2.5 提升机TKD电气控制系统
提升机电气控制系统
1、把电控箱通上电源，把操作旋钮打到手动位置；点动启动电机，观察电机旋向是否正确。
（从风叶方向看为顺时针旋转）2、弄清手动换向阀的三个位置：（1）拉向压力表端为松绳；（2）中位不通；（3）推向蓄能器端为紧绳。
3、压力调整，手动开动油泵，把手动换向阀手柄打在中间位置，把两个溢流阀的手柄都松开，手动按下电磁阀按钮通电，把手动换向阀打到张紧位置，缓慢调整系统溢流阀（在阀块上面），观察压力表指示针（黑色针），超过压力上限（红色针）一个格为宜，停止油泵后再重新启动油泵，缓慢调节工作压力溢流阀（侧面），等压力超过上限一格后停止，把两个溢流阀的调节螺栓锁紧，手动调整完成，把控制箱的操作旋钮打到自动位置启动完成即可。
正常工作时，手动阀手柄必须打到张紧位置。
4、液压油缸的活塞杆伸出600～1000mm即可，不能太长，也不能太短，油压压力在9～12MPa之间，也可根据现场情况确定：（1）回柱绞车不能将油缸完全拉出，也不要让油缸完全缩回去；（2）皮带带载运行时不打滑即可。
5、收带时操作，机架托辊拆完后，皮带机开动，移动机尾，回柱绞车紧绳，紧绳时注意观察、听绞车电机是否有异响。
如皮带机不开动，先移动机尾，让皮带完全松开，再紧拉紧绞车，预紧完成后再开动皮带机，开动回柱绞车，完成张紧。
交流提升机可编程电控系统保护装置设置标准探讨矿井提升电控系统是一个典型而复杂的控制和系统。
在这里面，可编程序控制器的作用可以说是表现得淋漓尽致，当前，焦作华飞、中矿传动、洛阳矿机、天津民意等生产提升机电迭系统为著称的厂家无不以可编程控制器为控制核心。
笔者曾多次跟随集团公司外出检查，常听说因可编程电控系统保护装置问题出现这样或那样的问题，甚至发生了提升事故，可以说，提升机可编程电控系统保护装置设置因厂家而异，有很大的随意性，国家也无相关的标准设计规范。
因此，笔者说交流提升机可编程电控保护装置的设置作以下控讨。
1.交流提升机可编程电控系统的组成原则按照原煤炭部西安会议精神要求，利用可编程控制器为控制核心的提升机电控系统应设置为双线制。
矿井提升机交流拖动电控系统的技术改造
矿井TKD式电控提升机交流拖动技术改造L.S.H2010年12月26日Saturday前言针对国内矿山生产开发使用的一些工程设备，基本采用矿山矿井提升机的模式。
我国矿山的特色之一是中小型矿山占绝大多数。
矿井提升机交流拖动采用绕线式交流电动机通用转子外加金属电阻进行调速。
具有方法简单、产品价格低、现场工人和技术人员容易掌握等优点。
所以这种提升机电控还要在我国使用相当长的时间。
这种电控形式的提升机占90%左右。
进一步改造这种交流提升机电控是十分必要的。
我们就如下使用较为广泛的电控系统做阐述。
一、示例就目前使用比较多的电控系统TRD-A2-1286系统说明如下：1、主回路。
如图：电动机定子回路和主回路2、转子回路。
如图：3、安全回路。
如图：4、测速发电机回路。
如图：5、控制回路。
如图：6、辅助回路。
如图：7、转子接触器延时继电器回路。
如图：控制线路的运行简述：各种提升系统的运行一般可分为起动、加速、等速、减速、爬行、停车等几个阶段。
在运行的各个阶段中，根据负载和运行方向的不同以及力图和速度图的计算，一般有以下几种基本运行方式：1.正力加速-等速运转-负力减速；2.正力加速-等速运转-正力减速；3.正力加速-发电制动运转-负力减速；4.脚踏动力制动；5.低速电动运动（验绳）。
带动力制动装置的提升机电控系统，可以满足上述几种运行方式，减速阶段正力和负力减速的转换由开关2HK实现，其他运行方式的转换，由控制线路的动作完成。
二、当前这种控制系统存在的优缺点：这类拖动也就是我们常说的交流拖动。
它是在转子回路内接入一定的电阻，达起动（分8级和5级）及配合机械闸调速目的。
这种拖动方式投资小、技术简单、用户易于掌握。
目前还有广大的市场，但这种拖动方式技术落后、效率低、可靠性差需要技术改造。
三、具体对这种电控系统技术的改造方案就我们国家的情况来说，交流拖动提升机电控还有广大的市场。
在我国部分矿山，尤其是中小型矿井技术经济力量不足。
提升机TKD电气控制系统2
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2.5 提升机 TKD电气控制系统
下：
给中BKK6AA，定根FSD的使自据Z 动所两整提作短个角升灵接自机方敏整，的向。角使激也机K磁有AB电选Z5、择路、
性的工作，并相互闭锁。
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2.5 提升机 TKD电气控制系统
②（低高③K动子R压2于电力5低V换）速在串为2K④K段阻制（速A，向A入这 了度过动。2爬SG7接当D等5三 使S继速）时为行释2K触提（速个 速、1、电继按了放器升25阶线 度K29%电速使值器二机.）R5段圈继器时度K提时KV次速，3电电过、K动R（原升，给度在VA路器1速2作1则重电降使.S（82等D中的继）K，，调物2电分吸速6，电断节时）阻别持器阶开转动、在， 提力升制机值安动再降全减次低电速加以路和速便，下，与进放当释行重速放安物度值全时接制动近动力，。 升它制性又高动曲使令触于K1加线高.A速 头K速1的GA压5度 与S，S2×临换D继 外的切的向2界电 加吸换2接整值器电0合速触=本阻附定值度2器身并5近时均电断3的联，，V能压常，。希在闭使为但特望 电KR，V切外1K、断A加KG电电RS2V源本阻2、而身在K减的继R速V电动3，的器作由吸吸电合持压值前为和
2.5.4 TKD测速电路
测速电路就是把提升机的实际速度测量出来并转 化为电量，为速度电路和一些以速度为函数的电气控 制元件提供信号。如图2-22所示。
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TKD-A 提升机电气控制线路设计
TKD-A 提升机电气控制线路设计概述TKD-A 电气控制系统是为单绳缠绕式交流提升机配套设计。
该系统在加速阶段采用转子附加电阻调速，减速阶段采用动力制动等减速方式，可实现六阶段提升。
转子回路切电阻采用电流附加时间原则。
该系统主要包括主回路（定子回路、转子回路）、测速回路、安全回路、控制回路、辅助回路、可调闸回路等。
第一节主回路设计一、主回路工作原理1、定子回路提升电动机M的定子绕组经高压隔离开关QS1、高压油断路器QFG和高压换向器（正向接触器KMZ或反向接触器KMF）及线路接触器KML与高压6KV 电源相连。
接触器KML及KMZ或KMF控制电动机的通断和转向。
高压油断路器设有失压脱扣器LSY及过流脱扣器LGL1 、LGL2 ，当电源电压过低或电动机过载时，QFG断开以保护电动机，同时串接在安全回路的常开触头断开，实现安全制动；与LSY串接了两个保护开关的闭锁触头：紧急情况下供司机控制的脚踏开关SJT的常开触头，高压换向室栏栅门闭锁开关SHL的常开触头。
后者的作用是，在提升机正常工作时，为保障生产和人身安全，防止人员误入换向室。
当采用动力制动时，控制回路将断开KMF或KMZ及KML，却保证动力制动接触器KMD有电，提升机电动机定子改由可控硅变流装置送入直流电。
QS2 和QS3 分别为6KV电源进线和备用线的高压隔离开关。
2、转子回路转子回路外接8段电阻，在加速和动力制动过程中，由加速接触器KM1-KM8分段切除，来改变电动机的起动和制动特性，以满足提升机对速度的要求，并限制转子电流。
第二节测速回路设计测速回路反映了提升系统的实际速度和提升机旋转方向。
测速回路的核心部件是他激直流发电机TG。
由主电动机拖动，测速发电机电枢电压与提升电动机转速成正比。
其励磁线圈LTG由稳压电源V WY及可控硅整流装置VG9单独供电。
当提升机以最大速度V M运转时，TGF的电枢电压为220V，电压的极性决定于提升机的转向。
TKD型绞车电控及继电器结构电控淘汰理由
TKD型绞车电控（使用继电器结构原理的提升机电控装置）
TKD控制系统就是采用变转差率（s）调速方法进行调速的。
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。
采用TKD电控系统存在以下缺陷：
（1）使用继电器、接触器繁多，控制电路复杂，故障点多，故障率高，维护难度大。
（2）由于使用了大量的直流或交流继电器或接触器，机械和电磁噪声大。
（3）系统组成复杂，占用空间大。
（4）调速过程中的转矩及速度脉动大，故调速特性差。
（5）调速过程中产生大量的转差功率，并消耗在转子回路，使转子发热，所以电耗大，不节能，调速经济性较差。
（6）起动电流大，起动力矩小，加减速阶段的加速度较大，机械冲击大。
（7）调速范围小，控制精度低、安全可靠性差。
使用继电器结构原理的提升机电控装置与TKD提升机电控结构原理相同，存在的缺陷相似，故障率高、维护量大且困难，系统功能不完备、参数标定困难，安全可靠性差、能耗高、效率低、噪声大。
综上所述，TKD电控系统、使用继电器结构原理的提升机电控装置均应禁止在煤矿使用。
替代TKD电控系统及使用继电器结构原理的提升机电控装置，应优先
采用采用PLC控制的提升机电控。
即以两套独立又互为监控的PLC为核心控制器的电控系统。
基于TKD原理的交流提升机PLC控制系统
极 高 的可 靠 性 和 安 全性 。根 据 提 升 机 上 述 工 况 要
１ 概 述
求 ． 用 Ｐ Ｃ控 制 系统 构造 的交流 提 升 机拖 动 系统 采 Ｌ
如 图 １ 示 。 图 １中 ， Ｌ 控 制 系 统 主 要 由 多 Ｐ Ｃ 所 Ｐ Ｃ Ｌ
（ ） 停 信 号 不 受 Ｐ Ｃ控 制 ， 紧急 情 况 发 急 ６急 Ｌ 遇 停 信 号 ， 升机 立 即停 止 。 提
５ 结 语
的信 号 ， 其它 信号 发不 出去 。如井 底 发“ 放 ” 下 信号 ，
井 口只 能发 “ 下放 ” 信号 。
该系 统 性 能 稳 定 ， 护 简 单 ， 信 数 据 传 输 可 维 通 靠， 已在 煤 矿 中构 成
Ｐ ｃ将 外部 信 号 （ 作 台 面 板 上 的选 择 开 关 信 号 ， Ｌ 操 按 钮信 号 ． 由保 护 Ｐ Ｃ传 来 的信 号 及 由上 位 机 传来 Ｌ
的信 号 ） 接收 过 来 ， 照 预 定 的逻 辑 控 制 进 行 处理 ． 按 并发 出开车 所需 要 的各 种 信 号 ， 绞 车 按 照 预 定 的 使
（ 滦 范各 庄矿 业公 司 ， 北 唐 山 开 河 中 图分 类号 ：Ｄ ３ Ｔ ５４ 文献 标 识码 ： Ｂ ０３ ０ ） ６ １ ７
摘要： 文章根 据 传统 的 交流 提 升 机 ＴＫ 控 制 原理 ， 出 了一 种 新 的 控 制 方 式。 使 用现 在 比较 实 用 的 Ｄ 提 Ｐ Ｃ代 替原 有 的继 电 器 系统 ， Ｌ 并在 制 动上 采 用 交 一交 变频 方 式 ， 交流 提 升机 的控 制 系统 更加 可 靠和 间 单 ＝ 使 ｋ Ａ ， －
2.5提升机TKD电气控制系统
放大器常用的反馈方式有内反馈和外反馈两种，外反
馈磁放大器具有特设的反馈绕组，内反馈磁放大器则
主要依靠交流绕组电流的直流分量来实现反馈。TKD
电控系统中磁放大器采用FC2系列磁放大器，其工作
绕组（1-2，3-4，5-6，7-8）皆采用内反馈形式。如图
2-15（a）（b）所示。
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可调闸是通过电液调节阀调节制动油压的大小，
而调节闸的制动力的。电液调压阀YV线圈中的电流，
是由制动手柄带动的自整角机发出的信号，经磁放大
器放大后供给的，如图2-16 所示。
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2.5 提升机 TKD电气控制系统
当制动手柄处于全紧闸位置时，自整角机同步 绕组中产生的电压应为零。这时磁放大器输出电流 最小。YV线圈产生的电磁力也最小，克服不了十字 弹簧的反力。此时挡板处于最 高位置，喷嘴喷油加多，使溢 流阀来的压力油油压下降，溢 流阀滑阀上部压力减小，在压 力差作用下滑阀上移，于是溢 流阀回油量增多，制动油压下 降，机械闸抱闸。
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2.5 提升机 TKD电气控制系统
当由工图作可绕见组，接当交有流控电 源制，电控流制IC≠绕0时组组，中中交直直、流流直不为为流零 时零激磁，时共其，磁其同感磁作应感用强应，度强铁度芯的工
作和区段进，B如=入交图B了流m0中中+si磁磁的Bn的ωm场化曲s曲it强曲n线线ω度线bta。增的。相加饱相，
反馈电流通过，起反向激磁作用，使
AM1输出电流很快减少。AMl的工作点 便由A点到B、C点，当截止电压与输出 电压相等时，负反馈作用停止现代。电气自动控制技术
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提升机电控系统
提升机电控系统提升机电控系统分为以下几部分：电源柜、变频器、PLC控制台、操作控制台和各种传感器等几部分组成：1)电源柜电源柜主要通过隔离开关向变频器、提升机供电，同时为PLC控制台、操作控制台提工作电源。
2) PLC控制台本提升机系统采用PLC进行控制,PLC监视运行状况，当系统出现故障时，启用故障备用信号,并在操作台的触摸屏上有醒目的故障显示，提醒维修人员对其进行维护；维护中备用信号启动,不影响系统的正常提升。
3)变频器变频器采用ABB公司先进的变频器，它能达到控制交流电机完美的极限。
是第一代采用直接转矩控制技术（DTC）的交流变频器，作为提升专用变频器它还具有特殊提升机功能：特殊的应用程序，包括标准提升机系统的功能；转矩记忆，功率优化，限幅开关监控，机械制动器控制，转矩验证等。
4) 控制台控制台上设有自动、手动、检修转换开关，前方操作台上设有液晶触摸屏，左右侧操作台设有操作手柄、润滑、工作闸液压站电机的起停控制开关。
A、在控制台上的液晶触摸屏上采用翻页的方式做有几幅组态界面：监控主界面、闸控液压站界面、后备保护界面、故障查询界面、电源监控界面、变频器运行界面、提升信号状态。
B、每个界面上均有返回主界面的按钮，主界面上主要监视矸石车的实际运行位置、提升时每个时刻的速度、液压站的运行状况、较严重的故障报警。
主界面上还有相应的提升信号显示。
C、闸控液压站界面主要显示液压站的油压、油温、液位、液压站的电机工作状态、润滑油压力、松闸指示等。
D、后备保护界面主要显示：深度指示器监视、松绳保护、电机温度保护、减速器温度保护、减速点保护、减速点失效保护、上2m开关故障、下2m开关故障、上同步开关故障、下同步开关故障、上过卷、下过卷、上减速开关故障、下减速开关故障、错向保护、减速过速、等速过速、一级制动、二级制动、电流过载等E、故障查询界面主要用于对各种故障情况进行查询、追忆，便于对设备的维护和管理F、电源监控界面主要显示系统的电源原理图及主回路电流和电压。
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2.5 提升机 TKD电气控制系统
2.5 提升机TKD电气控制系统
提升机是矿山运输系统中的主要设备之一，主 要用于矿山提升矿物（主井）或提升、下放人员、 材料（副井）。矿井提升又分为立井提升，提升容
器有罐笼或箕斗；斜井提升，提升容器有串车或箕
斗。
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2.5 提升机 TKD电气控制系统
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2.5 提升机 TKD电气控制系统
而 TKD 电 路 中 的 磁 放 大 器 AM1和AM3都工作在特性曲线
的上部（利用部分饱和段及部分
线性段），如图中的B*C*段。 2.5.2.2 可调闸 （1）工作原理 可调闸是通过电液调节阀调节制动油压的大小， 是由制动手柄带动的自整角机发出的信号，经磁放大
放大器常用的反馈方式有内反馈和外反馈两种，外反
馈磁放大器具有特设的反馈绕组，内反馈磁放大器则
主要依靠交流绕组电流的直流分量来实现反馈。TKD
电控系统中磁放大器采用FC2系列磁放大器，其工作 绕组（1-2，3-4，5-6，7-8）皆采用内反馈形式。如图
2-15（a）（b）所示。
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不论何种提升方式，提升机的电气控制系统都是
相同的。TKD-A系列电气控制系统，为已经定型的
交流拖动控制系统，它可以实现对提升机的自动或半 自动控制，现以高压~6kV单电机拖动为例 ，介绍 TKD电气控制系统。
2.5.1 提升机的运动特点
2.5.1.1 速度图和力图
现以立井罐笼无尾绳（平衡装置）五阶段提升为
2.5 提升机 TKD电气控制系统
磁 放 大 器 一 般 工 作 在 a-c 段，但当IC=0时，IL 已经有一
个输出，这样如果IC 不反极性，
则只能工作在b-c段。因此，一 般磁放大器使用时，预先给一 个控制绕组加上一个固定直流 电流（负值），使输出电流IL
降到a点，这个绕组叫偏移绕组，
FC2系列磁放大器共有6个控制 绕组，可根据需要连接。
变时切除电阻的一簇特
性曲线，此时制动过程 沿着1、2、3……曲线 一直到某一低速度vc。
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低速爬行 ① 脉动控制 提升电动机交替工作在自由滑行 为了实现准确停车，提升机在减速末，应以约 减速和电动运行加速状态，使提升机的平均速度约为
0.5m/s的vc 低速爬行，补偿以前各段运行中积累的 爬行速度vc。 行程误差，此时相应的拖动力为F4，控制方式有以 ② 低频拖动 使提升电动机改由低频电源供电， 下几种： 低频电源设备主要有晶闸管变频装置和变频机组。 ③ 微拖电机拖动
力的大小。
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等速时，B5（B6） 给定速度绕组 反向激磁绕组（ 产 生 的 电 压 最 高 ， BV 1 5 - 1 6 ） （17-18）（5）， （7），接在测速发电机BV电路 接在给定自整角机 的电压也最高，这时调 中，代表了提升机的实际速度， B5或B6的电路中， 节电阻R 和R ，使两 由电阻Rt26来调节电流。 个绕组产生的磁势（IN） 相同。由于它们的磁势 是相反的，所以综合磁
例，说明提升机的速度图和力图，如图2-11所示。
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t1—正力加速阶段， 加速度a1<0.75m/s2，起动
力为F1，随着v的增大F1
略有下降；
t2—等速运行阶段；
t3—负力减速阶段，减速度a3<0.75m/s2；
t4—爬行阶段，vc=0.3~0.5 m/s；
采用习惯画法的电路
如图2-14所示。
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为了增加放大系数，须采用正反馈。利用磁放大
器的输出参数来产生一个附加直流激磁磁场，它的方
向与控制信号产生的直流激磁磁场方向相同。在有正
反馈的情况下，如果信号大小不变，则输出将大大提 高，可使磁放大器的电流（功率）放大系数提高。磁
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电气控制系统中有两套电液调压装置，其线圈 分别为YVl、YV2其中一套工作，一套备用。用转换 开关SA3进行转换。 （2）可调闸磁放大器工作电路 YV线圈中的电流是磁放大器供给的，而磁放大 器和自整角机的特性都是非线性，工作闸好用与否， 决定于特性工作段的合理选用，磁放大器的工作电 路如图2-17所示。
压渐渐增高，磁放大器输出给YV线圈中的电流也渐惭
加大 ，YV 在永久磁铁气隙中产生的电磁力也渐渐加
大， 于是压缩十字弹簧，带动挡板向
下移动，使喷嘴喷油量逐渐减少，制
动油压增高，制动闸渐渐松闸。手柄
达全松闸位置时，自整角机大约转动 50o，这时产生电压最高，YV线圈中 的电流也最大（约250mA），工作闸 处于全松闸状态。
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工作绕组（1-2，3-4，
5-6，7-8）（1），接成内正 由于接成内正反馈后， 反馈形式，电流方向为奇数 磁放大器特性曲线如图2-18 端子进偶数端子出，故产生 所示，原始工作点在D点。 正反馈，反馈愈强，磁放大 器的放大倍数也愈大。
高位置，喷嘴喷油加多，使溢
流阀来的压力油油压下降，溢 流阀滑阀上部压力减小，在压 力差作用下滑阀上移，于是溢 流阀回油量增多，制动油压下
降，机械闸抱闸。
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当制动手柄渐渐向全松闸位置移动时，带动自整 角机转子反时针旋转，自整角机同步绕组中产生的电
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TKD电控系统中转子电阻的切除，一般采用以 电流为主附加延时的控制原则，在一定范围内适应
了负荷的变化．同时满足了电动力上下限和时间变
化均不太大的要求。如果单纯用时间控制，在负荷
变化的情况下，虽能保证起动时间不变，但起动力
的上下限随负荷大小而变化，负荷过重时有造成高 压油开关跳闸的可能。如果单纯用电流控制，当负 荷变化时，虽能保证起动力的上下限不变，但起动 加速度和起动时间却随负荷而变化。负荷过小，有 可能使加速度过大，是不安全的因素。
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（2）实际的磁放大器 实际的磁放大器常由两个铁芯（环形或矩形）组 成。若用一个铁芯，由于工作绕组的交流电势在控制 绕组中产生感应电势，使输入信号发生畸变。同时，
将使IC =0时ILmin增加，影响磁放大器良好工作。
无反馈磁放大 器的放大系数一般较 低，无反馈磁放大器
而调节闸的制动力的。电液调压阀YV线圈中的电流，
器放大后供给的，如图2-16 所示。
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当制动手柄处于全紧闸位置时，自整角机同步 绕组中产生的电压应为零。这时磁放大器输出电流 最小。YV线圈产生的电磁力也最小，克服不了十字 弹簧的反力。此时挡板处于最
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偏 移 绕 组 （13-14 （13进， 14出），可使磁 放大器达到饱和， 输出电流最大，
这时，工作点由
D点变到A点。
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负反馈绕组（20-19）、（22-21） （3），与二极管VD5及电阻Rt8组成一截 止负反馈电路。当松闸时，自整角机B1 输出电压渐渐增高，由于VD5的阻止，无 反馈电流，当B1返回时，输出电压减少， 这时Rt8 上的分压也立刻减少，但AMl输 出电压由于惯性还来不及减少，它的电 压大于截止电压，则负反馈绕组中有负 反馈电流通过，起反向激磁作用，使 AM1输出电流很快减少。AMl的工作点 便由A点到B、C点，当截止电压与输出 电压相等时，负反馈作用停止。 现代电气自动控制技术
电阻应全部切除，使它运行在自然特性曲线上的v’L 点，否则接入电阻反而会使提升机速度升高，甚至 会发生“飞车”事故。
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提升机在减速阶段出现大的负力常常采用动力 提升电动机从等速段的vL切换到动力制动区Ⅲ时，
制动，这时电动机的定子必须从交流电网切断，另 电动机也变为发电机，它将机械能变为电能消耗在转子 加直流电源装置进行供电。 电阻上，所以又叫能耗制动。电动机在动力制动区内发 出的是负力，负力的大 小是通入定子的制动电 流和转子电阻的函数。 动力制动区 Ⅲ区是定子制动电流不
H如图2-13所示。
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由图可见，当有控 当工作绕组接交流电 制电流IC≠0时，交、直流 源，控制绕组中直流不为 源，控制绕组中直流为零 激磁共同作用，铁芯的工 零时，其磁感应强度 时，其磁感应强度 作区进入了磁化曲线的饱 B=B + B sinω t sinω t
和段，交流磁场强度增加， 如图中的曲线b。相 如图中的曲线a。 相 铁芯导磁率μ下降。 应的磁场强度H变化曲线， 应的磁场强度H变化曲线 而交流绕组电感L与μ成正比，所以交流电路内电流 如图中的曲线b’。 可由磁化曲线求得，如图 增大。由此可看出，在磁饱和区，控制绕组内较小 中的曲线a’。 的直流电流的改变，通过铁芯导磁率的改变而改变 交流电路的参数，即可在交流绕组内获得较大的交 流电流的改变，磁放大器由此得名。