煤矿立井提升机及电控系统技术讲座

一、提升机的类型●

缠绕式提升机 1-提升机2-提升钢丝绳

3-天轮4-井架 5-罐道 6-罐笼

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普通多绳摩擦式提升机

1 2 2 4 1 5 5 4 4 3

2

4

(a) 塔式

(b) 落地式

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塔式提升机特点

1、布置紧凑，节省工业广场占地。

2、天轮、钢丝绳不暴露在雨雪中，改善了钢丝绳的工作条件，并且能延长工作寿命。

3、钢丝绳在提升机上的围包角大、防滑性能好(围包角不超过195°)、便于维护、检修和

管理。4、井塔基础及结构形式复杂、施工困难，施工 工期长，占用井口的时间较长。

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落地式提升机特点

1、井架建造费用小，减少了矿井的初期投资，并且

可提高抵抗地震灾害的能力。2、提升机房施工及设备安装调试可以平行交叉作业，

占用井口时间短，受季节影响小。3、井架和提升机房占地面积大，钢丝绳在提升机

上的围包角小、防滑性能差(围包角不超过185°)4、维护不方便，受气候影响大。

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内装式多绳摩擦提升机

内装式提升机的结构特点：

(1)摩擦轮——电动机转子(2)主轴装置——电动机定子

特殊提升机(1)单绳摩擦式提升机

应用场合：开滦矿务局吕家坨矿老主井、老副井。(2)锥形滚筒 应用场合：开滦矿务局唐山矿2#、3#井，林西矿4#井

液压站 (1)恒力矩液压站 优点：结构简单，价格低廉。 缺点：在不同工况下制动减速度变化大，制动过程不 平稳。 (2)恒减速液压站 优点：在安全制动时，可以在各种载荷、各种速度及 各种工况下，使提升系统按照给定的恒定减速度进 行制动，制动平稳，安全可靠。 缺点：控制系统复杂，价格昂贵。

二 提升机拖动系统1 拖动系统分类● ● ● ●

按电流的种类分，可以分为交流拖动和直流拖动两大类。按电动机的数量分，有单机拖动和双机拖动两大类。 按连接形式分，有带减速器和直联式两大类。

按提升容器的种类分，有箕斗提升和罐笼提升机两大类。

2 提升机的运行特点 提升机的运行具有周期性， 是一个位势负载。电 动机存在两种运行状态：电动状态和制动状态，其工 作加减速度要满足《煤矿安全规程》规定。 立井升降人员的加速度和减速度都不得超过 0.75m/s2,且最大速度不得超过 v 0.5 H ,且最大不得 超过12m/s,斜井不得大于0.5m/s2。《设计规范》 建议箕斗提升加速度不宜大于1.2m/s2,且最大速度 不得超过 v 0.6 H 。

3 提升机对电控系统的要求●●

满足四象限运行要求；

要求平滑调速且调速精度较高提升工艺要求电气传动；

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设置准确可靠的速度给定装置；

设置行程显示与行程控制器为了便于提升机司机操作；

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设置完善

的故障监视装置；设置可靠的闸控电路。

4 提升机电控的技术指标● ●

调速范围

静差率

n max D n min

当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额 定值所对应的转速降落，与理想空载转速之比，称为 静差率s,即 nnom s n0

显然，静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的 稳定度的。它和机械特性的硬度有关，特性越硬，静 差率越小，转速的稳定度就越高。

5 矿井提升机控制系统的发展与现状

三个阶段(1)交流拖动(TKD系统)

(2)直流拖动(F-D机组，晶闸管变流)(3)交流拖动(变频)

直流拖动和交流拖动之比较 (1)交流电机比直流电机结构简单、成本低廉、工作可 靠、惯量小、效率高。一般来说直流电机的效率只有 85%左右，而交流异步电机可到90%以上，同步电机 可达到96%以上。

(2)直流电机具有电刷和换相器因而必须经常检查维修、 换向火花使直流电机的应用环境受到限制。国内矿井 使用直流电机一般都在3MW以下，而交流电机可以做 到10MW以上。对于井下要求防爆的场合，直流电机 就无法胜任。

(3)直流调速一般采用晶闸管整流，其谐波是无法避 免的，如果不采取谐波治理方法，其谐波含量可达 到20%以上。而交流变频系统一般都使用PWM(脉 宽调制)方式，其谐波含量很小，一般可控制在3% 以下，根本不需要谐波治理。

(4)直流调速因受控制角的限制，实际运行平均功率 因数只有0.7左右，在启动瞬间存在着很大的无功冲 击，需要增加无功补偿装置，且在运行中会存在逆 变失败的危险；而交流变频系统网侧功率是可以调 节的，基本等于1。

(5)交流变频采用的智能型全控器件(IGBT、IGCT), 都可以实现自保护，对于器件故障的保护功能更完 善，并且能防止故障的进一步扩大。而对于维护人 员都可以通过上位机系统得到故障信息。而普通晶 闸管则不具备此功能，出现器件故障只能依靠现场 维护人员的素质和经验去判断，对维护造成很大的 不便利。