直流传动矿井提升机控制系统的设计.doc

直流传动矿井提升机控制系统的设计 　　摘 要：矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。对提升机来说，运行的安全性与可靠性是至关重要的。 　　关键词：矿井提升机、控制系统、直流传动 　　1.矿井提升机对电气控制系统的要求 　　提升机电气传动系统的给定V=f（t），根据动力学方程式 　　可以得出按给定速度图所需转矩Te=f（t）的特性，从而可以得到拖动系统所需的力F=f（t）。 　　要使提升机按照给定的速度图运行，电动力矩FD可能为正，也可能为负。这意味着电动机不仅要工作在电动状态，还应能工作在制动状态。由于不同的负载，不同的提升机运行阶段，电动机的运行状态也各不相同的运行状态。 　　（1）重物上提，静载量较大。 　　其给定速度图与力图如图2-2（a）所示。 　　根据此力图可知，电动机在各阶段均工作在正向电动状态。 　　（2）重物上提，静载量较小（Fd3FL）。其给定速度图和力图如图2-2（b）所示。 　　在加速段 F1=FL+Fd10 　　在等速段 F2=FL0 　　在减速段 Fd3FL，所以F3=FL+Fd30 　　在爬行段 F4=FL0 　　根据力图可知，在整个提升过程中，电动机的运行状态应切换两次。 　　（3）重物下放，静载量较小（FdlFL）。其给定速度图与力图如图2-2（c）所示。 　　在加速段Fdl0，FL|FL| 所以，F1=FL+Fdl0 　　在等速段 F2=FL0 　　在减速段 F3=FL+Fd30 （Fd30） 　　在爬行段 F4=FL0 　　根据力图可知，电动机在加速阶段，工作在正向电动状态；在等速、减速和爬行阶段，电动机均工作在正向制动状态。 　　（4）重物下放，且静载量较大（FdlF1）。其给定的速度图和力图如图2-2（d）所示。 　　在加速阶段 Fdl0，FL0，FdlF1 　　在等速、减速和爬行段，F均为负。根据力图可知，电动机在整个提升过程中始终工作在正向制动状态。 　　综上所述，要求电气传动系统能满足四象限运行。 　　2. 调速要求 　　提升工艺要求电气传动系统能满足运送物料（达到额定速度）、运送人员（可能低于额定速度）、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，所以要求提升机电气传动系统能够平滑调速。 　　对于调速精度，提升机一般要求静差较小（比如在高速下S1%），这样可以尽可能缩短爬行段距离，甚至可以不需要爬行段。于是低速爬行时间短，减小了提升周期，从而在保证安全和准确停车的条件下，获得较高的提升能力。 　　3.行程显示和行程控制器 　　为了便于提升机司机操作，提升机电控系统需设置可靠的行程显示装置（又称深度指示器）用于显示提升容器在井筒中的位置。老的深度显示常采用牌坊指针式或圆盘指针式深度显示装置；新的深度显示采用数字显示。另外，提升机电控装置应设置比较可靠的位置检测装置，能够准确地检测出提升容器在井 　　4.闸控电路的设置 　　提升机的机械闸是提升机安全运行的最后一道屏障，因此要求机械闸的控制电路可靠。提升机的机械闸大多采用液压控制的盘形闸或角移式闸。机械闸的控制分为工作制动（工作闸）和安全制动（安全闸）。工作制动是在手动运行或自动运行方式下作为正常停车或定车的手段。而安全制动是在系统出现故障时使运行状态下的提升机快速减速停车、静止状态下的提升机不能松闸的手段。 　　安全制动又分为一级制动、二级制动和恒减速制动。当提升容器在井筒中且离停车位置较远时，若系统出现重故障而需要紧急制动时应用二级制动。所谓二级制动，就是不是一次施加全部制动力矩，而是分两次施加。容器在紧急制动后要滑行一段才能停下来。这样紧急制动时的减速度比较小，对机械设备（如钢丝绳、滚筒摩擦衬垫）的损伤小。当提升容器在井筒中而离停车点较近时，若系统出现故障而需要紧急制动时应采用一级制动。一级制动时制动力矩大，在紧急制动时滑行距离短。恒减速制动是在系统发生轻故障时，且故障点距离减速点较远时的制动方式。恒减速制动使系统能够按照给定的减速度进行减速制动，它对系统的冲击最小。但恒减速制动对制动系统液压站要求较高，目前只有在进口提升机中有所采用。 　　参考文献 　　[1] 卢燕主编.矿井提升机电力拖动与控制.冶金工业出版社，2001：10 　　[2] 罗飞.电力拖动与运动控制系统[M].化学工业出版社，2007：5 　　[3] 徐平编著.电控及自动化设备可靠性工程技术.机械工业出版社，1997：5-7 　　[4] 陈伯时主编.自动控制系统.电力拖动控制，中央广播电视大学出版社，1995：10-12 　　[5] 朱