绞车变频电控系统简介知识讲解
第五章__绞车的电气设备及信号装置剖析
绞车的电气设备及信号装置一、绞车电动机及调速方法1、常见电动机类型（1）无极绳绞车常用JB32－8/6型、IJB42－8/6 或BJO261－4 、BJO262－6 型等。
（2）调度绞车常用JBJ11.4型、JBJ4.2型或TBJ－25/30型等。
（3）回柱绞车常用BJD211－6型、IJA31－8 型或BJO272－8等；（4）搬运绞车常用JB32－8型、JB42－6型或JBJ125－6/8型等。
2.绞车电动机的主要性能特点：（1）全封闭、风扇自冷式、隔爆笼型异步电动机启动电流大、启动转矩高、过载能力强；还有体积小、重量轻、转动惯量低等优点。
调速性能差，功率因数低。
（2）隔爆型绕线式异步电动机启动电流小，启动转矩大，可利用转子电路串连变阻器来进行调速。
3、绞车电动机有两种调整方法：（1）变极调速：改变电动机定子绕组的磁极对数，使用于笼形异步电动机。
（2）转子电路串接电阻调速：通过改变串接电阻的大小，改变转子电路中转子电流的大小，从而改变电动机的转速。
使用于绕线式异步电动机。
4．绞车电动机烧毁的主要原因(1)绝缘受潮、老化或接地；(2)绕组匝间短路；(3)断相；(4)接线错误；(5)因机械故障造成电机过负荷或堵转；(6)电源电压突然增高或过低。
5．电动机轴承磨损过限对电动机的影响(1)电动机电流上升；(2)转子不平衡，产生振动；(3)导致电动机定子与转子相擦，电动机不能正常运转；导致电动机损坏二、绞车的电控系统电动机和启动器常见故障原因1）按启动按钮，电机不转的原因①电源有故障，如停电、断相、电动机或线路接地，接地保护断电或电源电压过低。
②停止接钮未复位；③启动接钮内部有故障；④操作电缆断线；⑤电动机烧毁；2）按停止按钮，电机不停的主要原因①操作按钮失灵或过于潮湿；②操作线短路或接地；③磁力启动器主接点或辅助接点烧损粘连而不能离开；④消弧罩卡住触头，不能离开；⑤中间继电器接点不断开；⑥磁力启动器入置不正，或被碰向后倾倒超15度。
绞车电控系统基础知识
第一章序言一、防爆绞车系统发展简史：全国煤矿井下安装有上万部交流提升机（以下简称绞车),从控制系统分析，主要有以下几种系统,而这几种系统又代表了我国绞车电控系统的发展历史。
1.没有控制系统的绞车：随着《安全生产法》及《煤矿安全规程》的颁布及施行，此类绞车在井下提升领域已经很少了，主要是应用在55KW以下的小卷筒小功率的调度绞车或临时提升物料的绞车。
2.转子串电阻调速的绞车电控系统（俗称“电绞"）：由于国家对安全生产的重视，根据《煤矿安全规程》的规定，在高瓦斯及高煤尘的工作环境，要求采用防爆的绞车电控系统。
此时，大量的采用转子串电阻调速的电控系统被我国的煤矿广泛应用。
这种防爆电控系统，在防爆电机的转子上串联防爆电阻，通过逐级投入或切除电阻来达到调速目的.该系统的双线制保护是通过增加测速发电机或自整角机测量速度,由此速度信号而形成的后备保护系统来实现，也有个别的是采用轴编码器来进行测速的。
该系统在当时的技术条件下确实解决了对井下绞车电控系统的防爆需要。
但其缺点也是尤其明显的：失爆:由于在调速及制动过程中，防爆电阻消耗大量的能量,导致防爆电阻箱过热而使得防爆箱变红、变形，不仅增加了系统的维护量，更为严重的是形成失爆,为煤矿井下带来安全隐患.●安全隐患大：由于在负力提升状态下采用电阻消耗能量制动，且传动系统任何保护，因此一旦制动系统有问题,易形成“飞车”事故，给安全生产造成隐患。
●占用空间大：在此系统中,大量防爆电阻的投入，而占用了大面积的井下硐室，增加了车房硐室开拓的费用和难度.●调速精度低:从技术上该系统都是通过投入和切除电阻来进行调速的，故其调速系统只能是分级调速，而无法做到无级调速，且加减速度不易控制，这样又为绞车提升过程中造成安全隐患，容易造成掉道等事故的发生.●无法实现控制的双线制。
3.防爆液压绞车系统（俗称“液绞"）:由于电绞存在着上述的种种缺点,八十年代初防爆液压绞车系统出现了.液压绞车系统采用一台或两台油泵驱动液压系统,然后通过液压系统来驱动液压马达,由液压马达直接驱动卷筒，实现提升，这样可以通过控制液压系统中液压油的流量来控制提升机的速度。
四象限变频绞车电控系统培训资料
绞车在重物下放或重物上提的减速段，电机的同步转速小于实际转速，这 时电机中电磁转矩方向和转子的旋转方向相反，电机是处于发电制动状态。 10 动力制动(直流制动)：
在电机定子上施加直流电源，在定子内形成一固定磁场，当转子旋转时在 转子内生成的感应电流所产生的转矩方向与转速方向相反，形成制动转矩。 11 能耗制动：
对于二象限交-直-交电压型变频器，电机处于发电状态时的再生能量通过 逆变器进入直流回路，使直流母线电压升高，制动单元实时采样直流母线电压 值，当其值升到某一阈值时，制动单元接通制动电组将这部份能量消耗在电组 上。
四、变频器使用与维护
（一）基础知识
1 异步电动机的转速: 异步电动机定子磁场的旋转速度被称为异步电动机的同步转速。 由于当转子的转速达到电动机的同步转速时其转子绕组将不再切割定子旋
转磁场，因此转子绕组中不再产生感应电流，也不再产生转矩。因此异步电动 机的转速总是小于其同步转速。
异步电动机的同步转速由电动机的极对数和电源频率所决定。
1 变频绞车电控设备主要由电力电子器件和半导体集成电路等组成,在运输及 安装过程中,严禁水泡雨淋,要尽量避免强烈的震动,尽量垂直运输。长期不 用时,应存放在清洁干燥的地方。储存与使用场所严禁有害气体和湿度超标, 防止电子元器件及有关设备受腐蚀损坏。
2 设备,在出厂前均已按要求装配调试合格,严禁用户改动装置壳体结构 和电气元件,以确保本产品的防爆性能和电气性能。
在逆变器中对半导体开关元器件按一定规律控制其导通与关断，使输出端 获得一系列宽度不等的矩行脉冲电压波形。改变脉冲宽度可以控制逆变器输出 交流基波电压的幅值，改变调制周期，可以控制其输出频率。如果所获得的矩 行脉冲电压是与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩行脉冲波形就叫做正弦脉 宽调制波形（SPWM）。
智能绞车控制系统功能及操作说明
绞车智能控制系统使用说明书廊坊新赛浦石油设备有限公司绞车智能控制系统操作说明一、绞车智能控制系统简介：近年来，随着测井技术的迅速发展，对测井绞车的要求也日益提高，要求其速度范围大，低速稳定性能好（成像、核磁），提升能力强，恒张力等，特别是大斜度井和水平井的出现，使得测井绞车控制技术向着更高的层次发展。
为此我们根据油田用户的使用情况选用了由霍尔式滚筒控制器、可编程智能控制器、可编程液晶显示器、压力变送器、工作模式选择开关、编码器、张力计、电比例控制油泵和马达及各种阀件等组成的新一代控制系统，可以实现如下的功能：-可以精确地控制电缆的速度；-井口、井底、超张力、超速报警及停机；-水平井作业时的电缆张力值通过液晶显示器按键设定；-测井作业时的恒速功能；-将各种所需数据由变送器转换为电信号，智能控制器采集处理后送液晶显示器，通过模拟仪表、数字、柱形图等显示所需数据；-深度、速度、张力信号由智能控制器采集处理后送液晶显示器，通过数字、柱形图、模拟仪表等形式显示所需数据；用户所设数值由液晶显示器送往智能控制器，智能控制器通过程序实现各种功能。
-发动机通过CAN总线与液晶显示器通信，方便地读取发动机的各种参数。
-液晶显示器增加了故障诊断页面，方便快速地判断故障位置。
-绞车的遥控控制功能。
对接仪器时可以在井口控制绞车，安全方便。
二、智能控制系统的组成：1、智能控制器：（如图1）图1-本控制器是专门针对室外移动车辆工作的恶劣环境应用场合，集逻辑判断、运算和控制功能于一体，善于实现对电液系统实时、可靠而又有效控制的一种新型控制器。
-工作电源：8~32V车载电源-外壳封装：IP66K（高压水封）；防冲击；防盐水；防电磁干扰。
-操作温度：-40℃~+80℃-2个CAN总线接口遵循ISO11898的物理层协议，兼容2.0A和2.0B；遵循CAN-OPEN。
-2个串口2、液晶显示器：（如图2）图2-分辨率:640*480, 光可视, 亮度:300cd/m2 -可视尺寸：170*129-工作温度：-20~70℃-前后IP65防护, 非触摸屏,金属外壳. -中文界面-工作电源：DC24V-可扩展GPS控制功能-CODESYS2.3 编程界面-CPU40MH, 3MB存贮区.16位CPU.3、I/O板（如图3）图3-I/O板由DC24V供电，输出DC12V及DC5V电源-将部分输入信号转换、滤波后输入智能控制器-故障诊断及程序输入快速接口4、压力传感器：压力传感器图4-压力传感器将压力信号转换为电信号输入智能控制器。
矿用无极绳绞车变频电控系统00
段王矿无极绳绞车改造变频电控系统技术协议(660V)技术协议段王矿西翼卡轨车变频电控系统改造项目由上海华欣民福自控设备有限公司承接，现提出技术要求如下：1、电控设备执行标准和使用条件：符合国家先关规定。
2、系统性能标准：（1）主要技术参数1）输入电源电压AC660V，频率50Hz；2）输出频率范围0～50Hz连续可调；3）额定输出功率: 按照实际控制电机的功率设计4）变频器设有过压、欠压、过流、过载，功率元件过热和电机缺相等保护，设有故障记忆功能，能保留最近10次故障的参数；（2）主要技术原理1）采用全数字矢量控制。
2）采用四象限变频新技术，使绞车在减速段或重物下放操作时系统能自动转入发电反馈状态。
3）网侧变频器采用PWM斩波调制，使输入电流波形为正弦波。
4）网侧变频器采用单独的CPU实行PID控制，对网侧交流电流的大小和相位进行实时检测并控制，使系统的功率因数总是接近于1。
当绞车进入发电状态时能量从逆变器返回到直流母线，系统控制交流输入电流的相位与电源电压相位相反，能量回馈至电网。
5）操作简便可靠，司机只用主令控制手把就可以实现绞车的起动、等速、减速、爬行和重物下放时司机操作简便。
6）双加／减速时间可根据提人和提物选择改变变频器内的加速度、减速度的不同值（3) 改造后控制系统技术特征1）提升控制系统●完成卡轨车（半）自动、手动、检修等运行方式的控制。
●完成卡轨车逻辑控制与中间闭锁。
●完成传动系统的运行控制与速度给定。
●完成与提升信号系统的控制与相互闭锁。
●完成卡轨车机械、液压、电气等方面的控制故障检测、报警、保护功能。
对如过卷、等速超速、减速超速等重大故障实行硬软件多重保护。
●完成轴编码器之间的相互监控与断线保护。
●两者相互冗余，相互闭锁，形成硬件安全电路与软件安全电路。
●实现卡规车液压制动系统中工作闸与安全闸的控制。
●能对卡轨车的位置进行测量和数字指示。
●完成无极绳绞车双线制所要求的机头、机尾过卷、超速、限速、减速、急停等保护功能。
第一节 矿用绞车的基本知识
第一节矿用绞车的基本知识一、矿用绞车的作用矿用绞车是借助于钢丝绳带动提升容器沿井筒或倾斜巷道运行的提升机械，是煤矿生产系统之中不可缺少的重要生产设备，是矿井提升原煤、矸石、物料、材料、设备设施等常用的工具。
二、矿用绞车的分类（1）按照传动方式分为：齿轮传动绞车；液压传动绞车；（2）按照钢丝绳缠绕方式分为：缠绕式绞车；摩擦式绞车（3）按照滚筒数目分为：□ J T -- □ / □□□滚筒数量（单滚筒不写） ABCD改进号减速比绞车滚筒宽度（毫米）提升滚筒直径（毫米）一、矿用齿轮传动式提升绞车的类型及特点（一）仿制前苏联系列绞车，该绞车安全保险制动采用角移式块式制动闸。
（二）新型JT系列绞车，常用的有JT1200/－1000-24等。
该绞车安全保险制动采用盘式制动闸。
（三）防爆型提升绞车，常用的有JBT-1200-1028;2JBT-1200/828;JTPB1200/1024(带盘式制动闸)等。
二、矿用齿轮传动式提升绞车的基本组成及其结构特点基本组成：机座；电动机；联轴器；减速器；主轴装置；制动装置等；（一）JT-800/630绞车该绞车的基本组成：电动机；木销联轴器；减速器；主轴装置；带式制动器；机座等6部分。
（二）JT-800/630（A）型绞车该绞车的基本组成：电动机；减速器；主轴装置；常用闸；工作闸；机座部分。
一、调度绞车及其结构特点作用：通常作为车辆调度；辅助牵引作业；托运矿车；采掘作业工作面等；调度绞车的常用型号有：JD-0.4(JD4.5)、JD-1(JD-11.4)、JD-1.6(JD-22)、JD-2(JD-25)、JD-3(JD-40)等；全齿轮传动（一）JD-11.4型调度绞车的组成：主要组成：滚筒、制动装置（两组带式制动闸－－制动闸和工作闸）机座；电动机。
（二）传动原理：该绞车采用两级内啮合传动和一级新星轮传动。
（三）传动特点：可以实现在不停电动机的情况下，实现运行和停车。
煤矿绞车电气控制变频技术
煤矿绞车电气控制变频技术摘要：绞车作为煤矿生产中重要设备，其对于提升煤矿、物资和人员输送的便利性有重要作用。
对煤矿绞车进行电气控制时也需要强化变频技术在其中应用力度，加强煤矿绞车电气控制力度，对煤矿绞车运行问题展开有效处理。
本文侧重分析煤矿绞车电气控制，概述煤矿绞车电气控制变频技术的作用，并对变频技术在煤矿绞车电气控制中的应用展开分析，使得煤矿绞车电气控制中变频技术实际应用缺陷得以调整。
关键词：煤矿绞车；电气控制；变频技术引言尽管电气控制可以为煤矿绞车安全稳定运行提供便利支持，但是不可否认煤矿绞车电气控制在现实开展过程中可能会受到诸多不合理因素干扰。
这就应在变频技术支持下对煤矿绞车电气系统运行过程中各类问题展开有效控制。
针对有效提升煤矿绞车电气控制力度，使得关联系统运行故障问题得到有效处理。
突出变频技术在煤矿绞车电气控制中应用价值，确保煤矿绞车运行的安全性和稳定性得以保障。
1煤矿绞车电气控制变频技术的作用1.1保障生产安全将变频技术应用到煤矿绞车运行当中，不仅可以为电气系统运行提供有力控制，也可以将煤矿绞车电机转速控制的规定范围内，将煤矿绞车运行精度数据直观反馈给操作人员，使得操作人员可以根据煤矿绞车实际运行状况展开相应调整。
提升煤矿绞车电气控制力度和电气生产的安全性，将变频技术在煤矿绞车电气控制以及安全稳定运行中的作用全面表现出来。
1.2降低运行成本在煤矿绞车电气控制过程中强化变频技术在其中应用力度，不仅可以对煤矿绞车冲击情况实施有效规避，还能降低煤矿绞车运行过程中损伤几率，保障煤矿绞车运行使用的安全性，使得煤矿绞车长时间运行维护成本降到最低。
也就是说将变频技术应用到煤矿绞车电气控制当中，可以维持煤矿绞车电气控制力度和实际运行的稳定性，降低煤矿绞车实际运行成本。
1.3精准电气控制电气控制作为煤矿绞车运行的重要内容，保证煤矿绞车电气控制的规范性和有效性，可以实现煤矿绞车良性运行和现存问题综合管控目标。
第九章绞车的电动机与电控系统1(匡)
绞车的电动机与电控系统
认识绞车
制动闸
滚筒装置
电动机 调度绞车
底座
认识绞车
滚筒装置 弹性联轴 器
蜗轮减速 器
电动机
底座
回柱绞车
•调度绞车：是常用来调度车辆及进 行辅助牵引作业的一种绞车。常用 于矿井巷道中拖运矿车及辅助搬运， 也用于采掘工作面和装车站调度空、 重载矿车。
一、认识绞车
滚筒 体
第九章 绞车的电动机与电控系统
Y BK J —— □ 异步电动机 矿用隔爆 绞车用 功率 J B □ □————□ 异步电动机 隔爆 中心高 铁芯长度代号 功率 二、绞车电动机的主要性能特点 1、全封闭、风扇自吹冷式、隔爆笼型异步电动机 具有启动转矩高、过载能力强、体积小、重量轻、转动惯 量低等优点 2、隔爆型绕线式异步电动机 由于它的启动电流小、转矩大，因此，能够利用转子电路串 入变阻器来启动和调速；
第九章 绞车的电动机与电控系统
三、绞车电动机的调速方式 异步电动机的调速方法 改变转差率、改变频率、改变磁极对数 n=60f/p*(1-s) 1、变极调速 改变定子绕组的磁极对数；在恒定的频率下，电动机的转 速与磁极对数成反比。改变磁极对数就可改变转速；调速 方法只能逐级而不能平滑地改变转速。 采用改变定子绕组接法来改变磁极对数，获得两种及两种 以上的转速； 2、转子电路串接电阻调速 3、变频调速
BLX KN3-3 LX1-11K LX1-02K BK-200 RL1-15 RC JZ7-44
S3 S2 S1 T F1 F
F
K3 K2 K1 Q
电动机综合保护器 JDB-80、120、225 真空接触器 隔离换向开关 名 称 CKJ5-125、250 DH7-80、125、250 型号
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矿用隔爆多功能显示屏箱
• 读取变频器参数，如：频率、速度、转 矩、电流、电压、功率等、直流母线电 压等；
• 运行时间显示、打点信号显示、本班提 升钩数、总提升钩数显示；
矿用隔爆兼本质安全型三电平四象限变频器
• 1140V三电平矢量型四象限变频器，不仅继承了两电平矢量型变频器优点，而且体积小 ，降低电机的共模电压，降低对电网的共模干扰，能方便实现能量的双向流动，电机 的四象限运行。
矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱
• 双线制:PLC控制系统主要由两套PLC系统组成。PLC1作为主控系 统，PLC2作为监控系统。每套PLC系统都带有各自独立的位置检 测元件（轴编码器）。正常工作时，两套PLC系统同时投入运行 ，实现了绞车的“双线制”控制与保护。为了确保两套PLC系统 能同步工作,在PLC1内对两套PLC系统的位置信号和速度信号进行 实时比较，一但偏差过大，就会立即报警。两套PLC系统主要是 以通讯的方式进行数据交换。
• 速度选择：根据提升种类不同和多水平提升中各运输区段距离不同，所选择的最高运行 速度也不同。本系统中的速度种类有以下几种： (1)全速:一般为运物速度。 (2)半速: 一般为运人方式和应急方式下的速度。 (3)检修速度:为检修方式下的速度0.3-1m/s。 (4)爬行速度:爬行段的速度0.5m/s。
矿用隔爆兼本质安全型四象限变频器
• 闭环矢量控制技术将直流控制中的双闭环（速度环、电流环）调节控制通过一系列矢量 变换后用于交流三相电机的控制，在零速度下获得强大的、精确的输出转矩，这种“零转 速时的满转矩输出”的特性，应用在具有位能性负载的场合时非常适宜的。
• 四象限运行，当电动机减速制动时，从逆变器返回的再生功率使变频控制装置内直流母 线电压升高，变频控制装置内控制芯片发生指令，将电动机再生能量通过制动单元实现 电动机的能量再生制动。
• 主要包含以下部分：1.隔爆兼本质安全型四象限变频器；2.TH1-24本质安全 型多功能综合操作台（含显示屏 ）；3. KXJ1-127隔爆兼本质安全型可编程 控制箱（双PLC冗余配置）；4.隔爆轴速度及位置传感器 、限位开关等辅全规则》； – 《矿用电力设计规范》； – 《煤矿提升绞车安全检验规范》； – GB3836.1~4-2000《爆炸性气体环境用电气设备标准》； – GB/T13926-92及IEC标准《工业工程测量和控制装置的电磁兼容性》； – JB4263《交流传动矿井提升机电控设备技术条件》 – JB8516-1997《安全回路设计应为双线冗余制》；
• 水平选择：在多水平提升中，根据信号系统显示的水平信号，在司机台上可以进行水平 选择。水平选定后，控制系统会自动建立运行方向，自动选择运行速度，运行到所选水 平后会自动减速和停车。
• 正反向开车： 在手动方式下同时操作主令手柄和制动手柄就可以进行正反向开车，制动 手柄要完全推到松闸位置，主令手柄用来控制速度大小。在半自动方式下通过操作“速 度选择开关” 进行正反向开车，速度高低由“速度选择开关”选择，工作闸自动打开。 有运行指令后，延时0-0.5S打开工作闸，让电机先建立力矩，防止倒转。
• 电机各测点的温度显示； • 安全回路工况监视，如电源、井筒开关
等状态； • 绞车位置显示，其显示形式可以是数字
的、模拟的、图形和曲线等、备有4000 条历史记录;
主要控制功能
• 方向选择： 提升方向的选择以主容器运行方向为准，主容器向上运行为正向，向下运行 为反向。的容器作双滚筒绞车一般是以固定滚筒所挂为主容器。
绞车采用变频控制的优势
• 控制精度高：变频器控制精度高，能使交流电动机的调速性能与直流电动机几乎相等，实 现精确控制。
• 工作可靠性高：变频器采用的是电力电子器件，寿命长，具有完善的保护功能，用于提升 机控制时，可靠性好。
• 维护工作量小，降低了维护人员的工作强度。 • 调速范围广，属于无级调速，低速时稳定性好。 • 启动转矩大，可达到2倍以上，低速时转矩给定稳定。 • 节能明显。当提升机处于提升状态时，电动机工作于电动状态。由于提升机属于恒转矩负
• 应急方式:如果有一套PLC出现故障或其位置检测元件出现故障， 则可在“应急1”或“应急2”方式下，由单套PLC继续工作。绞 车在应急方式下工作时，应有的保护并没有缺少，只是没有了“ 双线制”。但为了保证绞车运行的安全可靠性，将运行速度降为 半速。
• 结构简单：采用模块化设计，便于用户组态配置；DIN标准导轨 安装；集成的背板总线技术；更换模块简单，扩展灵活方便
矿用本质安全型操作台
• 主要元器件：制动手把、主令手把各一，在手动和检修开车方式时控制闸和主令给定； 自动、手动、检修方式转换选择开关；正反过卷旁路选择开关；调闸、调绳转换选择开 关；制动泵起停及转换选择开关；润滑泵起停及转换选择开关；故障复位和电源控制按 钮；自动开车确认按钮、10.4寸综合显示屏等；
主要保护功能
• 系统设有一条硬件安全电路和二条软件安全电路，这三条安全电路相互冗余与闭锁。三 条安全电路正常时闭合，出现故障一条断开时，另二条也同时断开。三条安全电路从根 本上保证了绞车运行的安全可靠性。
载，转速降低多大比例节能就为多大比例。当提升机处于下放状态时，电动机工作于发电 状态，将势能转化为电能。如果变频器采用的是能量回馈型变压器，变压器将会把这种电 能回馈给电网。某集团一台无极绳绞车采用变频改造后，其节能效果达30%左右，此变频 器为能耗制动型，如果采用能量回馈型，其节能效果将更好。
矿用四象限变频器绞车控制系统简介
矿用隔爆兼本质 安全型
绞车专用变频 器
主 讲 人：朱信攀
专注煤矿十五年，提供煤矿各种控制解决方案
斜井绞车变频传动及控制方案; 竖井绞车变频传动及控制方案; 带式运输机控制方案; 主通风机高低压变频改造节能方案； 局部通风机变频改造节能方案； 乳化液泵节能方案； 井下给排水、恒压供水解决方案； 瓦斯泵节能改造方案； 井下空压机节能方案；