调速电机在提升机上的应用【鹤壁万丰矿机】

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楼主 2020-10-16 15:35:45
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调速电机在提升机上的应用(下)


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矿井主提升系统主要组成


矿井提升机的系统并非只是上面所示的提升机部分,它还包括润滑系统、机械传动系统、观测与操纵系统、拖动控制和自动保护系统以及制动系统等。



一、主轴装置

作用

1.缠绕或下放提升钢丝绳

2.承受各种正常载荷,并将载荷经轴承传给基础

3.承受在各种紧急事故下所造成的非常载荷

4.当更换提升水平时,调节钢丝绳的长度(仅限双滚筒提升机)

结构

     主轴装置包括滚筒、主轴、主轴轴承及调绳离合器(双滚筒特有)等。

      滚筒的筒壳通过轮辐、轮毂用键和轴固定(固定滚筒)。筒壳外边一般均设有木衬,木衬上车有螺旋导槽,以便使钢丝绳在滚筒上作规则排列,并减少钢丝绳的磨损。两米单滚筒只有一个制动盘。当单滚筒作双钩提升,左侧钢丝绳为下边出绳,右侧钢丝绳为上边出绳。单滚筒由于调绳不方便,为此做成双滚筒。双滚筒的左滚筒通过调绳离合器与主轴连接。

调绳离合器

1.种类

 调绳离合器可分三种即齿轮离合器、摩擦离合器、蜗轮蜗杆离合器。

2.作用

使游动滚筒与主轴连接或脱开,以便在调节绳长或更换提升水平时,使游动滚筒与固定滚筒有相对运动。

二、减速器

提升机减速器的作用:

1)把电机的输出转速降低到滚筒所需要的    工作转速。

2)把电机的输出力或扭矩增加到滚筒所需  要的力或扭矩。

三、电机

电机的作用:为整个工作系统提供动力。

四、深度指示器

深度指示器是矿井提升机的一个重要附属装置。目前我国提升机应用较多的是圆盘式深度指示器和牌坊式深度指示器。我矿使用的均是牌坊式深度指示器,机械式和电子式两种。

作用:

1)向绞车司机指示提升容器在井筒的位置;

2)当容器接近井口停车位置时,发出减速信号;

3)当提升容器过卷时,打开装在深度指示器上的终 端行程开关,切断保护回路,进行安全制动,防止过卷或过放事故的发生;

4)减速阶段通过限速装置进行限速保护等。

五、制动系统

矿井提升机制动系统由制动器和液压站组成。

作用:

1)正常工作制动:即在减速阶段参与提升机的速度控制;

2)正常工作制动:即在提升终了或停车时闸住提升机;

3)安全制动:即当提升机工作不正常或发生紧急事故时,迅速而及时的闸住提升机;

4)双滚筒提升机在更换水平、调节绳长或更换钢丝绳时,能闸住游动滚筒,松开死卷筒。

六、电控系统

电控系统组成:系统由电动机正反转回路、转子电阻控制回路、手动可调闸回路、信号指示回路、故障开车回路、安全联锁保护回路等环节组成。     

安全回路:故障发生后,提升机立即抱闸实施机械制动,提升机不能再启动,直至故障被复位。

电气停车回路:故障发生后,系统将立即实行电气停车。之后,提升机将不能启动,直至故障被复位。

闭锁回路:故障发生后,仍允许提升机继续完成本次提升。但在本周期完成之后,提升机将被闭锁,不能启动,直至故障被复位。

作用:电控设备用以对矿用提升绞车进行启动、加速、匀速、减速进行控制,且具有必要的电气保护和联锁装置。


2
动力控制系统改造的必要性


原系统存在以下缺点:

目前矿用提升机控制系统普遍采用绕线电机转子串电阻的方式进行调速,该系统存在以下缺点:

1.大量的电能消耗在转差电阻上,造成了严重的能源浪费,同时电阻器的安装需要占用很大的空间。

2.控制系统复杂,导致系统的故障率高,接触器、电阻器、绕线电机碳刷容易损坏,维护工作量很大,直接影响了生产效率。

3.低速和爬行阶段需要依靠制动闸皮摩擦滚筒实现速度,特别是在负载发生变化时,很难实现恒减速控制,导致调速不连续、速度控制性能较差。

4.启动和换档冲击电流大,造成了很大的机械冲击,导致电机的使用寿命大大降低,而且极容易出现“掉道”现象。

5.自动化程度不高,增加了开采成本,影响了产量。

   低电压和低速段的启动力矩小,带负载能力差。


3
提升机的改造方案


智能调速电机系统改造原理图:



主回路方案:

为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点,采用智能调速电机系统技术改造提升机,可以实现50-2025r/min范围内的速度控制。对再生能量的处理,可采用价格低廉的能耗制动方案或节能更加显著的回馈制动方案。为安全性考虑,液压机械制动需要保留,并在设计过程中对液压机械制动和智能调速电机系统的制动加以整合。

控制回路方案:

提升机传统的操作方式为,操作工人坐在煤矿井口操作台前,手握操纵杆控制电机正﹑反转各三挡速度。为适应操作工人这种操作方式,控制器采用多段速度设置,设为正反转和低、中、高三挡速度。

控制参数要求:

      提升机无论正转、反转其工作过程是相同的,都有起动、加速、中速运行、稳定运行、减速、低速运行、制动停车等七个阶段。每提升一次运行的时间,与 系统的运行速度,加速度及斜井的深度有关,各段加速度的大小,根据工艺情况确定,运行的时间根据现场的状况确定。


(1)第一阶段0~t1:串车车厢在井底工作面装满煤后,发一个联络信号给井口提升机操作工人,操作工人在回复一个信号到井底,然后开机提升。重车从井底开始上行,空车同时在井口车场位置开始下行。

(2)第二阶段 t1~t2:重车起动后,加速到智能调速电机系统的转速f2速度运行,中速运行的时间较短,只是一过渡段,加速时间内设备如果没有问题,立即再加速到正常运行速度。

(3)第三阶段 t2~t3:再加速段。

(4)第四阶段 t3~t4:重车以智能调速电机系统的转速f3的最大速度稳定运行,一般,这段过程最长。

(5)第五阶段 t4~t5:操作工人看到重车快到井口时立即减速。

(6)第六阶段 t5~t6:重车减速到低速以智能调速电机系统的f1速度低速爬行,便于在规定的位置停车。

(7)第七阶段 t6~t7:快到停车位置时,智能调速电机系统立即停车,重车减速到零,操作工人发一个联络信号到井下,整个提升过程结束

      绕线式电机转子串电阻调速,电阻上消耗大量的转差功率,速度越低,消耗的转差功率越大。使用智能调速电机系统控制,是一种不耗能的高效的调速方式。提升机绝大部分时间 都处在电动状态,节能十分显著,取得了很好的经济效益。另外,提升机智能调速电机系统后,系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高,减少了运行故障和停工检修工时,节省了人力和物力,提高了运煤能力,间接的经济效益也很可观!


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