论文部分内容阅读
[摘 要]本文主要阐述了矿井提升机高压换向接触器、电控消弧继电器、电控低速继电器、电控减速开关、主电动机转子电阻的作用、真空接触器的操作过电压、交流电控低频电源的作用等自动化控制问题。
[关键词]矿井 提升机 自动化控制
中图分类号：TD633 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0071-01
矿井提升机是煤矿非常重要的提升设备，在煤矿采煤生产中发挥重要的作用。近些年来，我国煤矿提升机械随着科学技术的发展逐步走向自动化控制。
1、高压换向接触器
高压换向接触器作为高压交流提升电动机的接通、切断和换向使用。目前与提升机交流电控设备成套供应的有CG5系列高压接触器。
高压接触器由支架、主触点、磁吹灭弧装置、电磁操作机构及桥式辅助触头等组成。其中磁吹灭弧装置由一对熄弧角、熄弧线圈和灭弧罩组成。熄弧角是把电弧引离主触头以减少它的熔化和延长使用寿命，促进电弧的延长和熄灭，对在灭弧罩内的电弧移动起导向作用。灭弧罩是用石棉板做成的匣状物，两侧装有用薄钢板做成的极板，用螺钉把极板固定在熄弧线圈的铁芯上。其用途是把熄弧线圈形成的磁场分布在灭弧罩内。主触点断开时出现的电弧，由于磁场的作用被压到灭弧罩的上部，此时电弧被隔弧壁分开并。3kV可逆接触器由2个三极接触器组成，用以控制电动机正反转。6kV可逆接触器由3个三极接触器组成，2个用以控制电动机正反转，第3个作为辅助切断较高电压之线路。可逆接触器中的正反转两个接触器间还装有机械联锁，使两接触器不会同时闭合而导致短路。在选用时，高压接触器的电压和电流不可大于电动机的额定值。
2、提升机电控消弧继电器
提升机主电动机换向以及切除高压电源投入动力延时时，都要在电弧熄灭后进行。为了避免高压电弧短路或高压交流电进入动力制动装置导致事故发生，一般设有消弧继电器XHJ来延时。ZCFC断电后，它的常开触点断开XHJ线圈回路，其衔铁经延时0.5s后释放，常闭触点XHJ闭合，接通延时继电器回路，使其在换向回路和动力制动接触器回路中的常开触点闭合，该回路才可能接通。经XHJ延时后，电弧已可靠熄灭。
3、提升机电控低速继电器
低速继电器SDJ的作用是：在其释放时，通过减速信号继电器J1和脚踏动力制动接触器KDC切除动力制动，准备二次给电。
4、提升机电控减速开关
提升机等速运行至减速点，减速开关动作，断开减速信号继电器J1回路和信号接触器XC回路。XC的常开触点断开高压换向回路，ZC、XLC断电，电动机切除高压电源，常闭触点闭合，为电动机接通低频电源作准备。
5、提升机主电动机转子电阻的作用
提升机用绕线型异步电动机拖动时，为启动平稳又能减少启动电流而不降低启动转矩，要采用在转子回路里串接电阻的方法启动，这是由异步电动机M=f（n）的特性决定的。用金属电阻时就把全部启动电阻分为五段、八段或十段，在启动过程中逐级切除。过去也有用液体电阻启动的，而由于温度变化较大，电液容容易蒸发，浓度变化较快，阻值不稳定，因此现在已较少使用。
6、真空接触器的操作过电压
真空接触器在分断电感性负载时，交流真空接触器过强的灭弧能力也带来操作过电压的危险。操作过电压可分为载流过电压和重复性高频熄弧过电压。载流过电压主要取决于触头材料，通常选用钼基镶低熔金属环触头材料，其截流值低于1A，截流过电压很小，不能导致对电动机绝缘的危害；高频熄弧过电压发生的几率较小，只有在以下几种情况同时出现时才有可能出现：
（1）触头在工频电流过零前刚刚分离。
（2）工频电流过零前未发生截流现象
（3）工频电流过零后由于触头开距太小，被恢复电压击穿使电弧复燃，复燃后高频电流第一次过零分断。
（4）高频电流第二次复燃又熄弧，并多次复燃又熄弧的过程。
现在，己有较多限制过电压的措施，如并联R-C保护、加装压敏电阻或专门的过电压限幅器等，使真空接触器操作过电压的问题已经得到较好解决。
7、提升机交流电控低频电源的作用
提升机低频拖动不增加机械设备，利用低频3-5Hz交流电源直接送入主电动机，使它低速运行。由于交流感应电动机的转速是与频率成正比的。因此，只要有低频电源装置便能实现低频拖动。
低频电源有以下3种：
（1）低频发电机组，由一台交流电动机带动一台低频发电机。
（2）晶闸管交一直一交变频装置，是一种用硅整流器将工频交流电变为直流电，再由晶闸管逆变器将直流电变成需要的低频交流电源的装置。
（3）晶闸管交 交变频装置，是用晶闸管元件构成的，把交流工频电直接变成低频电供提升主电动机使用的变频装置。
在低频电源实现低速爬行中，在电动机转速高于由低频电源产生的同步转速时，还能获得低频发电制动的效果。提升机从等速阶段开始减速时，使定子从工频电网切断，再接入低频电源，电动机转子串入全部电阻。这时电动机转速由于远高于低频电源而出现的同步转速，电动机便运行在发电制动状态，电动机输出负力矩产生制动作用。为增大制动力矩，再逐级切除电阻，速度不断下降，直至全部切除电阻，电动机运行到低频电源所形成的自然特性曲线上。这时提升机负载不管是正力还是负力，均会处在稳定爬行速度。
采用低频拖动，不仅能取代小功率电动机、减速器和气囊离合器等复雜的拖动装置，还可以实现减速阶段的低频制动。
参考文献
[1] 于学谦：矿山运输机械，徐州，中国矿业大学出版社，1998.3.
[2] 陈维健，等：矿山运输与提升设备，徐州，中国矿业大学出版社，2008.7.
[3] 孙继平，等：高可靠性带式输送、提升及控制，徐州，中国矿业大学出版社，2008.7.
[关键词]矿井 提升机 自动化控制
中图分类号：TD633 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0071-01
矿井提升机是煤矿非常重要的提升设备，在煤矿采煤生产中发挥重要的作用。近些年来，我国煤矿提升机械随着科学技术的发展逐步走向自动化控制。
1、高压换向接触器
高压换向接触器作为高压交流提升电动机的接通、切断和换向使用。目前与提升机交流电控设备成套供应的有CG5系列高压接触器。
高压接触器由支架、主触点、磁吹灭弧装置、电磁操作机构及桥式辅助触头等组成。其中磁吹灭弧装置由一对熄弧角、熄弧线圈和灭弧罩组成。熄弧角是把电弧引离主触头以减少它的熔化和延长使用寿命，促进电弧的延长和熄灭，对在灭弧罩内的电弧移动起导向作用。灭弧罩是用石棉板做成的匣状物，两侧装有用薄钢板做成的极板，用螺钉把极板固定在熄弧线圈的铁芯上。其用途是把熄弧线圈形成的磁场分布在灭弧罩内。主触点断开时出现的电弧，由于磁场的作用被压到灭弧罩的上部，此时电弧被隔弧壁分开并。3kV可逆接触器由2个三极接触器组成，用以控制电动机正反转。6kV可逆接触器由3个三极接触器组成，2个用以控制电动机正反转，第3个作为辅助切断较高电压之线路。可逆接触器中的正反转两个接触器间还装有机械联锁，使两接触器不会同时闭合而导致短路。在选用时，高压接触器的电压和电流不可大于电动机的额定值。
2、提升机电控消弧继电器
提升机主电动机换向以及切除高压电源投入动力延时时，都要在电弧熄灭后进行。为了避免高压电弧短路或高压交流电进入动力制动装置导致事故发生，一般设有消弧继电器XHJ来延时。ZCFC断电后，它的常开触点断开XHJ线圈回路，其衔铁经延时0.5s后释放，常闭触点XHJ闭合，接通延时继电器回路，使其在换向回路和动力制动接触器回路中的常开触点闭合，该回路才可能接通。经XHJ延时后，电弧已可靠熄灭。
3、提升机电控低速继电器
低速继电器SDJ的作用是：在其释放时，通过减速信号继电器J1和脚踏动力制动接触器KDC切除动力制动，准备二次给电。
4、提升机电控减速开关
提升机等速运行至减速点，减速开关动作，断开减速信号继电器J1回路和信号接触器XC回路。XC的常开触点断开高压换向回路，ZC、XLC断电，电动机切除高压电源，常闭触点闭合，为电动机接通低频电源作准备。
5、提升机主电动机转子电阻的作用
提升机用绕线型异步电动机拖动时，为启动平稳又能减少启动电流而不降低启动转矩，要采用在转子回路里串接电阻的方法启动，这是由异步电动机M=f（n）的特性决定的。用金属电阻时就把全部启动电阻分为五段、八段或十段，在启动过程中逐级切除。过去也有用液体电阻启动的，而由于温度变化较大，电液容容易蒸发，浓度变化较快，阻值不稳定，因此现在已较少使用。
6、真空接触器的操作过电压
真空接触器在分断电感性负载时，交流真空接触器过强的灭弧能力也带来操作过电压的危险。操作过电压可分为载流过电压和重复性高频熄弧过电压。载流过电压主要取决于触头材料，通常选用钼基镶低熔金属环触头材料，其截流值低于1A，截流过电压很小，不能导致对电动机绝缘的危害；高频熄弧过电压发生的几率较小，只有在以下几种情况同时出现时才有可能出现：
（1）触头在工频电流过零前刚刚分离。
（2）工频电流过零前未发生截流现象
（3）工频电流过零后由于触头开距太小，被恢复电压击穿使电弧复燃，复燃后高频电流第一次过零分断。
（4）高频电流第二次复燃又熄弧，并多次复燃又熄弧的过程。
现在，己有较多限制过电压的措施，如并联R-C保护、加装压敏电阻或专门的过电压限幅器等，使真空接触器操作过电压的问题已经得到较好解决。
7、提升机交流电控低频电源的作用
提升机低频拖动不增加机械设备，利用低频3-5Hz交流电源直接送入主电动机，使它低速运行。由于交流感应电动机的转速是与频率成正比的。因此，只要有低频电源装置便能实现低频拖动。
低频电源有以下3种：
（1）低频发电机组，由一台交流电动机带动一台低频发电机。
（2）晶闸管交一直一交变频装置，是一种用硅整流器将工频交流电变为直流电，再由晶闸管逆变器将直流电变成需要的低频交流电源的装置。
（3）晶闸管交 交变频装置，是用晶闸管元件构成的，把交流工频电直接变成低频电供提升主电动机使用的变频装置。
在低频电源实现低速爬行中，在电动机转速高于由低频电源产生的同步转速时，还能获得低频发电制动的效果。提升机从等速阶段开始减速时，使定子从工频电网切断，再接入低频电源，电动机转子串入全部电阻。这时电动机转速由于远高于低频电源而出现的同步转速，电动机便运行在发电制动状态，电动机输出负力矩产生制动作用。为增大制动力矩，再逐级切除电阻，速度不断下降，直至全部切除电阻，电动机运行到低频电源所形成的自然特性曲线上。这时提升机负载不管是正力还是负力，均会处在稳定爬行速度。
采用低频拖动，不仅能取代小功率电动机、减速器和气囊离合器等复雜的拖动装置，还可以实现减速阶段的低频制动。
参考文献
[1] 于学谦：矿山运输机械，徐州，中国矿业大学出版社，1998.3.
[2] 陈维健，等：矿山运输与提升设备，徐州，中国矿业大学出版社，2008.7.
[3] 孙继平，等：高可靠性带式输送、提升及控制，徐州，中国矿业大学出版社，2008.7.