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煤矿提升机的电力拖动与控制系统能源环境煤矿提升机的电力拖动与控制系统辽源职业技术学院(吉林辽源) 葛立臣【摘要】本文主要阐述了煤矿矿井提升机电力拖动控制装置的要求，提出了提升机的电力拖动与控制系统的方案，尤其是晶闸管—电动机直流拖动可逆提升电控系统和交—交变频交流拖动可逆提升电控系统。
【关键词】提升机；电力拖动；控制系统1、提升机电力拖动控制装置的要求煤矿矿井提升机电控系统技术的性能，对矿井生产的效率和安全有直接影响。
煤矿技术人员要把握提升机电控系统原理，提升机对电控系统的要求，及各种电气传动方案的特点。
矿井提升有正向提升和反向提升，对不同水平的提升，每次提升循环容器的上升或下降的运动距离一般是相同的，也会出现不同情况。
每次提升都要经过启动、加速、等速、减速、爬行至停车的运行过程，提升机对电控系统有以下基本要求：（1）满足四个象限运行要求提升机正向提升，拖动电动机运行在Ⅰ象限。
但在减速下放时，若是正力减速，拖动电动机也运行在Ⅰ象限；而若负力减速，拖动电动机就运行在Ⅰ象限。
在提升机反向提升时，拖动电动机工作在Ⅰ和Ⅰ象限。
所以，提升机的运行要能满足四象限的运行要求。
（2）平滑调节速度，还要有较高的调节精度电控系统必须能满足运送物料，达到额定速度、运送人员要求不高于额定速度，要求提升机电控系统平滑连续调节运行速度。
为在不同负载下减速段的距离误差尽量地小，提升机的静差率越小越好，这样，能使爬行段距离尽量设计得小，减少低速爬行段的时间，缩短提升周期，提高提升能力。
（3）要有准确可靠的速度给定装置电控系统加减速时要平稳。
矿井提升机的加速度、减速度要按照《煤矿安全规程》进行限制。
立井在提人时加、减速度都不得超过0.75m/s2；在斜井提人时加速度和减速度都不可超过0.5m/s2。
限制加速度是为减少人对加减速度的不适反应程度，降低提升机加速时的电流冲击，提高提升设备的使用寿命。
矿井提升机系统是控制系统，提升容器在井筒中的哪些位置应加速、等速、减速、爬行都要按规范要求操作。
第一章概述第一节提升机电力拖动的特点及对拖动控制装置的要求矿井提升机（又称绞车、卷扬机）是矿井生产的关键设备。
提升机电控系统技术性能如何，将直接影响矿井生产的效率及安全。
欲掌握提升机电控系统的原理，首先要了解提升机对电控系统的要求，以及各种电气传动方案的特点。
矿井提升机为往复运动的生产机械，有正向和反向提升，又有正向和反向下放。
对于不同水平的提升，在每次提升循环中，容器的上升或下降的运动距离可能是相同的，也可能是不同的。
在每一提升周期都要经过从起动、加速、等速、减速、爬行到停车的运动过程，因此提升机对电控系统一般有下述一些要求。
1、要求满足四象限运行设提升机正向提升时，拖动电动机工作在第一象限。
而在减速下放时，如果是正力减速，拖动电动机也工作在第一象限，但如果为负力减速，则拖动电动机就工作在第二象限。
同样当提升机反向提升时，拖动电动机工作在第三象限。
而在减速下放时，如果是正力减速，拖动电动机也工作在第三象限，但如果为负力减速，则拖动电动机就工作在第四象限。
因此，提升机的运行必须能满足四象限运行的要求。
2、必须平滑调节速度且有精度较高的调节精度提升工艺要求电控系统须能满足运送物料(达到额定速度)、运送人员(可能要求低于额定速度)、运送炸药(2m／s)、检查运行(0.3～1.0m／s)和低速爬行(0.1～0.5m／s)等各种要求，所以要求提升机电控系统必须能平滑连续调节运行速度。
对于调速精度，为了在不同负载下的减速段的距离误差尽可能地小，要求提升机的静差率ｓ越小越好(一般在高速下ｓ＜１％)。
这样可以使爬行段距离尽可能设计得小，来减少低速爬行段的时间，从而缩短提升周期，获得较大的提升能力。
3、要求设置准确可靠的速度给定装置提升工艺要求电控系统的加减速度平稳。
根据安全规程，对矿井提升机的加、减速度都有一定的限制。
对竖井来说，提物时加减速度小于1.2m/s2；提人时加减速度小于0.7m/s2；对斜井，提人时加减速度小于0.5m/s2。
矿井TKD式电控提升机交流拖动技术改造L.S.H2010年12月26日Saturday前言针对国内矿山生产开发使用的一些工程设备，基本采用矿山矿井提升机的模式。
我国矿山的特色之一是中小型矿山占绝大多数。
矿井提升机交流拖动采用绕线式交流电动机通用转子外加金属电阻进行调速。
具有方法简单、产品价格低、现场工人和技术人员容易掌握等优点。
所以这种提升机电控还要在我国使用相当长的时间。
这种电控形式的提升机占90%左右。
进一步改造这种交流提升机电控是十分必要的。
我们就如下使用较为广泛的电控系统做阐述。
一、示例就目前使用比较多的电控系统TRD-A2-1286系统说明如下：1、主回路。
如图：电动机定子回路和主回路2、转子回路。
如图：3、安全回路。
如图：4、测速发电机回路。
如图：5、控制回路。
如图：6、辅助回路。
如图：7、转子接触器延时继电器回路。
如图：控制线路的运行简述：各种提升系统的运行一般可分为起动、加速、等速、减速、爬行、停车等几个阶段。
在运行的各个阶段中，根据负载和运行方向的不同以及力图和速度图的计算，一般有以下几种基本运行方式：1.正力加速-等速运转-负力减速；2.正力加速-等速运转-正力减速；3.正力加速-发电制动运转-负力减速；4.脚踏动力制动；5.低速电动运动（验绳）。
带动力制动装置的提升机电控系统，可以满足上述几种运行方式，减速阶段正力和负力减速的转换由开关2HK实现，其他运行方式的转换，由控制线路的动作完成。
二、当前这种控制系统存在的优缺点：这类拖动也就是我们常说的交流拖动。
它是在转子回路内接入一定的电阻，达起动（分8级和5级）及配合机械闸调速目的。
这种拖动方式投资小、技术简单、用户易于掌握。
目前还有广大的市场，但这种拖动方式技术落后、效率低、可靠性差需要技术改造。
三、具体对这种电控系统技术的改造方案就我们国家的情况来说，交流拖动提升机电控还有广大的市场。
在我国部分矿山，尤其是中小型矿井技术经济力量不足。
煤矿提升机变频调速拖动及PLC控制系统初步设计摘要目前，我国绝大部分矿井提升机(超过80%)采用传统的交流电控系统。
这种电控系统起动和调速换挡过程中电流冲击大；属于有级调速，调速的平滑性差；低速时机械特性较软，静差率较大；故障率高，节能效果差等。
为克服传统交流绕线转子异步电动机串电阻调速系统的缺点,采用PLC与变频器相结合的控制方案对传统电控系统进行改造，变频调速是通过改变定子供电频率，成功实现了提升电动机大范围的无级平滑调速，在运行过程中能随时根据电动机的负载情况，使电机始终处于最佳运行状态，能够满足提升机特殊工作环境的要求且有着明显的节电效果；采用PLC对提升系统进行保护和监控，使系统更加安全可靠。
关键词：提升机调速变频器 PLCMine hoist speed-adjusted drag and PLC controlsystem designAbstractAt present, the vast majority of mine hoist (more than 80%) using the traditional control system of alternating current. This electronic control system start-up and speed the process of shifting the impact of major current; are in-class speed, smooth speed control poor; low mechanical properties when the soft, quiet larger gap; high failure rate, energy-saving effect of poor . In order to overcome the traditional exchange of string wound rotor induction motor speed control system of the shortcomings of resistance, the use of PLC and inverter control scheme that combines the traditional GM electronic control systems, variable frequency speed control is by changing the stator supply frequency, the successful implementation of the enhance a wide range of motor smooth stepless speed control, the process can run at any time based on motor load conditions, so that motor is always running at its best to meet the lift requirements of the special working environment and have a clear energy-saving effect; used PLC to enhance the protection and monitoring system, allowing the system to a more safe and reliable.Keywords：mine hoist electric controlled system PLC transducer transformation目录符号说明 (IV)前言 (1)第一章煤矿提升机 (3)§1.1煤矿提升机概述 (3)§1.2对矿井提升设备的要求 (3)§2.3煤矿提升机的工作过程 (4)§1.4煤矿提升机的拖动与控制过程 (5)第二章变频器及其电路设计 (8)§2.1高压变频器简介 (8)§2.2高高变频器的工作原理 (9)§2.3变频调速主电路设计 (16)第3章基于PLC控制的大功率矿井提升机控制系统设计 (17)§3.1变频调速控制系统概述 (18)§3.2PLC控制系统设计 (19)§3.3PLC控制程序设计 (25)§3.4提升机在快速、减速或急停时的再生发电能量处理问题 (27)第4章其它电路设计 (31)§4.1旋转编码器的安装设计 (31)§4.3液压站的设计 (33)第5章抗干扰电路设计 (39)§5.1主电路抗干扰措施 (39)§5．2电抗器的作用及选择 (41)§5.3主电路其他抗干扰对策 (43)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (46)附录 (49)符号说明V 代表速度，单位m/s; a代表加速度，单位：m/s；t代表时间，单位s；U代表电压，单位伏（v）；前言矿井提升设备是沿井筒升降人员，提升煤炭、矿石、器材的机械设备。
矿山提升机的电力拖动与变频控制技术研究摘要：矿井提升拖动控制要求提升机有合理的方案，变频交流拖动可逆提升电控系统变频控制技术凭借其优越的调节性能，在同时针对变频控制技术基本原理进行概述，然后再详细阐明变频控制技术在矿山机电设备当中实践应用。
关键词：变频控制电力拖动矿山机电节能1、电力拖动系统的控制原理系统中设置了转速调节器和电流调节器，分别实现转速负反馈和电流负反馈作用，前者和后者之前实行串联联接如图1 所示对于电力拖动系统来说, 电动机本身的反馈有: 速度反馈, 电流反馈、电压反馈、频率反馈等。
也就是说，电流调节器的输入为转速调节器的输出，晶闸管整流器的触发装置由电流调节器的输出信号进行控制。
电流环处于双闭环结构的内环；转速环则处于外环。
双闭环调速系统为了获得良好的静动态性能，其转速调节器和电流调节器一般都采用PI 调节器。
图1.转速电流双闭环调速系统图2、变频控制技术在提升机设备中应用在矿井当中，提升机的主要任务就是负责安全输送物料以及人员，在矿井生产上具有举足轻重的地位。
将变频控制技术引入到矿井提升机驱动系统当中，便从根本上避免了上述的许多弊病，不仅实现了无级平稳的加速、减速。
还提高了系统的各方面性能，增强了各方面的保护，其中具体优点如下：(1)可通过编程器指令进行程序编写，完成电控系统中的继电器逻辑关系，同时控制电路图和梯形图相互转换也十分方便；(2)系统故障能够通过触摸显示屏和编程器直接查出，处理简单，同时检测机械、电汽方面故障；(3)由于外部线路控制执行继电器数量少，占用实际空间随着减少，故障自然减少，基本上免除了维护(4)回馈制动，提升机负力状态时，电机产生再生能量反馈至电网，明显节约了电能，与此同时，制动力矩增大，提高了绞车下方安全性；(5)控制精度较高，可扩展性强，通过修改内部程序即可完成对系统功能参数的改变，无须更改硬件接线，真正实现柔性控制(6)速度和制动不是通过机械来完成，而是通过电气来控制得，减少了系统冲击，减少了机械磨损，延长了设备使用寿命。
