煤矿提升绞车电控系统的三次技术革新

煤矿提升绞车电控系统的改进陈乐平（甘肃华亭煤电股份公司东峡煤矿甘肃华亭744100）摘要本文通过对煤矿提升绞车电控系统技术革新的回顾，阐述了我国科学技术日新月异的发展和科技在推动企业发展中的巨大作用。主题词绞车电控技术革新概述绞车是矿井的大型设备之一，也是煤矿所有设备中唯一需要调速运行的设备，它担负着煤矿人员与设备材料的提升。最早的绞车电控系统是KKX或TKD电控系统，由于它在当时的技术条件下能够满足绞车的调速要求，因此得到了非常广泛的应用，好多煤矿至今仍沿用这种控制系统。下面以斜井提升绞车TKD电控系统为例来简单介绍这种控制系统的调速原理及应用。(一)调速原理依公式n=no60f(1-s)/p，异步电动机的调速方法有变频（f）、变级（p）和变转差率（s）三种方法，由于当时变频调速尚未问世，而采用变级调速结构太烦琐，太复杂，一般不采用。使用最多的是变转差率（s）调速的方法，TKD控制系统就是采用这种方法进行调速的。它是在绕线式异步电动机转子回路串接可切换的电阻，以电流为主附加时间校正为原则来改变转差率实现电机调速的继电器—接触器控制系统，其控制原理如图1所示。(二)系统组成⑴高压开关柜：用来提供高压电源；⑵高压换向器：电机换向用；⑶主电机：为提升设备的提供源动力；⑷主令控制器：由司机操作，用来切换电阻用以调速；⑸测速发电机：提供与主电机速度成正比的直流电压，为限速设备提供电源；⑹直流发电机或可控硅整流装置：动力制动电源；⑺制动油泵和润滑油泵电动机：制动和润滑用；⑻电阻箱：附加在异步电机转子回路，用来调节电机转速；绒⑼躺继电圆器屏阳：包伐括加瓶速交旦流接屈触器栏和直忙流继悲电器性等，颗以电摔流和烟时间闷为原敌则，络用来倾切换梳电阻估。泥(三慕)电罪气回胸路筑⑴乖主回锈路振包忍括交革流拖加动主瞧回路宇和动棋力制医动主叫回路币两部其分。阶⑵照安全纸回路唐斯是安拿全接长触器暑AC庙线圈抖所在抖的回析路，粪是按董照《脖煤矿止安全涝规程栏》的案规定声由主妈令控更制器只零位鼻闭锁养触头胸、制洁动手抓把闭头锁触宿头、继限速角和过滨速继肃电器支触头皂、监购视继赚电器牵的常润开触出头、缠过卷该开关泄及过题卷恢暗复开康关、贪闸瓦雅磨损惰开关狭等触矛头串久连而平成。铺当提声升机迈正常预的工艳作状旱态被忘破坏岂时，常其相傲应的翁继电冲器或坛开关泰动作华，断度开安睛全回价路，热其安陶全电灵磁铁小动作栏，实扭现紧唉急安丘全制龄动。呜⑶聪测速店回路刷育提升燃机必控须按贼照设紫计的蔬速度杰运行辨，一牧旦发堤生超桨速运肉行时四，有坛可能滥造成尽安全藏隐患悉。为舞了符先合提尿升速新度要开求，稳防止勾超速集运行午，在进TK笋D控矮制系鼓统中塞设置亦了电纲气测畅速回柄路，丹回路素中的础直流困他激浓测速苗电机犹由主小电机覆经三鼠角皮距带传灯动，顶其电不压与叔其转穴速成填正比捆，反痒应了屠提升挂机实商际运杂行速受度。阳⑷玉控制惑回路棉庭由加哑速电赞流继隆电器跳、时重间继什电器歼、加挣速接木触器叹和输主令准控制将器等叫元件岔组成五，用壳来实曲现以贺电流搬和时获间为碍控制拥信号乳（以比电流欣为主戴附加正时间湾校正遥）的因自动召控制泥过程殃。矮⑸骡辅助蛮回路胁概控制予提升县机的握辅助槽设备似，如球制动秆油泵她、润钉滑油承泵电道机等艺，并算给信爱号、题照明撤和安糟全电棍磁铁捞供电抹。辅(四略)T木KD田电控喜系统术的动书作原备理及垄工作舱过程迁简介披斜井叫提升承绞车概最常衡用的宵控制争方法肌有两浮种：绩提升篇和下活放物序料时其采用辉正力讨加速富等速断运行鼻—范正力士减速突的方凡法；匪下放纯人员诊时采胁用脚娘踏动坚力制笔动运油行的详方法鸟，其柿机械蔑特性职如图类2所迟示。氏⒈两正力品加速部—抬等速话运行遵—款正力蚊减速庸这个夹阶段仁是由局司机隙操作也主令雕控制洞器，播时间糟继电发器1趣SJ香8S桐J、踩加速聪接触症器1御JC耳8J堵C自么动交匠替切些换电疲阻实猎现的胞，提糖升机捐电动物机的煮启动狭过程妇是沿刷着1断、2宅、3丈、4炎、5飞、6错、7响、8们、A妹点逐盛渐加背速，巷直至材稳定瓜运行纺于最厘大速狡度A顶点，靠这时顽电动育机产走生的锻力矩劣与提拴升机坦负载脱力矩俭相等世。等稻速阶兼段，柏提升泰机没亦有任核何转粮换和询操作要。电靠动机朝的停萍止过甲程与芹起动以过程重相反史。昼⒉荐脚踏制动力赞制动哄运行促按此把方式权运行仪时，桃提升弊机脱厨离高宵压电栽网，幼而是斧在电鄙机的阿定子拴回路缝接入别两相扒直流销电源生（由委直流婚发电晨机或恰可控育硅整找流装眠置提始供）宵，转僵子回较路串湾入八鲁段电疤阻，叫由司界机踩吵动脚贼踏动乏力制南动开径关，办改变昌自整泳角机学的转泰角调矛节激稍磁电鬼流来桃控制苗提升愈机速劣度。蜘(五物)T启KD鸡电控彩系统膊的缺辛陷暖由T忌KD支电控第系统赵的组兼成、棒调速止特性或曲线尚以及辨控制烧过程穷不难著看出桌，该野控制跨系统血存在誉以下技缺陷石：楚⑴时使用折继电潮器、他接触委器繁擦多，辞控制搁电路修复杂呢，故挠障点虹多，纪故障玩率高肠，维托护难之度大胆。珠⑵欠由于打使用妥了大唇量的闷直流弃或交俭流继耍电器筹或接期触器民，机旗械和翁电磁犯噪声示大。馒⑶困系统式组成信复杂络，占廉用空棋间大阵。欺⑷还调速伪过程映中的把转矩继及速著度脉容动大味，故览调速弄特性岂差。妙⑸誉调速棉过程救中产编生大慧量的岸转差堵功率抵，并江消耗粮在转链子回竭路，焦使转律子发嫁热，旧所以伐电耗雕大，盖不节始能，复调速凡经济且性较置差。毕⑹绪起动在电流盲大，揪起动幼力矩培小，卵加减蛮速阶头段的对加速巴度较恩大，剩机械幅冲击烂大。晴⑺滚调速选范围掌小，摊控制该精度酒低、雀安全县可靠填性差丘。攀TK锯D控甚制系权统的泽这一耀缺陷变，引排起了注有关刚制造棵厂家项和专客家的巾重视诸，他拨们开熄始针润对以屈上课豪题展你开了势广泛书的研老究。挖九十红年代级中期懒，随颠着自失动控惩制等焰技术拾的成弱熟和随发展术，以行PL闯C代介替继主电器轧以及交外围贝电路于、可形控硅非无触蹦点调漠速装丘置代个替交芳流接渣触器惹的新玩一代笨电控惯设备霉终于笔在焦驴作华相飞公犯司诞临生，禁它的挑问世则大大鞭简化殖了原洲提升殿系统宿，使构绞车向的控钩制超妈着简吨单化邀和智东能化已迈进族了一婶大步宵。目张前，荒随着渴控制浊技术薪、电脾力电李子技远术、请微电脾子技待术和转计算洗机技忌术顶的飞乒速发出展，子好多撕厂家记已经海研制妈出宣高压谣变频绪调速铸装置晃并将说其成赚功应宗用于葬煤矿刑绞车家控制臂系统闸。下辈面就习煤矿架提升合绞车熔电漠控系字统的让技证术革妄新过算程作良一综喘述。漫一、叼PL粱C技雁术在梦煤矿它提升午绞车至电控广系统慧的成雹功应币用桑(一劣)P榜LC崇概述无可编押程控呜制器款（P副LC找）是戚60浑年代祸末在驴美国垒首先完出现晶的，竞最初思研制书和应抛用它取的目交的是陶用来拢取代辈继电形器，逗以执忧行逻验辑判调断、仓计时丈、计朴数等惕顺序泄控制惰功能吨。周规可编童程控剑制器沃是专预门为丰工业郊控制熔应用蜓而设炼计的芹一种禁通用拖控制摄器泳，中是一蜓种以款微处序理器布为基魔础亏，选综合塔了计杀算机枯技术诸、自士动控幻制技奖术、笑通信秤技术锄和传下统的台继电挥器控笑制技锯术而忽发展初起来户的新到型工岂业控严制装党置交，壳具有哗结构像简单误、编底程容觉易、链体积脆小、刊使用终灵活言方便考、抗爷干扰扔能力现强、故可靠汽性高樱等一随系列然优点仆。近窃年来茎在工君业生真产的收许多妖领域叨，雀如冶书金、绍机械提、电傻力、构石油养、煤糖炭、标化工到、轻皆纺、侄交通挂、食絮品、误环保巷、轻淡工、阶建材甲等工桶业部命门得隐到了泼广泛格的应嚼用骨，亭已经婆成为研工业厕自动塑化赖控制聚的县三大胃支柱造之一锯。牌（二毁）绞炭车电罩控采锹用P设LC番的优办势雄⑴锻简化级了系丹统。上PL怪C与核传感涛器等悲器件店配合缘后，姨完全冈代替阁了原昼TK愿D控富制系生统中吼的时滴间继教电器请、磁伯放大锡器、葱自整旅角机唉、测场速度笼发电四机等贫部件缩，因掉此，皂减化手了控获制系号统，途减少尸了故懒障点肯，使帆维护竟变得焰简单及易行塔。串⑵腊可靠饮性高韵，抗仍干扰皂能力且强。推可编各程控州制器悠是专腊为工您业控盏制而禁设计旱的，论在硬谜件和土软件疗电路侦设计给方面逢都采愚用了杯屏蔽难、滤猜波、病隔离宅、故恨障诊击断和补自动糟恢复丛等措朽施，严使可蚀编程车控制份器具惠有很管强的馅抗干泽扰能耐力，右其平捎均无臣故障瞧时间旨达到冶（3典~自5）慌×锐10跟4迫h以勾上。纲⑶招编程吸直观版、简浸单。树可编要程控唇制器驴是面短向用虑户、城面向饿现场面，考绑虑到剑大多购数电置气技挽术人后员熟侄悉电绘气控知制线删路的惰特点泄，其椒编程烤所用畅的梯缘形图湖语言如与继豆电器故原理兵图相染类似斥，形储象直鸟观，突易学傍易懂椒。耻⑷礼适应呜性好仁。可扫编程耐控制悼器是拘通过池程序塔实现津控制专的，蚊当控量制要御求发敞生改镜变时样，只荡要修投改程熟序配消置，泻组成掘规模柄不同土、功认能不准同的咽控制练系统幸即可抵，适肾应能疮力非索常强返。摘⑸展增加巾了控沸制的腊科技短含量嫂。沾目前沸的可萍编程缠控制龙器具忌有数玻字量定和模蛾拟量础的输毁入输乓出、里逻辑结和算棕术运抬算、榨定时紫、计挣数、亭顺序肯控制络、通愿信、珍人机秋对话锋、自产检、舰记录虏和显较示等贪等功嚼能，缴使设芝备控次制水仇平大迷大提尺高。迈二、惠可控宴硅无痕触点著加速绞接触扁器及纽真空羡接触爬器的校应用恢我们垂知道具，T困KD傅电控挣系统医的高炭压换远向器郑、线液路接浑触器促、加马速接拳触器贪等全举采用芦的是沫大功气率的五空气江式交泊流接内触器载用于呆线路瓶及电距阻切欲换，鹿这些快元件倾存在铜的一激个共僻同缺厨点就丢是电竿磁及提机械沟噪声资大、常结构脖复杂责、易凶损坏捐不可披靠。概经过嘴多年睬的研烫究和墙探索金，焦射作华跃飞公侵司终舌于研胖制出淋高压格真空痒换向蛾器和汤可控精硅调符速装辉置，尼很好装地解辞决了倡这一秀问题收。哄1、的高压腾真空碎接触其器的掩使用浪。用习高压喷真空辟接触店器代馆替原腰空气廊式高时压换殊向器劫、线桥路接穷触器状，并绞采用浆现场锈总线冤方式科接收鹿主控洗台P学LC蜓发出爬的操医作指倒令，缺实现剖提升机机的尿正反烘向切什换和域正常顶运行姑控制如。该竖接触坚器以迷真空躲作为睡灭弧色介质咬，因缩此具此有主喜电路暴电弧恰不外键露、哨分断桑能力举大、嫌体积凡小、寸重量史轻、孝寿命返长、同低噪颗声和候安全绵可靠璃等优欲点。刘2、戏可控奴硅调勾速装卸置的归研制担应用愤。该文装置村利用涉了可叙控硅斧(S靠CR眨)的浓开关板特性密，巧他妙地各替代巷了原砍系统乌的空踢气式顷交流拆接触价器，线同时惹采用爹现场泄总线肆方式婚接收棒主控档台P茂LC扭发出遣的操惨作指享令，引实现为主电筛机转匆子回尤路外岁接电座阻的渡切换驻，其蒜切换享原理达如图站3扔所示光。该绳装置洞有析以下膀优点坚：武⑴陪无触土点控甲制，趁运行猫可靠裂，无纱噪音岸；辞⑵啊优良到的动父、静右特性幅；刻⑶躬结构鹊简单接，使宣用维嚷护方张便。田三、辽高压漏变频哲调速负装置如的应财用盆矿山骂提升破绞车腥通过至对控讽制电盈路的辱改造订，减箭化了娇系统码，降降低了独噪声牲，维联护方贯便，极同时堂增加汤了系莲统的常科技功含量汪。但竖其机栋械特振性及专调速忌的经酬济性禾等性汪能指编标并谢没有补改变渣。非随着异控制样技术营、电恭力电现子技的术、轻微电圈子技毯术和耳计算猛机技剑术房的飞棍速发枣展，妨一种预数字啦、节睛能、霞智能候化的昼绞车英调速枪控制肥系统劳应运薪而生餐，那露就是习高压将变频刊调速导系统芦。散1宗、高做压变疼频原鞭理购随着锤通用计变频煎器技兽术的阻日新竿月异急和快昼速发坟展，园高压鲁大功炮率变伯频调辫速装村置蹲也肝不断旺地成渔熟起旁来，短原来摔一直较难于食解决泛的高远压问周题，直近年著来税也随衔着邪现代弟电力扯电子绍技术拖和微赶电子慰技术须的迅脏猛发抓展得瞎到了阵很好恼的解亮决。饰高压抱变频济器类误型和拢拓扑购结构丛比较兄多，田但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