提升机的电力拖动与控制课程授课教案
课 时 4 教 具 多媒体 备课日期： 2013年 月 日
班 级 主提升机操作工 上课日期 2013.9.2 课 题 目 的 提升机的电力拖动与控制 1、了解提升机的电力拖动与控制原理。 2、掌握提升机的电力拖动与控制操作方法。 要 求 重 点 难 点 课 型 教 法 教学环节 提升机的电力拖动与控制原理 公共课 讲授－提问－－教师总结－讲授 课堂主要教学内容及时间分配 考勤点名、稳定情结、自我介绍（3分钟） 1.教学组织 2.导入课程 3.讲授新课 4.课堂小结 5.布置作业 宣布学习要求、导入新课程（3分钟） 讲授主课（60分钟） 课堂小结（3分钟） 提问，布置作业（5分钟） 教师：杨鞭
提升机的电力拖动与控制
第一节 提升机电力拖动
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。 一、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。
矿井地面提升直流电动机常采用ZD、ZJD系列。按电枢直径尺寸的大小，划分为大型和中型。 大型：直径超过Φ1000mm的为大型， 中型：直径在Φ423mm～Φ1000mm的为中型，
直流电动机的直流电源如采用直流机组电源电，直流发电机常选用ZF、ZJF系列。直流发电机电压一般应比电动机电压稍高一些，以补偿电枢电路内的压降。拖动直流发电机的交流同步电动机，常用TD系列。对于可控硅供电的直流电动机，则采用专用电动机。 二、交流同步电动机拖动
交流同步电动机与直流他励电动机相比，具有制造简单、造价低、电动机效率高、维修简单、噪声小等特点。交流同步电机 采用晶闸管交一叉变频供电，由计算机控制，可实现主井箕斗提升自动化和副井罐笼提升半自动化。
第二节 提升机的电气制动系统。
一、电气制动系统的类型和特点 电动机可以把电能转化为动能， 即输入为电能， 输出为动能。 （1）发电制动：电动机运行时由于受外力驱动，当转速超过某一临界转速时，输出由正转矩变为负转矩，电动机变为发电机运行，发出的电能送回电网，电动机运转起到制动作用。
（2）动力制动：又称为能耗制动。把电动机定子绕组输入给直流电流，则定子建立静止磁场，当转子在外力驱动下转动时，转子绕组同静止磁场产生相对运动，转子绕组便产生电势，通过外回路电阻产生
的电流又建立了动磁场，转子动磁场同静磁场相互作用产的制动
（3）反接制动：为了使电动机快速停车或逆转，将电动机 电源从电网上拉下来，再接入同原运转方向相反的电原，使电动 机产生负转矩称为反接制动。反接制动力矩较大且制动快，但所 产生的电流冲击和力矩冲击也很大，在提升机上应用较少。
（4）变频和低频发电制动：采用变频和低频发电电源的拖动系统，可以以发电制动的方式实现电气制动
二、动力制动装置 .晶闸管动力制动系统的特点
（1）系统有良好的静态特性，可以缩短爬行时间，增加提 升能力。 （2）效率高，节约电能，占地小。 （3）无旋转部分，无振动，无噪声。 （4）故障率低，维修能量小。 三、微机拖动装置
主井提升容器采用能自动装卸载的箕斗， 当箕斗接近终点时 需要自动减速， 并能稳定地进入曲轨完成自动卸载的低速爬行程 序。 在直流拖动系统中，由于他激直流电动机的良好特性，只要 降低电枢两端电压，便可获得稳定的低转速运行，所以不需要微 机拖动装置， 而在交流拖动系统中的主井提升中则应有微机拖动 装置。 常用到的微机拖动装置是用一台小于主电动机十几倍的低 压电动机和减速机，通过气囊离合器与主电动机轴结合后，带动 提升机低速运行。气囊离合器是需要压缩空气来操作离合的。 四、低频制动
低频拖动不需要增加机械设备，利用低频 3～5Hz 交流电源 直接送入主电动机，使其低速运行。 低频电源： （1）低频发电机组。由一台交流电动机带动低频发电机。 （2）晶闸管交直交变频装置。这是一种利用硅整流器将工 频交流电源变为直流电源， 再用晶闸管将直流电源变成需要的低 频交流电源的变频装置。 （3）晶闸管交─交变频装置。它是用晶闸管元件构成的、 将交流工频电源直接变成低频电源供提升主电动机使用的变频 装置。 【课堂小结】 分钟） （3 一、 应知点：电气制动系统
的类型和特点 二、 应会点：提升机电力拖动
第三节 提升机的拖动控制系统
一、电气控制系统的组成 我国常用的交流拖动电气控制系统： 与 KJ 型提升机配套的 KKX 型电气控制系统；与 JK 型提升 机配套用地 TKD─A 型电气控制系统。滚筒直径为 1.6m 以下的 提升机，多采用 KGJ1 鼓型控制器线路和磁力站加速接触器控制 线路。多绳摩擦式提升机的电气控制系统有 JKMK/J 或 JKMK/J ─A 型控制系统等。
二、TKD─A 型电气控制系统 TKD─A电气孔立志系统由主回路、辅助回路、测速回路、安全回路、可调闸控制回路？控制回路、调绳闭锁回路、减速阶 段限速保护回路、动力制动回路和自整角机深度指示器回路。
附表:TKD─A 型点电气控制线路图符号及代表意义（课本193页 表9-1）
（1）作用。用于供给提升电动机电源，实现失压、过电流保护，控制电动机的转型和调节转速。
（2）组成。由高压开关柜（高压隔离开关 QS、高压油断路 开关 QF、 电流互感器 TA、 过流脱扣线圈 AGQ、 电压互感器 TV、 失压脱扣线圈 VSQ、紧急停车开关 SF、高压换向器栅门闭锁开 关 SL、加速电流继电器 KAC、高压熔断器 HFU 等） 、高压换向 器的常开触头、线路接触器的常开触头、动力制动接触器的常开 触头、晶闸管动力制动柜 KZG、提升电动机、电动机转子电阻、 加速接触器的常开触头（1KM～8KM）和装在提升机操作台上 的电流表和电压表等组成。其中，高压换向器的作用是用做主电 动机的通电、断电和换向。
（1）作用：通过安装在减速器快轴上伸出端的测速发电机， 把提升机的实际速度测量出来， 以供给速度比较回路和一些以速 度为函数的电气元件。
（2）组成: ① 他激直流测速发电机 BR （提升机速度达到最大时，输出 电压为直流 220V） 。 ② 速度表。 ③方向提升继电器 KFW、KR，速度给定自整角机 B2、B6， 使提升机根据提升方向有选择地工作，并相互闭锁。 ④减速爬行继电器 KSD（用于低速爬行阶段、实现二次供 电） 。⑤动力制动速度继电器 KV1、 2 和 KV3， KV 用于动力制动时， 按速度原则调节转子电阻，即调节提升速度。 ⑥等速阶段过速保护继电器 KGS2， 等速阶段过速 15%动作， 新开安全回路，进行安全制动、整定电压为 220×1.15=253（V） 。
（1）作用。 ①保证提升机在正常、安全状态下启动运行。 ②防止和避免提升机发生意外事故。
（2）组成。由安全接触器 KMA 串联多种保护触电组成。
（3）保护原理。 提升机出现异常情况→安全回路中的保护触电断开→安全 接触器无电释放， 断开高压换向器回路→高压换向器无电释放→ 断开主回路， 主电动机断电→安全阀电磁铁回路断电→切断制动 油缸的高压油路→将制动油缸与油箱接通→使制动油缸内的油 液分别将 A 管和 B 管流回油箱→实现提升机的二级安全制动。
K型提升机液压站上装有两套电液调压装置，其中一套工作，另一套备用，用QC3 转换开关转换。可调闸（工作闸）制动力的调节分为手动和自动两种方式。6.控制回路 控制回路由信号回路、电动机正反转回路、动力制动接触回 路、转子电阻控制回路组成。用以实现提升机启动与提升信号闭锁，以及以电流为主、时间为辅的自启动过程和减速、爬行阶段的速度控制。
6.控制回路
控制回路由信号回路、电动机正反转回路、动力制动接触器回路、转子电阻控制回路组成。 三、直流拖动控制系统
1.高压电源从矿井35kv变电所引入进线柜，高压配电分为四路：
（1）电压互感器柜，除了提供系统计量及保护装置外，电抠整流器的同步电源也由此引出 （2）低压辅助电源变压器供电柜，提供磁场整流器、380v辅助电动机电源及控制电源 （3）整流变压器出线柜，为电抠整流器提供交流电源
（4）补偿及谐波吸收装置，为晶闸管装置提供补偿及虑波器电源。高压系统为直流48v电源，有不间断的ups供电 提升机监控系统
监控系统是提升机运行过程中的监视及执行系统。在正常情况下，通过它的主控元件的操作，实现对冷却通风，闭环控制、磁场电源以及交直流回路开关的启停控制，为提升机的运转准备好必要的条件。当系统发生故障故障时，又都通过它发号施令，控制相应系统的电控开关断开，从而停止提升机的运行 安全控制系统
安全控制系统是保证提升机安全运行的主要设施。在提升机运行的设计中，必须按照《煤矿安全
规程》的要求，设置各项保护设施 操作程序控制系统
提升机的操作程序，就是操作提升机运行的全过程，即在各种运行方式下，提升机的启动、加速、减速、停车的过程。 箕斗装载程序系统
箕斗装载程序系统即箕斗装煤的特定过程。只有按照程序操作，装煤任务才能完全，否则将会造成事故。 数控改造后系统的组成
数控提升机的主控回路一般由PLC、通讯模块、输入和输出模块、数据采集模块和继电器等组成。在全数字调节系统的控制下，主回路将主电源转换为适合于主电动机运行的电源。