发布时间 : 星期一 文章160kW矿井提升机交流电控系统-控制电路设计更新完毕开始阅读
同济大学继续教育学院毕业设计（论文）
第三章 矿井提升机电控系统设计
3.1 矿井提升机电控系统设计方案
（1）了解提升机的工艺要求和电控技术标准； （2）设计具体的PLC控制电路；
（3）对控制系统的相关电量和参数进行计算，根据计算结果对控制器件进行选型；
（4）用AUTOCAD完成电路图的设计；
3.2 矿井提升机电控系统设计的要求和内容
（1） 160kW、380V三相绕线式交流异步电动机； （2） 西门子S7-200系列PLC； （3） 采用转子串电阻的调速方案；
（4） 用PLC设计控制电路以及其它辅助电路； （5） 电路应具有完善的保护功能，如超速、过卷等； （6） 控制设备和调速电阻的选型；
3.3 矿井提升机电控系统的工艺要求
（1）加(减)速度大小的确定应符合以下条件
①应符合国家有关安全生产规程的规定。升降人员时，加速度a≤0．75m/s2，升降物料时，加速度a≤1．2m/s2。
②应不超过提升机的减速器所允许的动力矩。 （2）具有良好的调速性能
要求速度平稳，调速方便，调速范围大，能满足各种运行方式及提升阶段(如加速、减速、等速等)稳定运行的要求。
（3）有较好的启动性能
提升机不同于其他机械，不可能待系统运转后再装加物料，因此，必须能重载启动，有较高的过负荷能力。
（4）特性曲线要硬
要保证负载变化时，提升速度基本上不受影响，防止负载不同时，速降过大影响
11
同济大学继续教育学院毕业设计（论文）
系统正常工作(当然，当负载超过一定的限度时，还要求系统能有效地自我保护，迅速安全制动停车)。
（5）工作方式转换容易
要能够方便地进行自动、半自动、手动、验绳、调绳等工作方式的转换，操作方便，控制灵活，不至于因工作方式的转换影响正常生产。
（6）尽量采用新技术和节能设备，易于实现自动化控制和提高整个系统的工作效率。
（7）要求具备各种必要的连锁和安全保护环节，确保系统安全运行。 （8）要尽量节约投资和降低运转费用。
3.4 矿井提升机电控系统改造的途径
矿井提升机的主电动机采用绕线型异步电动机，通过其转子轴上的滑环，向转子绕组回路接入电阻，以便进行起动和调速，对电控系统进行局部的修改、完善。根据我国国情，按照可靠性系统工程的原理，对现有的提升电控系统进行综合分析、评价，尽量采用国内外的新技术成果，形成一套较为完整的改造方案及适用的换代产品。根据现有的经济条件，对绕线异步电机串电阻的调速部分的电路，采用无触点的PLC系统代替原有触点的继电器逻辑控制系统，提高系统的安全性及可靠性，充分利用PLC的多种功能，进一步改善控制性能，防止控制系统的内外部干扰。使提升控制系统的速度达到理想状态。
3.5 矿井提升机电控系统主电路设计 3.5.1 主电路的结构与组成
主电路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和调节转速。
主电路由隔离开关、正反向接触器长开主触头、直流制动电源、测速发电机、三相交流电动机、调速电阻、电流互感器、电流表和电压表等组成。
220V交流电经隔离开关-Q1，正反向接触器长开主触头-KM1、-KM2后到主电机的定子。线路中之所以设置隔离开关-Q1，是为了避免电器元件因过压而烧毁。正反向接触器长开主触头-KM1、-KM2是用来控制提升机提升和下放的。电流表-PA测量输入电流，电压表-PV1测量输入电压，电压表-PV2测量电动机转子电压。
12
同济大学继续教育学院毕业设计（论文）
图3-1 矿井提升机主电路控制原理图
3.5.2 电机正、反转回路
正反转换向回路由正反转换向接触器长开主触头-KM1、-KM2组成。用以安全地实现接通或断开提升机主电动机的电源，并改变其旋转方向，实现自动提升和下放。
电机正反转回路有自动换向回路和手动换向回路。自动换向回路用于自动化提升。在本控制线路中，自动换向回路不能进行自动换向和自动启动，只能自动控制正反转接触器到停车位置时切断电源，并防止司机因操作方向错误可能造成的过卷事故。
3.5.3 调速回路
调速回路由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和接触器KM4、KM5、KM6、KM7、KM8、KM9 组成。当电机开始运行，根据时间为主和电流为辅的原则，进行切电阻，直至正常运行。当电机减速停车时，以同样的原则进行串电阻，直至停车为止。
13
同济大学继续教育学院毕业设计（论文）
3.5.4 测速回路
测速回路就是把提升机的实际速度测量出来并转化为电量，以供给速度回路和一些以速度为函数的电器控制元件。上图中TG为直流测速发电机，它的转子由提升机主轴所带动，激磁由固定的稳压电源供给，因此TG的输出电压与提升机的实际速度成正比。一般当V=V。时，TG的端电压u=220V。
3.5.5 制动回路
制动回路通过直流电源对电动机进行制动。当提升机需要停车的时候我们切断三相交流电源，并将直流电源接入主回路中，使电动机减速直至停车。
3.5.6 安全回路
在提升机电控系统中，设有必要的连锁和保护线路，即安全回路。安全回路用于防止和避免提升机发生意外事故。
（1）超速保护
等速超速保护，当提升机运行速度超过最大速度的15%，PLC判断后安全回路断开；减速超速保护，减速后若提升机运行速度超过给定速度的10%，PLC判定后安全回路断开。
（2）过卷保护
过卷开关装在深指器和井架上，当提升容器超出正常停车位0.5米时，安全回路断开。
3.6 矿井提升机主电路的运行过程
（1）开车前准备工作
①先将制动手柄置于紧闸位置，然后将主令控制器的操纵手柄置于中间零位。 ②合上隔离开关-Q1，此时，电压表-PV1应指示出高压线路电压。 ③检查过卷复位开关是否在正常位置(即中间位置)。 ④启动制动油泵、润滑油泵。 ⑤最后使控制电源接通。 （2）提升机的加速
当井口发出开车信号后，信号接触器得电并自锁，司机将制动手柄向前推离紧闸位置，此时，提升方向控制回路的制动手柄连锁开关的常开触头闭合，随着制动手柄
14