交流提升机的控制.doc

交流提升机的控制 3.1矿井提升机简介 3.1.1矿井提升机的作用于分类 1、矿井提升机的作用 矿井提升机是联系煤矿井下和地面的重要运输设备，提升机在工作过程中主要完成以下几个方面的工作： 将井下生产的煤炭运输至地面； 将井下生产的矸石运输至地面； 将各种材料和设备送到井下或由井下运至地面； 运送工作人员入井或升井。 2、矿井提升机的分类 矿井提升机根据其要完成的工作任务，分为主井提升机和副井提升机。主井提升机主要用于提升煤炭；副井提升机主要用于提升矸石、运送物料、设备和人员。 按井筒条件，矿井提升机分为立井提升机和斜井提升机。立井提升机中，主井提升机的容器为箕斗，副井提升机的容器为罐笼。 按电动机的类型，矿井提升机分为交流提升机和直流提升机。交流提升机多采用绕线式异步电动机拖动，转子串电阻调速，直流提升机多采用调电压调速的控制方法。 另外，矿井提升机根据其机械系统的结构还可分为缠绕式和摩擦式，单容器提升和多容器提升等方式。 3.1.2提升机的工作方式和控制方法 1、提升机的工作方式 提升机电控系统的工作方式主要取决于提升机的功用、提升高度、提升高度、提升容器的形式、提升水平数和他们间的距离等因素。 所有的提升机都应当能够实行两种提升速度，一种是高速运行，另一种是低速运行。 高速运行用于正常生产。低速运行用于检查井筒、网丝绳、运送火药、长料及其它辅助操作。 电控系统分为自动控制系统和手动控制系统。自动控制系统的特点是提升机按给定的程序自动完成提升循环，不需要人员参与控制。手动控制系统则在每个提升循环都需要人员参与。 矿井提升机在运行过程中，每个循环要经历加速，恒速，减速和制动过程。不同种类电动机的起动方法是不同的，其自动控制方法也各有特点。电力拖动系统的控制方法很多，但不论哪种控制方法都是根据电动机在工作过程中的某一电气参数（如电流，电势和频率等）或机械参数（如转速等）的变化来进行。也可以利用对系统工作过程中，上述参数变化的时间规律，对系统实施时间控制。 2、提升机的控制原则 在交流提升机加速控制的过程中，主要采用的控制原则有，电流原则，时间原则和电流时间混合原则。 电流原则 为了限制绕组式异步电动机的起动电流和转矩，在转子回路中带入起动电阻，此时，电动机的起动电流和起动转矩为和,随着电动机转速的升高，电动机的电流不断减小，电磁转矩也随之下降，当电动机的电流下降到给定值时，短接部分起动电阻，使电机在新的机械特性下运行，电流和转矩又增大到和，通过上述过程的重复进行，逐段切除起动电阻，当转子回路所串的电阻全部切除后，电动机开始在自然特性曲线上运行，当系统达到稳态时，起动过程结束。在起动过程中，电动机的电流在～之间变化，起动转矩在～之间变化。 电流原则属于恒转矩起动，当负载电源电压或飞转矩等出现扰动时，加速度会出现相应的变化，其优点是系统将严格按规定的切换点工作，不会出现电流和转矩的冲击。 2）时间原则 利用时间继电器或定时器在起动过程中，按计算出各段电阻的时间，，….. 逐级切除转子回路所串的各段电阻，当时，切除全部外串电阻，使电机工作在自然特性曲线上。 当负载的静态转矩不变，以及起动过程中的最大起动转矩和切换转矩不变时，每段电阻的工作时间可以根据下式求出。 或 式中： ——电动机的额定转矩 ——拖动系统的飞轮转矩在电机轴上的折算值 ——电动机的理想空载转速 ——电阻上额定转矩时的转差率 （）——最大起动转矩（电流） （）——切换转矩（电流） X级电阻特性上的加速时间减去执行元件的固有动作时间就是该级加速时间继电器或定时器的整定时间。 （秒） 时间原则属于恒加速控制。负载、电源和飞轮转矩等的扰动均不会影响起动过程完成的时间，但当扰动存在时，切换点将发生变化，可能引起电流和转的冲击。时间原则控制系统适用于负载变化不大的拖动系统。 电流时间混合原则 从上述分析可知，时间控制原则在负载变化较大时，容易出现电流和转矩的冲击，因此，其适用用于拖动负载转矩不变或变化较小的负载，电流原则在负载增大时，会导致加速度减小，电阻切换时间过长，使起动电阻过热，引发设备故障，在负载较小时，将导致加速度过大，超过规定值，导致系统运行不安全。为克服上述缺点，可采用电流时间混合原则进行控制。 电流时间混合原则是以电流原则为基础，再加上一段比较短的延时控制。在控制过程中以电流原则为主，以时间原则为辅。 1.4 矿井提升机的速度图和力图 矿井提升机应按规定的速度和加速度运行，过大的速度和加速度会导致系统工作的可靠性和安全性下降，过小的速度和加速度会降低系统的工作效率，因此，在设计提升机的控制系统时，应首先设计出其速度图，并根据速度图和系统的机械结构及负载等情况，求出系统的力图，作为电动机