机定子送入直流电，开始动力制动；（2）13行回路的动合触点KM4闭合，实现自保；（3）12行回路中的动点触点

42、KM4断开，对交流实现闭锁；（4）16行回路的KV10闭合，使K1V通电，切除第一预备段电阻Rpr1，使动力制动运行在第二预备级电阻Rpr2特性曲线上，以获得较大的制动转矩；（5）18、20、22行中的动合触点KV10闭合；17、19行中动断触点KV10断开，为按速度原则切除电阻准备了条件，以调节制动转矩；（6）24行回路中动断触点KM4断开，故K6VK8V不能通电，使动力制动过程中保留一部分转子电阻不切除；（7）16和17行之间动合触点KM4闭合，用信号灯HLR发出动力制动运行指示。,2）电动机减速当采用电动机减速方式时，应将正力减速开关SA3置于正力减速位置，此时，SA3.2、SA3.6、

43、SA3.8均闭合（13、17、27行）。当提升容器到达减速点时，SL9（或SL10）断开K1的电源（31行），信号接触器KM9同时失电，但由于SA3.2（13行）闭合，电动机定子不断电；加速接触器K6V（24行）因KM9动合触点断开，电动机转子串入三段电阻，按电动方式运行。由于MMj，电动机开始减速。司机可根据减速要求，用主令控制器手把逐渐将电阻加入，以降低提升机速度。,3）自由滑行减速自由滑行减速时，司机在减速点立即将主令控制器手把扳至中间零位，电动机定子断电，转子串入全部电阻，此时，电动机转矩M=0，在负载转矩作用下开始减速。当达到爬行阶段时，如需正力，司机重新扳动主令手把以实现二次给电脉

44、动爬行。,4）脚踏动力制动在提升机运行的任何时刻均可投入脚踏动力制动减速；在低速下放重物或人员时，也可按脚踏动力制动方式运行。,5、爬行阶段当提升速度减至0.5m/s时，第3行回路的低速继电器KV3释放，其串接在33行中的动合触点断开，使低速中间继电器KV13断开，它在11行中的动断触点闭合，为二次给电作好准备；它在32行中的动断触点闭合，使K1通电吸合。K1串接在27行中的动合触点闭合使KM8通电，其串接在15行的动断触点断开，使动力制动接触器KM4和动力制动继电器KV10断电，解除动力制动；其串接在12行的动合触点KM8闭合，为电动机二次给电准备条件。在46行中的动合触点KM4断开，使熄弧

45、继电器KT9断电，在47行与48行之间动断触点延时闭合，使KT1通电。KT1串接在15行中的动合触点闭合，使KM2（或KM3）通电,吸合，电动机二次给电，转子串入全部电阻运行在Rpr1特性曲线上（参看图9-7），速度继续下降。同时KM2在46行中的动合触点闭合，使KT9通电，KT1断电，其16行的动断触点延时闭合，接通K1V，切除第一段预备段电阻，电动机转入Rpr2预备级特性曲线上加速运行。当提升机速度超过4，达到1.5m/s左右时，第3行低速继电器KV3又重新吸持，通过33行低速中间继电器KV13电动机又与交流电网断开。电动机将以自由滑行方式减速，待速度下降至0.5m/s时又重复上述过程，如此直至容器到达停车位置。,6、停车当容器到达停车点时，35行中的终点开关SE1(或SE2)被碰开，使工作闸继电器KC2断电，在66行中的动合触点断开A1电源，自动实现工作制动。同时使提升方向选择继电器KV11断电，KV12可以通电，保证了提升机再次提升时，只能反向运转。提升机经过起动加速、等速、减速、爬行控制运行，使提升容器到司机应将工作制动手把拉至全抱闸位置，主令控制手把置于中间位置，本次提升循环完成,