矿井提升机
矿井提升机的组成、分类与操作

矿井提升机的组成、分类与操作1. 简介矿井提升机是矿井中最重要的设备之一,用于将矿石、人员和设备从深处提升到地面。
它通常由多部分组成,并且具有不同的分类和操作方法。
本文将介绍矿井提升机的组成、分类和操作。
2. 组成矿井提升机由以下几个主要部分组成:2.1 提升机井提升机井是提升机系统的核心部分,通常由混凝土或钢筋混凝土构成。
它包括提升井壁、井衬、井架、井壁管道和井筒等组件。
2.2 提升机轿厢提升机轿厢是运送矿石、人员和设备的装置,通常是一个加固的金属箱体,可以在垂直方向上提升和下降。
它包括轿厢门、轿厢壁、底板和轿厢屋顶等组件。
2.3 提升机导轨和导轨架提升机导轨和导轨架用于支撑和导向提升机轿厢的运动。
导轨通常由钢材制成,固定在提升井壁上,并与轿厢壁上的导轨齿条相配合。
2.4 提升机传动装置提升机传动装置用于提供动力和驱动提升机轿厢上升和下降。
它通常由电动机、减速器、传动链条或绳索等组件组成。
2.5 提升机安全装置提升机安全装置用于保护人员和设备的安全。
常见的安全装置包括限速器、缓冲装置、安全门和紧急停车装置等。
3. 分类根据不同的工作原理、结构和应用场景,矿井提升机可以分为多种不同的分类。
以下是常见的几种分类:3.1 依据工作原理分类•钢丝绳提升机: 使用钢丝绳作为牵引介质,通过电动机传动提升机轿厢上下运动。
•液压提升机: 使用液压系统作为动力源,通过液压缸驱动提升机轿厢上下运动。
•电梯式提升机: 类似于建筑物中的电梯,通过电动机驱动提升机轿厢上下运动。
3.2 依据结构分类•单绞式提升机: 轿厢和对重分开悬吊在同一根钢丝绳上。
•双绞式提升机: 轿厢和对重分别悬吊在两根相互缠绕的钢丝绳上。
3.3 依据应用场景分类•立井提升机: 安装在立井中,用于提升地下矿石、人员和设备。
•斜井提升机: 安装在斜井或倾斜井中,用于提升地下矿石或人员。
•立轴提升机: 安装在竖井中,用于提升宽阔的物料,如煤炭、矿石等。
矿井提升机专项方案

一、方案背景矿井提升机作为矿井生产中重要的运输设备,其安全、可靠运行直接关系到矿井的安全生产和经济效益。
为提高矿井提升机的运行效率和安全性,降低能耗,减少故障,特制定本专项方案。
二、方案目标1. 提高矿井提升机的运行效率,降低能耗。
2. 提升矿井提升机的安全性,减少故障发生。
3. 优化矿井提升机的维护保养,延长使用寿命。
三、方案内容1. 提升机改造(1)采用变频调速技术,实现提升机在全频率(0~50Hz)范围内的恒转矩运行,提高调速平滑性,降低能耗。
(2)更换提升机电机,选用高效节能电机,降低能耗。
(3)优化提升机传动系统,提高传动效率。
2. 提升机控制系统升级(1)升级提升机控制系统,实现实时监控、故障诊断和预警。
(2)采用PLC控制,提高控制精度和可靠性。
(3)优化提升机运行参数,实现最优运行状态。
3. 提升机维护保养(1)制定详细的维护保养计划,确保提升机各部件正常工作。
(2)定期对提升机进行清洁、润滑、紧固等保养工作。
(3)对提升机进行定期检查,发现故障及时维修。
4. 提升机操作培训(1)对操作人员进行专业培训,提高操作技能。
(2)加强操作人员的安全意识,确保操作安全。
(3)建立操作人员考核制度,确保操作人员具备上岗资格。
四、方案实施步骤1. 对矿井提升机进行全面检查,评估改造需求。
2. 制定改造方案,包括设备选型、技术路线、施工方案等。
3. 对相关人员进行培训,确保改造工作顺利进行。
4. 进行设备安装、调试,确保改造效果。
5. 对提升机进行试运行,验证改造效果。
6. 制定维护保养计划,确保提升机长期稳定运行。
五、预期效果1. 提升机运行效率提高20%以上,降低能耗。
2. 提升机故障率降低50%,提高安全性。
3. 提升机使用寿命延长20%,降低维护成本。
4. 提高矿井安全生产水平,确保职工生命安全。
本方案旨在提高矿井提升机的运行效率和安全性,降低能耗,为矿井安全生产提供有力保障。
各部门要高度重视,密切配合,确保方案顺利实施。
矿井提升机的维护与检修

矿井提升机的维护与检修1. 矿井提升机简介矿井提升机是煤炭、金属矿山等采矿行业中,使用最为广泛的运输设备之一。
其作用是将矿工、物资等从井下运送到地面或井口,以满足矿产开采的需要。
矿井提升机种类繁多,根据其结构和传动方式不同,可以分为单罗拉提升机、双罗拉提升机、绞车提升机等多种类型。
2. 矿井提升机的日常维护日常维护是保证矿井提升机运行稳定的必要手段,一般分为以下几个方面:2.1 定期检查机械部件矿井提升机机械部件是其正常运行的基础,因此必须定期检查,包括检查轮、轴承、减速机、齿轮、连杆、传动带等部件的磨损情况,及时更换或修补。
2.2 清洁润滑机械部件矿井提升机机械部件需要保持清洁、润滑,才能有效地减少摩擦、延长零部件的使用寿命。
清洁润滑应按照设备手册要求进行,不得随意更改或省略。
2.3 检查电气控制系统矿井提升机的电气控制系统包括电机、变频器、PLC等多个部分,需要定期检查电缆、接线、元器件等部分,发现问题及时维修或更换。
2.4 疏通通风设备矿井提升机的井筒内部需要保持通风畅通,才能确保矿工的安全。
因此,矿井提升机的通风设备需要定期清理、维护,确认其正常工作。
3. 矿井提升机的定期检修矿井提升机的定期检修应按照设备手册中的规定进行,主要包括以下五个方面:3.1 机械部分检修机械部分检修是矿井提升机定期检修的重点,包括检查轮、轴承、齿轮、减速机、连杆等机械部件的磨损情况,及时更换或修补。
3.2 电气控制系统检修矿井提升机的电气控制系统应定期检修,包括检查电缆、接线、元器件等部分,发现问题及时维修或更换。
3.3 安全防护装置检修矿井提升机的安全防护装置是保证矿工安全的重要手段,应定期检修,确认其正常工作。
3.4 清洗、涂漆矿井提升机应当定期进行外观清洗、涂漆,以防止设备受到环境侵蚀而影响设备寿命。
3.5 试运行定期检修后的矿井提升机应进行试运行,确认其正常工作,并进行设备调整、维修、更换等工作。
4. 矿井提升机使用注意事项矿井提升机的使用需要遵守一定的注意事项:4.1 合理选型使用矿井提升机时,应根据物料、人员运输量等因素,合理选择型号、规格。
矿井提升机和矿用提升绞车 安全要求

矿井提升机和矿用提升绞车安全要求1. 引言矿井提升机和矿用提升绞车是矿山生产中关键的设备,用于提升和运输矿石、煤炭等物料。
由于其特殊的工作环境和高风险性,安全要求十分重要。
本文将全面详细、完整且深入地介绍矿井提升机和矿用提升绞车的安全要求。
2. 设备概述2.1 矿井提升机矿井提升机是一种用于在矿井中提升和下放人员、物料的设备。
它由提升机架、提升机槽、提升机壳体、提升机门、提升机钢丝绳等组成。
2.2 矿用提升绞车矿用提升绞车是一种用于在矿井中提升和下放物料的设备。
它由绞车架、绞车鼓、绞车电机、绞车制动器等组成。
3. 安全要求3.1 设备设计和制造•设备应符合国家标准和行业标准的要求,具有合理的结构和可靠的性能。
•设备应采用防爆结构,能够在矿井中安全运行。
•设备应具备防止断丝和断绳的保护装置,以确保人员和物料的安全。
3.2 安全保护装置•设备应配备紧急停止装置,以便在发生紧急情况时能够迅速停止设备运行。
•设备应配备超速保护装置,能够监测提升速度,一旦超过设定值就能自动停止设备运行。
•设备应配备限位开关,能够监测提升高度,一旦超过设定值就能自动停止设备运行。
3.3 安全操作规程•操作人员应经过专门的培训,掌握设备的操作技能和安全知识。
•操作人员应按照操作规程进行操作,严禁违规操作和超载操作。
•操作人员应定期检查设备的运行状况,及时发现并排除故障。
3.4 定期维护和检修•设备应定期进行维护和检修,确保设备的正常运行和安全性能。
•维护和检修工作应由专业的技术人员进行,按照规定的程序和标准进行操作。
•维护和检修记录应及时记录并保存,以备查阅和分析。
3.5 安全监测和报警系统•设备应配备安全监测和报警系统,能够监测设备的运行状态和工作环境。
•监测系统应能够实时监测设备的温度、振动、电流等参数,并及时报警。
•报警系统应具备声光报警和远程报警功能,能够及时提醒操作人员和相关人员。
4. 总结矿井提升机和矿用提升绞车是矿山生产中不可或缺的设备,为了确保人员和物料的安全,有必要制定严格的安全要求。
6.3.163矿井提升机主要组成及工作原理

二、提升机结构
三、调绳离合器
作用:
是使活卷筒与主轴连接或脱开,以便在调节绳长或更换
水平时,能调节两个容器的相对位置。
类型:
齿轮离合器、摩擦离合器和蜗轮蜗杆离合器。应用较多的
一、矿井提升的类型
一、矿井提升的类型
多绳摩擦提升机:
在一定程度上解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所出现的问题。 但是,摩擦提升一般均采用尾绳平衡,以减小两端张力差,提高运行的 可靠性。因此,在容器与提升钢丝绳连接处的钢丝绳断面上,静应力将随 容器的位置变化而变化。矿井越深,静应力的波动值越大,因此,摩擦 提升在深井的使用亦受到一定的限制,一般限制H<1400m。
为了使减速器质量和结构尺寸较小,在起重运输机械 及矿井提升机中,已开始采用行星齿轮减速器,这种减速 器体积小,重量轻,传动效率高。
一、矿井提升的类型
一、矿井提升的类型
多绳缠绕式提升机(布雷尔式提升机) : 工作原理与单绳缠绕式相同,不同的
是几根提升钢丝绳同时缠绕在一个分段的 卷筒上,它属于多绳多层缠绕式,主要用 于深井和超深井中,其工作原理如图所示。
二、提升机结构
按卷筒的数目,分为双卷筒和单卷筒。
双卷筒提升机: 其中一个卷筒与主轴固接在一起,称为固定卷筒,又称为死卷筒。
钢丝绳产生弹性伸长,多水平提升中水平的转换。 单卷筒提升机: 只有一个卷筒,一般仅用作单钩提升。
摩擦式提升机: 钢丝绳搭放在主导轮上,依靠摩擦传动。
二、提升机结构
二、提升机结构
组成: 包括卷筒、主轴、主轴承,在双筒提升机(或可分离式单卷筒提升机) 中还包括有调绳离合器。如图左所示为JK系列双筒提升机主轴装置结构图, 图右为摩擦提升机摩擦轮。
矿井提升机概述

矿井提升机概述引言矿井提升机是一种用于矿井中运输物品和人员的重要设备。
它通过提升机笼和对重的方式,将物品和人员从井下运输到地面,或者从地面运输到井下。
矿井提升机在矿业生产中起着至关重要的作用,因为它能够有效地提高物资和人员的运输效率,同时保障矿工的安全。
组成部分矿井提升机主要由以下几个组成部分构成:提升机笼提升机笼是矿井提升机的核心部件之一。
它通常由钢制而成,具有足够的强度和承载能力。
提升机笼设有门,用于乘坐人员和装载物资。
在运输过程中,提升机笼沿着井道上下运动,起到运输物品和人员的作用。
对重对重是矿井提升机的重要组成部分之一,它具有足够的质量和惯性,能够平衡提升机笼的重量。
对重通常由钢铁或混凝土材料制成,并且设有导向装置,确保对重的运动轨迹与提升机笼保持同步。
驱动装置驱动装置是矿井提升机的动力部分,它通过电动机或其他动力源驱动提升机笼和对重的运动。
驱动装置通常与电气控制系统配合使用,能够实现提升机的自动化操作。
导轨和导轨架导轨和导轨架是矿井提升机的支撑和导向装置,它们位于井道内,并负责支撑和引导提升机笼和对重的运动。
导轨通常由钢材制成,具有足够的强度和刚度。
工作原理矿井提升机的工作原理主要包括以下几个步骤:1.将物品或人员装入提升机笼;2.启动驱动装置,使提升机笼沿着导轨上升或下降;3.同时,对重也会相应地上升或下降,以平衡提升机笼的重量;4.当提升机笼到达目标地点时,停止驱动装置,并卸载物品或人员。
矿井提升机的工作过程中,需要确保对重的位置能够与提升机笼保持同步,以避免不稳定运行或意外发生。
安全性能矿井提升机在矿山生产中承担着重要的任务,因此其安全性能至关重要。
以下是矿井提升机的一些安全措施:1.安全门:提升机笼上设有安全门,防止人员跌落或物品滑落;2.安全制动器:提升机设有安全制动器,能够在发生紧急情况时迅速停止提升机的运动;3.紧急停车装置:提升机设有紧急停车装置,可在紧急情况下迅速停止提升机;4.故障自诊断:矿井提升机通常配备故障自诊断系统,能够及时检测和报告故障信息,以便维修和调试。
矿井提升机的结构组成

矿井提升机的结构组成一、主轴装置主轴装置是矿井提升机的核心部件,主要负责承受和传递动力,使提升机能够正常运转。
主轴装置通常由主轴、轴承和轴承座等组成,要求具有高强度、高刚度和高稳定性。
二、制动系统制动系统是矿井提升机的重要组成部分,用于在提升机运行过程中控制其速度,并在紧急情况下迅速停车。
制动系统通常由制动器和制动器控制装置组成,要求具有高灵敏度和可靠性。
三、润滑系统润滑系统是矿井提升机的重要辅助装置,用于为主轴装置、制动系统等运动部件提供润滑,减少摩擦和磨损,提高设备的使用寿命。
润滑系统通常由润滑油、油泵、油路等组成。
四、传动系统传动系统是矿井提升机的重要组成部件,用于将电动机的动力传递给主轴装置,使其能够运转。
传动系统通常由减速器、联轴器和离合器等组成,要求具有高效率、高可靠性和易于维护的特点。
五、底座和支撑结构底座和支撑结构是矿井提升机的关键部件,用于固定和支撑整个设备,保证设备的稳定性和安全性。
底座和支撑结构通常由基座、地脚螺栓和各种支撑杆组成。
六、电气设备电气设备是矿井提升机的重要组成部分,用于控制和监测设备的运行状态。
电气设备通常由电动机、控制柜、传感器和各种线路组成,要求具有高可靠性和稳定性。
七、安全保护装置安全保护装置是矿井提升机的重要组成部分,用于在设备出现异常情况时及时发出警报或自动停车,保证设备和人员的安全。
安全保护装置通常由限速装置、过载保护装置和各种安全开关组成。
八、井架和天轮井架和天轮是矿井提升机的重要辅助设施,用于支撑和引导钢丝绳的走向,使提升容器能够按照预定路线上下移动。
井架通常由钢结构和混凝土结构组成,天轮则由轴承和轮盘组成。
矿井提升机的结构组成

矿井提升机的结构组成矿井提升机是矿井中必不可少的设备之一,它承载着将矿石、矿工和设备从井下运送至地面的重要任务。
矿井提升机的结构组成涵盖了多个部件,每个部件都发挥着关键的作用,确保提升机的正常运行和安全性。
本文将对矿井提升机的结构组成进行详细介绍,探讨每个部件的功能和重要性,以及它们之间的相互作用。
首先,矿井提升机的主体部件是提升机井架。
提升机井架是支撑整个提升机结构的主要承重构件,通常由钢铁等材料制成,具有足够的强度和稳定性以承受重大荷载。
井架通常由立柱、横梁和支撑构件组成,不同形式和结构的井架适用于不同类型和规模的矿井提升机。
井架的稳定性和结构强度直接影响到提升机的运行安全和可靠性,因此在设计和制造过程中需要进行严格的计算和测试。
其次,矿井提升机的卷扬装置是提升机运行的关键部件之一。
卷扬装置通常包括卷扬机、钢丝绳和卷筒等部件,用于升降提升机的升降笼或提升货物。
卷扬机是提升机的动力来源,通常由电动机、减速器和刹车等组成。
钢丝绳是连接卷扬机和升降笼的重要部件,其负责传递动力和承载重量。
卷筒则用于卷绕和放出钢丝绳,保证升降笼的平稳运行。
卷扬装置的设计和制造需要考虑到行程、速度、载荷和安全性等因素,以确保提升机运行平稳和可靠。
此外,矿井提升机的安全装置是保证提升机安全运行的重要保障。
安全装置通常包括限速器、断绳器、超程保护器和制动器等部件,用于监测和控制提升机的运行状态,一旦发生异常情况即可及时采取措施。
限速器能够监测提升机的运行速度,确保不会超过设定数值,防止发生事故。
断绳器则可以在钢丝绳断裂时自动切断电源,保证升降笼停止在安全位置。
超程保护器用于监测提升机升降过程中的位置,确保不会超出设定的范围。
制动器则在停机时提供额外的阻力,确保提升机能够迅速停止。
安全装置的设计和配置是提升机运行安全性的重要保证,需要满足相关标准和规定。
最后,矿井提升机的控制系统是提升机运行的大脑。
控制系统通常包括主控制器、控制柜、传感器和监控设备等部件,用于监测和控制提升机的运行状态。
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第1章绪论1.1 国内外提升及研究状况近三十年来,国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展,而且两者相互促进,相互提高。
起初的提升机是电动机通过减速器传动卷筒的系统,后来出现了直流慢速电动机和直流电动机悬臂安装直接传动的提升机。
上世纪七十年代西门子发明矢量控制的交一直一交变频原理后,标志着用同步电动机来代替直流电机实现调速的技术时代已经到来。
1981年第一台用同步机悬臂传动的提升机在德国Monopol矿问世,1988年由MAVGHH 和西门子合作制造的机电一体的提升机(习惯称为内装电机式)在德国Romberg矿诞生了,这是世界上第一台机械和电气融合成一体的同步电机传动提升机。
在提升机机械和电气传动技术飞速发展的同时,电子技术和计算机技术的发展,使提升机的电气控制系统更是日新月异。
早在上世纪七十年代,国外就将可编程控制器(PLC)应用于提升机控制。
上世纪八十年代初,计算机又被用于提升机的监视和管理。
计算机和PLC的应用,使提升机自动化水平、安全、可靠性都达到了一个新的高度,并提供了新的、现代化的管理、监视手段。
特别要强调的是,此时期在国外一著名的提升机制造公司,如西门子、ABB、ALSTHOM都利用新的技术和装备,开发或完善了提升机的安全保护和监控装置,使安全保护性能又有了新的提高。
就在国外科学技术突飞猛进发展的时候,我国提升机电控系统很长时间都处于落后的状况。
直到目前为止,我国正在服务的矿井提升机电控系统大多数还是转子回路串金属电阻的交流调速系统,设备陈旧、技术落后。
国产提升机安全性、可靠性差,在关键部位—上下两井口减速区段没有配套的有效的速度监视装置,就提升机控制技术而言,依然是陈旧的,和国外相比,我们存在很大的差距。
矿井提升系统的类型很多,按被提升对象分:主井提升、副井提升;按井筒的提升道角度分:竖井和斜井;按提升容器分:箕斗提升、笼提升、矿车提升;按提升类型分:单绳缠绕式和多绳摩擦式等。
我国常用的矿用提升机主要是单绳缠绕式和多绳摩擦式。
我国的矿井与世界上矿业较发达的国家相比,开采的井型较小、矿井提升高度较浅,煤矿用提升机较多,其他矿(如金属矿、非金属矿)则较少。
因此在20世纪60年代开始单绳缠绕式矿井提升机采用较多。
目前我国提升机90%以上均采用交流绕线式异步电动机的拖动方式,其电控系统用于单绳缠绕式提升机的有TKD系列,多绳磨擦式提升机的有JKM、幻J系列。
这几种提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行起动和调速。
串电阻调速是一种恒转矩调速方法转子功率的损耗随着串入的电阻的增大而增大。
尽管转子串电阻调速方法很不经济,低速特性也很软,稳定性差,但是由于这种调速方法比较简单易行,起动转矩较大在拖动起重机等中、小容量的绕线式异步电动机中仍然应用广泛。
20世纪80年代,我国从瑞典、西德等国引进20多套晶闸管—直流电动机控制系统。
直流电动机传动有两种电控系统,一种为直流发电机—直流电动机机组,另一种为晶闸管—直流电动机系统。
我国自己生产的晶闸管—直流电动机控制系统应用于20世纪90年代。
这种控制系统的优点是:体积小、重量轻、占地面积小;基础省、安装方便、建筑费用低;无齿轮传动部分(不需要减速器)、总效率高、电能消耗少;单机容量大,适用范围广;调速平稳、调速范围广、调速精度高;易于控制,能实现自动化,安全可靠;节约电能。
矿井提升机对安全性、可靠性和调速性能的特殊要求,使得提升机电控系统的技术水平在一定程度上代表一个厂或国家的传动控制技术水平。
比较国内外矿用提升机系统,具体来说国外矿井提升机在电控方面的应用特点有以下几个方面:l)提升工艺过程微机控制提升工艺过程大都采用微机控制,由于微机功能强,使用灵活,运算速度快,监视显示易于实现,并具有诊断功能,这是采用模拟控制无法实现的。
2)提升行程控制提升机的控制从本质上说是一个位置控制,要保证提升容器在预定地点准确停车,要求准确度高,目前可达到 2cm。
采用微机控制,可通过采集各种传感信号,如转角脉冲变换、钢丝绳打滑、井筒、滚筒及钢丝绳磨损等信号进行处理,计算出容器准确的位置而施以控制和保护。
一般过程控制用微机作监视,行程控制也采用单独下位机完成。
3)提升过程监视提升过程监视与安全回路一样,是现代提升机控制的重要环节。
提升过程采用微机主要完成如下参数的监视:a、提升过程中各工况参数(如速度、电流)监视:b、各主要设备运行状态监视;c、各传感器(如位置开关、停车开关)信号的监视。
使各种故障在出现之前就得以处理,防止事故的发生,并对各被监视参数进行存储、保留或打印输出。
甚至与上位机联网,合并于矿井监测系统中。
4)安全回路安全回路是指提升机在出现机械、电气故障时控制提升机进入安全保护状态的极为重要的环节。
为确保人员和设备的安全,对不同故障一般采用不同的处理方法。
安全回路极为重要,它是保护的最后环节之一,英、德几家公司都采用两台PC微机构成安全回路,使安全回路具有完善的故障监视功能,无论是提升机还是安全回路本身出项故障时都能准确地实施安全制动。
而在电力拖动方面,近几年国外出现了不少新拖动方式,交一交变频供电方式就是最有前途的一种。
20世纪80年代西欧一些工业先进国家将交流变频调速技术应用于提升机,有代表性的是西门子公司和ABB公司。
我国在20世纪90年代也引进了交流变频调速提升机控制系统。
变频调速方式类似于它励直流电动机取得很宽的调速范围、很好的调速平滑性和有足够硬度的机械特性,在提升机应用中显示了其独特的优势。
1.2课题研究的目的和意义矿井提升机是煤矿,有色金属矿生产过程中的重要设备。
提升机的安全、可靠、有效高速运行,直接关系到企业的生产状况和经济效益。
矿井提升系统具有环节多、控制复杂、运行速度快、惯性质量大、运行特性复杂的特点,且工作状况经常交替转换。
虽然矿井提升系统本身有一些安全保护措施,但是由于现场使用环境条件恶劣,造成了各种机械零件和电气元件的功能失效,以及操作者的人为过失和对行程监测研究的局限性,使得现有保护未能达到预期的效果,致使提升系统的事故至今仍未能消除。
一旦提升机的行程失去控制,没有按照给定速度曲线运行,就会发生提升机超速、过卷事故,造成楔形罐道、箕斗的损坏,影响矿井正常生产,甚至造成重大人员伤亡,给煤矿生产带来极大的经济损失。
所以提升机调速控制系统的研究一直是社会各届人士共同关注的一个重大课题。
电气控制方式在很大程度上决定了提升机能否实现平稳、安全、可靠地起制动运行,避免了严重的机械磨损,防止较大的机械冲击,减少机械部分维修的工作量,延长提升机械的使用寿命。
随着矿井提升系统自动化,改善提统的性能,以及提高提升设备的提升能力等的要求,对电气传动方式提出了更高的要求。
对矿井提升机电气传动系统的要求是:有良好的调速性能,调速精度高,四象限运行,能快速进行正、反转运行,动态响应速度快,有准确的制动和定位功能,可靠性要求高等。
目前,我国地下矿山矿井提升机的电气传动系统主要有:对于大型矿井提升机,主要采用晶闸管变流器—直流电动机传动控制系统和同步电动机矢量控制交一交变频传动控制系统。
这两种系统大都采用数字控制方式实现控制系统的高自动化运行,效率高,有准确的制动和定位功能,运行可靠性高,但造价昂贵,中小矿井难以承受。
对于中、小型提升机,则多采用交流绕线式电动机转子切换电阻调速的交流电气传动系统,即TKD电控系统。
这种电气传动系统设备简单,但属于有级调速,提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差,特别在负载变动时很难实现恒加减速控制,经常会造成过放或过卷事故。
提升机频繁的启动和制动工作过程会使转子串电阻调速产生相当严重的能耗,另外转子串电阻调速控制电路复杂,接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏,影响生产效益。
将变频调速技术应用于矿井提升机是矿井提升机电气传动系统的发展方向。
对于现采用TKD电控系统的中小型矿井,随着变频调速技术的发展,交一直一交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机改造中应用。
变频器的调速控制可以实现提升机的恒加速和恒减速控制,消除了转子串电阻造成的能耗,具有十分明显的节能效果[10]。
变频器调速控制电路简单,克服了接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏的缺点,降低了故障和事故的发生。
因此,变频器在提升机调速系统中的应用具有十分广阔的前景。
本文介绍变频器在提升机调速控制系统中的应用。
1.3本论文承担的任务本课题拟解决的关键问题是控制策略研究,提升机是矿山生产中的关键设备,它属于大转动惯量机-电-液系统,提升机要按所要求的速度图运行,否则在系统中容易产生大的惯性力,降低机器的寿命,甚至产生脱轨等恶性事故。
控制策略研究就是要通过电液控实时地、准确地使提升机按给定的速度图运行,使控制系统的精度和稳定性满足提升机运行的要求。
本论文的研究目标是将可编程控制器(PLC)与变频器相结合并应用于矿山实际生产中,对现有的提升机电控系统进行改造设计,提高精度,在更安全的范围内保证矿山生产的顺利进行。
设计中充分考虑到保护系统恶劣的使用环境,采用控制功能强大的PLC来代替传统的大型交流接触器,简化了控制线路,并应用各种现场抗干扰措施,包括采用电抗器、空气开关、及RC防浪涌震荡电路等。
尤其在软件中采用提升机电控系统中断模块及故障处理模块,使超速报警更加科学合理。
为了更直观的显示提升机的工作状态及故障来源,增加了提升机监视控制系统,通过显示器对整个提升系统进行监控。
本论文承担的主要任务如下:1.提升机电控系统主电路部分结合煤矿生产实际情况,分析提升机工作过程及工作特点。
给出提升系统的整体控制方案;确定基于PLC控制的大功率矿井提升机变频调速控制系统组成。
确定各部分所要完成的控制功能,并给出控制电路连接电路图,分析其功能的实现。
并采取一些提高系统安全运行和抗干扰能力的措施。
2.控制系统软件设计部分可编程控制器PLC有强大的可编程控制功能,它是编程软件STEP—7来完成的。
对于复杂的矿山提升机变频调速电控系统采用PLC控制,在本文中设计出程序控制功能流程图,并给出其它基本控制功能的梯形图及控制程序编程语言。
提升机系统是一个对安全性要求极高的控制单元,所以在软件设计部分应有对其系统的故障诊断处理内容,在出现故障时应能及时报警或停车。
3.提升机速度给定方式分析由于矿山生产过程中,提升机所承受的载荷不同、提升的方式及提升行程不同,提升机的牵引力也就不同,应对其进行适当调节,提升速度也应能及时进行控制;如不做相应的处理和调整,系统将在较小的范围内产生极大的累计误差,导致系统的巨大波动,造成过载或松绳等,甚至导致矿车脱轨或过卷等重大事故,而造成巨大的损失。
所以要寻求一种控制方法来提高控制精度。
在实际中经常采用的转子串电阻调速因其为有级调速,调速不连续,且对电网冲击大。