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。
课程设计说明书一．课程设计的目的电机与电力拖动基础是工业自动化专业的一门主要专业基础课.它主要是研究电机与电力拖动系数的基本原理,以及它与科学实验、生产实际之间的联系。
电机与电力拖动基础课程设计是理论教学之后的一个实践环节,通过完成一定的工程设计任务,学会运用本课程设计所学的基本理论解决工程技术问题,为学习后续有关课程打好必要的基础。
二、课程设计的主要内容题目：提升机主电路的设计内容：提升机电力拖动系统原理图：各级传动机构速比：1233 3.54j j j ===、、各级齿轮传动效率：0.95η= 各轴飞轮距：2222222212123.49.40.465.R m GD N m GD N m GD N m GD N m ====、、、卷筒直径：0.6d m =吊钩质量：0200m kg =他励直流电动机：min /110011022020r n A I V U kW P N N N N ====、、、 重物质量：kg m 3500=提升机电力拖动系统速度图：1．加速阶段t 1： 以最大加速度加速，速度由0增加到v 1，当v=v 1时，电机工作在固有特性上。
2． 等速阶段t 2：以v 1速度匀速运行。
3．调速阶段t 3：以v 2速度匀速运行，v 2 =0.8v 1。
4．减速阶段t 4：以最大减加速度减速，速度由v 2减小0。
相关参数的计算电机的输出转矩 ： meq L T T ==C m j T η=m N ⋅⨯⨯⨯395.045.335439m N ⋅=151 飞轮矩的折算： GD 221222122212122)()(m m R j j j GD j j GD j GD GD +++= =123+2349+2)5.33(40⨯+2)45.33(465⨯⨯m N ⋅=129.07m N ⋅ 总的负载转矩为 ：=Tm m N m N d g m m o ⋅=⋅⨯⨯+=+544026.08.9)3500200(212)(21 传动机构损耗转矩为： m N jGR j GR T c ⨯=-=-=∆5.215.129151η 三、设计方案论证⑴ 串电阻分级启动电压不变，在电枢回路中串接电阻Rst 也可以达到限制起动电流的目的，如果起动电流产生的起动转矩M st 大于负载转矩Mz ，电动机就按一定的加速度旋转起来，使n 不断升高，Ea 逐渐增大，电枢电流与电磁转矩逐渐减小，电动机的加速作用也逐渐减小，致使转速的上升速度缓慢，起动过程延长，想要保持起动过程电动机加速度不变，必须要求电动机的电枢电流和电磁转矩在起动过程中保持不变，也就是随着电动机转速n 的增加，电枢回路串接的起动，电阻Rst ，平滑均匀的减小，这一点实在很难达到，通常只能把串接的电阻分成若干段，分段切除，切除方法，可用自动控制也可用手动控制。
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。
