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2015-04
电机异常判断方法
电动机异常判断攻略 —— 看，听，闻，摸四种方法能及时预防和排除故障，保证电动机的安全运行。 一、 看 观察电动机运行过程中有无异常，主要表现为一下几种情况 1. 定子绕组短路时，可能看到电动机冒烟; 2. 电动机严重过载或缺相运行时，转速会变慢而且有较沉重的“嗡嗡”声; 3. 电动机正常运行时，但突然停止时，会看到接线松脱处冒火花;保险丝熔断或某部件被卡住的现象; 4. 若电动机剧烈振动，则可能是传动装置被卡住或电动机固定不良; 5. 若电动机内接触点和连接处有变色、烧痕和烟迹等，则说明可能有局部过热、导体连接处接触不良或绕组烧毁等; 二、 听 电动机正常运行时应发出均匀且较轻的“嗡嗡”声，无杂音和特别的声音。若发出的噪声太大，包括电磁噪声，轴承杂音，通风噪声，机械摩擦声扽个，均可能是故障先兆或故障现象。 1. 对于电磁噪声，如果电动机发出忽高忽低且沉重的声音，则原因可能是一下几种： (1) 定子和转子间气隙不均匀，此声音忽高忽低且高低音间隙时间不变，这是轴承磨损从而使定子与转子不同心所致; (2) 三项电流不平衡。这是三相绕组存在误接地，短路和接触不良等原因，若声音很沉闷则说明电动机严重过载或缺相运行; (3) 铁芯松动。电动机在运行中因振动使铁芯固定螺栓松松造成铁芯硅钢片松松，发出噪声。 2. 对于轴承杂声，应在电动机运行中经常监听。监听方法是：将螺丝刀一端顶在轴承安装部位，另一端贴近耳朵，便可听到轴承运转声。若声音为连续而细小的“沙沙”声，不会有忽高忽低的变化及金属摩擦声，则轴承是正常运行，若出现一下几种声音则为不正常现象： (1)轴承运行时有“吱吱”声，这事金属摩擦声，一般为轴承缺油所致，应拆开轴承加注适量润滑脂; (2)若出现“唧哩”声，这是滚珠转动时发出的声音，一般为润滑脂干涸或缺油引起，可加注适量油脂; (3)若出现“喀喀”声，或“喀吱”声，则为轴承内滚珠不规则运动而产生的声音，这是轴承内滚珠损坏或电动机长期不用，润滑脂干涸所致。 3. 若传动机构和被传动机构发出连续而忽高忽低的声音，可以分为一下几种情况处理： (1)周期性“啪啪”声，为皮带接头不平滑引起; (2)周期性“咚咚”声，为联轴器或皮带轮与轴间松动以及键或键槽磨损引起; (3)不均匀的碰撞声，为风叶碰撞风扇罩引起。 三、 闻 通过闻电动机的气味也能判断及预防电动机的故障。若发现有人、特殊的油漆味，说明电动机内部温度过高，若发现有很重的糊味或焦臭味，则可能是绝缘层被击穿或绕组已烧毁。 四、 摸 摸电动机一些部位的温度也可以判断电动机故障原因。为确保安全，用手模时应用手背去碰触电机外壳、轴承周围部分，若发现温度异常，其原因可能是一下几种： 1. 通风不良。如风扇脱落。通风道堵塞等; 2. 过载。致使电流过大而使定子绕组过热; 3. 定子绕组匝间短路或三相电流不平衡; 4. 频繁启动或制动; 5. 若轴承周围温度过高，则可能好似轴承损坏或缺油所致;
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2015-07
矿井提升机紧急停车的三种常见故障情况
矿井提升机紧急停车 矿井提升机紧急停车简称I类故障，此类故障一旦发生，则断开交、直流回路并立即制动停车。此类故障包括： (1)两终端过卷扬; (2)制动系统液压站电动机故障; (3)矿井提升机错向运行; (4)矿井提升机运行过程中各水平摇台稳罐器动作; (5)两终端超速; (6)主电动机失励磁; (7)保护回路失电; (8)直流主回路过电流; (9)直流主回路过电压; 矿井提升机事故停车 矿井提升机事故停车简称为Ⅱ类故障，此类故障一旦发生，提升机将按照速度图自动减速，在达到低于2m/s时自动制动而停车。此类故障包括： (1)矿井提升机制动轮变形; (2)尾绳故障; (3)紧停后未调零; (4)操作限位开关失灵; (5)开车时安全门打开; (6)矿井提升机调零电机故障; (7)两终端之间超速。 矿井提升机信号预报 矿井提升机信号预报简称为Ⅲ类故障，此类故障发生时，不制动停车，只发生声、光故障信号预报。此类故障包括： (1)矿井提升机直流主电机轴承过热; (2)直流操作电流接地; (3)制动闸瓦磨损; (4)润滑油压异常; (5)矿井提升机通风故障; (6)直流主回路接地。
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2012-10
全数字交流变频电控调试报告模板
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2012-11
行星齿轮减速器外形尺寸图
序号 型号规格 外形及中心高（mm) 轴伸（mm) 地角尺寸(mm) L B H H1 H0 L1 L2 L3 L4 L5 B1 B2 1 XL-560 1360 1100 990 70 450 130 280 500 383 660 900 1060 2 XL-630 1580 1260 1095 80 500 130 330 560 448 740 1040 1200 3 XL-710 1945 1366 1177 75 560 140 280 570 560 720 1150 1300 4 XL-30 1940 1642 1408 100 710 190 370 870 590 1030 1380 1570 5 XL-800 2193 2120 1880 115 800 185 400 950 641 1140 1570 1760 6 XP-1000 2253 2097 1644 110 800 180 320 810 623 1050 1640 1930 8 XL-1120 2772 2160 1896 125 900 180 400 930 727 1130 1870 2120 9 XL-1250 3004 2470 2060 165 1000 240 485 1020 841 1330 2120 2430 10 ZZDP-1400 3287 2940 2267 150 1100 260 670 1120 1042 1430 2300 2700
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2013-12
KHT100-JY煤矿地面提升机综合后备
KHT100-JY煤矿地面提升机综合后备保护装置 说明书 KHT100-JY煤矿地面提升机综合后备保护装置是严格按照煤矿安全规程的要求而研制生产的后备保护装置，本装置主要作用于矿山地面提升机安全后备保护，它采用先进的PLC控制技术，具有运行准确，操作简单，抗干扰能力强，功能完备等特点，外接高速光电编码器进行速度和深度信号采集，显示更精确，保护更可靠。 主要功能： 1 、超速保护：等速段速度连续超过 15% 时的制动保护； 2 、自动减速：达到减速点时的控制 3 、限速控制：近井口时的 2m/s 保护； 4 、深度指示器失效保护； 5 、过卷保护：超过正常停车位置 0.5 米时自动保护； 6 、卡箕斗（罐）保护； 7 、松绳保护； 8 、满仓保护； 9 、闸间隙保护； 10 、方向（信号）闭锁； 11 、位置（深度）显示； 12 、瞬时速度显示； 13 、当次信号显示； 14 、上次信号显示； 15 、绞车运行方向指示 16 、声光显示； 17 、自检功能； 18 、复位功能； 19 、清零功能； 20 、紧急制动报警声解除功能； 21 、制动时寄存显示当时的有关数值。 技术指标： 1 、电源： AC220V ± 22V 2 、信号电压： AC220V/127V 24VDC 3 、深度显示范围： 0 ～ 9999.99m 精度± 0.01m 4 、速度显示范围： 0 ～ 19.99m/s ，精度为± 0.01m/s KHT100-JY煤矿地面提升机综合后备保护装置安装示意图: 接线图: 界面图: 实物图 洛阳九亿重工有限公司 2013年元月
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2012-10
SINAMICS S120 !!!!SIMPLE_HTML_DOM__VOKU__AMP!!!!
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2012-10
转子串电阻电控调试报告模板
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2012-10
煤矿安全规程之提升装置
第四节 提升装置 第四百一十六条 除移动式的或辅助性的绞车外，提升装置的天轮、滚筒、摩擦轮、导向轮和导向滚等的***小直径与钢丝绳直径之比值，应符合下列要求： （一）落地式及有导向轮的塔式摩擦提升装置的摩擦轮及导向轮（包括天轮），井上不得小于90，井下不得小于80；无导向轮的塔式摩擦提升装置的摩擦轮，井上不得小于80，井下不得小于70。 （二）井上提升装置的滚筒和围抱角大于90°的天轮，不得小于80；围抱角小于90°的天轮，不得小于60。 （三）井下提升绞车和凿井提升绞车的滚筒、井下架空乘人装置的主导轮和尾导轮、围抱角大于90°的天轮，不得小于60；围抱角小于90°的天轮不得小于40。 （四）矸石山绞车的滚筒和导向轮，不得小于50。 （五）在以上提升装置中，如使用密封式提升钢丝绳，应将各相应的比值增加20%。 （六）悬挂水泵、吊盘、管子用的滚筒和天轮，凿井时运输物料的绞车滚筒和天轮，倾斜井巷提升绞车的游动轮，矸石山绞车的压绳轮以及无极绳运输的导向滚等，不得小于20。 第四百一十七条 立井的天轮、主动摩擦轮、导向轮的直径或滚筒上绕绳部分的***小直径与钢丝绳中***粗钢丝的直径之比值，必须符合下列要求： （一）井上的提升装置，不小于1200。 （二）井下和凿井用的提升装置，不小于900。 （三）凿井期间升降物料的绞车和悬挂水泵、吊盘用的提升装置，不小于300。 第四百一十八条 天轮到滚筒上的钢丝绳的***大内、外偏角都不得超过1°30′。单层缠绕时，内偏角应保证不咬绳。 第四百一十九条 各种提升装置的滚筒上缠绕的钢丝绳层数严禁超过下列规定： （一）立井中升降人员或升降人员和升降物料的，1层；专为升降物料的，2层。 （二）倾斜井巷中升降人员或升降人员和物料的，2层；升降物料的，3层。 （三）建井期间升降人员和物料的，2层。 （四）现有生产矿井在用的绞车，如果在滚筒上装设过渡绳楔，滚筒强度满足要求且滚筒边缘高度符合本规程第四百二十条规定，可按本条***款第（一）项、第（二）项所规定的层数增加1层。 移动式的或辅助性的专为升降物料的（包括矸石山和向天桥上提升等）以及凿井时期专为升降物料的，准许多层缠绕。 第四百二十条 滚筒上缠绕2层或2层以上钢丝绳时，必须符合下列要求： （一）滚筒边缘高出***外1层钢丝绳的高度，至少为钢丝绳直径的2.5倍。 （二）滚筒上必须设有带绳槽的衬垫。 （三）钢丝绳由下层转到上层的临界段（相当于绳圈1/4长的部分）必须经常检查，并应在每季度将钢丝绳移动1/4绳圈的位置。 对现有不带绳槽衬垫的在用绞车，只要在滚筒板上刻有绳槽或用1层钢丝绳作底绳，可继续使用。 第四百二十一条 钢丝绳绳头固定在滚筒上时，应符合下列要求： （一）必须有特备的容绳或卡绳装置，严禁系在滚筒轴上。 （二）绳孔不得有锐利的边缘，钢丝绳的弯曲不得形成锐角。 （三）滚筒上应经常缠留3圈绳，用以减轻固定处的张力，还必须留有作定期检验用的补充绳。 第四百二十二条 通过天轮的钢丝绳必须低于天轮的边缘，其高差：提升用天轮不得小于钢丝绳直径的1.5倍；悬吊用天轮不得小于钢丝绳直径的1倍。天轮的各段衬垫磨损达到1根钢丝绳直径的深度时，或沿侧面磨损达到钢丝绳直径的1/2时，必须更换。 第四百二十三条 摩擦提升装置的绳槽衬垫磨损剩余厚度不得小于钢丝绳直径，绳槽磨损深度不得超过70mm，任一根提升钢丝绳的张力与平均张力之差不得超过±10%。更换钢丝绳时，必须同时更换全部钢丝绳。 第四百二十四条 立井中用罐笼升降人员时的加速度和减速度，都不得超过0.75m/s2，其***大速度，不得超过用下列公式所求得的数值，且***大不得超过12m/s。 式中 v--***大提升速度，m/s； H--提升高度，m。 立井中用吊桶升降人员时的***大速度：在使用钢丝绳罐道时，不得超过上述公式求得数值的1/2；无罐道时，不得超过1m/s。 第四百二十五条 立井升降物料时，提升容器的***大速度，不得超过用下列公式所求得的数值： 式中 v--***大提升速度，m/s； H--提升高度，m。 立井中用吊桶升降物料时的***大速度：在使用钢丝绳罐道时，不得超过用上述公式求得数值的2/3；无罐道时，不得超过2m/s。 第四百二十六条 斜井提升容器的***大速度和***大加、减速度应符合下列要求： （一）升降人员时的速度，不得超过5m/s，并不得超过人车设计的***大允许速度。升降人员时的加速度和减速度，不得超过0.5m/s2。 （二）用矿车升降物料时，速度不得超过5m/s。 （三）用箕斗升降物料时，速度不得超过7m/s；当铺设固定道床并采用大于或等于38kg/m钢轨时，速度不得超过9m/s。 第四百二十七条 提升装置必须装设下列保险装置，并符合下列要求： （一）防止过卷装置：当提升容器超过正常终端停止位置（或出车平台）0.5m时，必须能自动断电，并能使保险闸发生制动作用。 （二）防止过速装置：当提升速度超过***大速度15％时，必须能自动断电，并能使保险闸发生作用。 （三）过负荷和欠电压保护装置。 （四）限速装置：提升速度超过3m/s的提升绞车必须装设限速装置，以保证提升容器（或平衡锤）到达终端位置时的速度不超过2m/s。如果限速装置为凸轮板，其在1个提升行程内的旋转角度应不小于270°。 （五）深度指示器失效保护装置：当指示器失效时，能自动断电并使保险闸发生作用。 （六）闸间隙保护装置：当闸间隙超过规定值时，能自动报警或自动断电。 （七）松绳保护装置：缠绕式提升绞车必须设置松绳保护装置并接入安全回路和报警回路，在钢丝绳松弛时能自动断电并报警。箕斗提升时，松绳保护装置动作后，严禁受煤仓放煤。 （八）满仓保护装置：箕斗提升的井口煤仓仓满时能报警和自动断电。 （九）减速功能保护装置：当提升容器（或平衡锤）到达设计减速位置时，能示警并开始减速。 防止过卷装置、防止过速装置、限速装置和减速功能保护装置应设置为相互独立的双线型式。 立井、斜井缠绕式提升绞车应加设定车装置。 第四百二十八条 提升绞车必须装设深度指示器、开始减速时能自动示警的警铃与不离开座位即能操纵的常用闸和保险闸，保险闸必须能自动发生制动作用。 常用闸和保险闸共同使用1套闸瓦制动时，操纵和控制机构必须分开。双滚筒提升绞车的2套闸瓦的传动装置必须分开。 对具有2套闸瓦只有1套传动装置的双滚筒绞车，应改为每个滚筒各自有其控制机构的弹簧闸。 提升绞车除设有机械制动闸外，还应设有电气制动装置。 严禁司机离开工作岗位、擅自调整制动闸。 第四百二十九条 保险闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置，除可由司机操纵外，还必须能自动抱闸，并同时自动切断提升装置电源。 常用闸必须采用可调节的机械制动装置。 对现用的使用手动式常用闸的绞车，如设有可靠的保险闸时，可继续使用。 用于辅助物料运输的滚筒直径在0.8m及其以下的绞车或提升重量在8t以下的凿井用稳车，可用手动闸。 第四百三十条 开凿立井时，悬挂吊盘、水泵和其他设备的稳车，必须装设可靠的制动装置和防逆转装置，并设有电气闭锁。 第四百三十一条 保险闸或保险闸***级由保护回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上的空动时间：压缩空气驱动闸瓦式制动闸不得超过0.5s，储能液压驱动闸瓦式制动闸不得超过0.6s，盘式制动闸不得超过0.3s。对斜井提升，为保证上提紧急制动不发生松绳而必须延时制动时，上提空动时间不受此限。盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mm。保险闸施闸时，杠杆和闸瓦不得发生显著的弹性摆动。 第四百三十二条 提升绞车的常用闸和保险闸制动时，所产生的力矩与实际提升***大静荷重旋转力矩之比K值不得小于3。对质量模数较小的绞车，上提重载保险闸的制动减速度超过本规程第四百三十三条所规定的限值时，可将保险闸的K值适当降低，但不得小于2。凿井时期，升降物料用的绞车K值不得小于2。 在调整双滚筒绞车滚筒旋转的相对位置时，制动装置在各滚筒闸轮上所发生的力矩，不得小于该滚筒所悬重量（钢丝绳重量与提升容器重量之和）形成的旋转力矩的1.2倍。 计算制动力矩时，闸轮和闸瓦摩擦系数应根据实测确定，一般采用0.30～0.35；常用闸和保险闸的力矩应分别计算。 第四百三十三条 立井和倾斜井巷中使用的提升绞车的保险闸发生作用时，全部机械的减速度必须符合表9的要求。 表9 全部机械的减速度规定值 * Ac = g(sinθ fcosθ) 式中 Ac—自然减速度，m/s2； g—重力加速度，m/s2； θ—井巷倾角，(°)； f—绳端载荷的运行阻力系数，一般取0.010～0.015。 对摩擦轮式提升绞车常用闸和保险闸的制动，除必须符合本规程第四百三十一条和第四百三十二条的规定外，还必须满足以下防滑要求： （一）各种载荷（满载或空载）和各种提升状态（上提或下放重物）下，保险闸所能产生的制动减速度的计算值，不能超过滑动极限。钢丝绳与摩擦轮间摩擦系数的取值不得大于0.25。由钢丝绳自重所引起的不平衡重必须计入。 （二）在各种载荷及提升状态下，保险闸发生作用时，钢丝绳都不出现滑动。 严禁用常用闸进行紧急制动。 计算或验算，以本条第二款第（一）项为准；在用设备，以本条第二款第（二）项为准。 第四百三十四条 主要提升装置必须配有正、副司机，在交***升降人员的时间内，必须正司机操作，副司机监护。 每班升降人员前，应先开１次空车，检查绞车动作情况；但连续运转时，不受此限。 发生故障，必须立即向矿调度室报告。 第四百三十五条 新安装的矿井主要提升装置，必须经验收合格后方可投入使用。投入运行后的设备，必须每年进行１次检查，每３年进行１次测试，认定合格后方可继续使用。 检查验收和测试内容，应包括下列项目： （一）本规程第四百二十七条所规定的各保险装置。 （二）天轮的垂直和水平程度、有无轮缘变形和轮辐弯曲现象。 （三）电气、机械传动装置和控制系统的情况。 （四）各种调整和自动记录装置以及深度指示器的动作状况和精密程度。 （五）检查常用闸和保险闸的各部间隙及连接、固定情况，并验算其制动力矩和防滑条件。 （六）测试保险闸空动时间和制动减速度。对于摩擦轮式绞车，要检验在制动过程中钢丝绳是否打滑。 （七）测试盘形闸的贴闸压力。 （八）井架的变形、损坏、锈蚀和震动情况。 （九）井筒罐道的垂直度及固定情况。 检查和测试结果必须写成报告书，针对发现的缺陷，必须提出改进措施，并限期解决。 第四百三十六条 主要提升装置必须具备下列资料，并妥善保管： （一）绞车说明书。 （二）绞车总装配图。 （三）制动装置结构图和制动系统图。 （四）电气系统图。 （五）提升装置（绞车、钢丝绳、天轮、提升容器、防坠器和罐道等）的检查记录簿。 （六）钢丝绳的检验和更换记录簿。 （七）安全保护装置试验记录簿。 （八）事故记录簿。 （九）岗位责任制和设备完好标准。 （十）司机交***记录簿。 （十一）操作规程。 制动系统图、电气系统图、提升装置的技术特征和岗位责任制等必须悬挂在绞车房内。
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2012-10
基于PLC的矿井提升机控制系统设计
1 引言 目前， 我国绝大部分矿井提升机（超过70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a为代表）。tkd控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经过多年的发展，tkd-a系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见，它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事故不断发生。采用 plc技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。 2 总体设计方案 基于plc技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图1所示， 要由以下5部分组成：高压主电路（包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控plc电路、提升行程检测与显示电路、提升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。 图1 矿井交流提升机电控系统框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向） 极端位置，主控plc通过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启动，然后依次切除8段电阻，实现自动加速， ***后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时， 旋转编码器跟随主电动机转动，输出2列a/b相脉冲，分别接到主控plc的高速计数器hsc0的a/b相脉冲输入端，由主控plc根据a/b脉冲的相位关系，自动确定hsc0的加、减计数方式。根据hsc0的计数值，就可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的a相脉冲，主控plc进行加计数。根据hsc1在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计 主回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。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图2所示。 图2 提升机主回路系统原理图 主拖动电机选择：鼠笼式异步电动机尽管结构简单、价格便宜、维护方便，但很难满足提升机启动和调速性能的要求，因此，矿井提升机交流拖动系统均选用绕线式异步电动机作为主拖动电动机，绕线式异步电动机转子串电阻后能***启动电流和提高启动转矩，并能在一定范围内进行调速。地面变电所送来的二路6kv电源，一路工作，一路备用，经tgg-6型高压开关柜的隔离开关glk1、油开关gyd、高压换向器线路接触器xlc的主触头、正向（或反向）接触器zc（或fc）后到主电机的定子。在高压开关柜内还设有电压互感器yh，失压服扣线圈syq，电流互感器lh和过流脱扣线圈glq，用于失压或过流保护。在syq线圈回路中还串联接有紧急停车开关jtk1和换向器室栏栅门闭锁开关lsk。 3.2 制动回路设计 矿井提升机大多数采用绕线式异步电动机来拖动，且多数场合下采用有级切换转子回路电阻来实现调速。其制动系统多采用可控硅动力制动和可调闸制动系统。前者为电气制动，后者为机械制动。提升机在减速段运行中，当速度在0～5%范围内，电气制动起作用，可调闸不起作用；当超速在5%～10%范围内，电气制动限幅，并维持***大制动功率，同时可调闸起作用，总制动力矩增大；当超速10%时，过速继电器gsj1作用于安全回路，可调闸将提升机滚筒闸住。 晶闸管动力电源装置主要有两部分组成，一部分为主回路，另一部分为触发回路。本文设计中采用kzg型三相可控硅动力制动系统。此系统为单闭环动力制动系统，系统方框图如图3所示，从图中可以看出速度偏差控制和脚踏控制是“或”的关系，哪个信号大，就允许哪个信号通过，亦即相应的控制方式发挥作用。因此，单闭环控制时司机可以脚踏制动进行控制，而在脚踏控制时，如提升机超速，闭环系统又可起监视保护作用。 图3 单闭环动制动系统方框图 3.3 速度给定回路 速度给定方式就是按行程原则产生速度给定信号。在矿井提升机电控系统中，通常是采用凸轮板给定方法，即由凸轮板控制自整角机的输出电压。由于自整角机没有可滑动的触点，因此电压变化较平稳，工作较可靠，维护量较小。原理图如图4所示。 图4 速度给定电路 自整角机作为给定装置应用时是将激磁绕组通以单相110伏交流电，在三相同步绕组中任取两相的输出作为给定电压的输出。其输出电压为交流，如需要直流则应通过桥式整流输出。 .4 动力制动回路 晶闸管整流器及其触发装置成套地装在电源柜中，动力制动电源装置输出电压的大小与触发装置输入的控制信号电压的高低有关。 图5 动力制动电压形成回路 控制信号电压由两个回路组成一个或门电路，如图5所示。只要其中之一达到触发要求时，即可使晶闸管触发起制动作用。这两个回路，一个是由实际速度与给定速度形成的速度偏差值，自动控制cf3磁放大器的输出和动力制动输出，另一条回路由司机控制自整角机cd2的输出以实现人工调节。 在人工控制动力制动系统时，由司机控制脚踏板带动自整角机cd2发生控制电压。调整时应使其与磁放大器cf3的输出相配合。当脚跟刚刚踩下，脚尖尚未下踏时，相当于控制开关闭和，使dzc得电吸合，晶闸管动力制动投入，但此时自整角机cd2输出很小，动力制动电流***小。当司机脚尖踏下后，自整角机cd2输出***大。 在脚踏动力制动与cf3输出回路中，分别由z1和z2两个二极管组成一个或门电路，此两种控制信号成并联关系，互不影响。 3.5 行程检测与显示 利用旋转编码器将提升机的运行位置转化为脉冲，plc对此脉冲进行高速计数，通过相应的计算自动生成提升机位置的相关数据，传送到plc内部高速计数器的存储单元。为了提高计数器的脉冲精度，选用日本omron公司的e6c-cwsc型可逆旋转编码器，其脉冲准确精度高，在低速时不会丢失脉冲。 为了便于提升机司机操作，提升机电控系统需设置可靠的行程显示装置（又称深度指示器）用于显示提升容器在井筒中的位置。本文设计根据编码器所测的运行距离（0～570m），采用3个led七段显示器作为提升机位置的显示。 图6 plc数字显示电路 图6所示电路中，用具有锁存，译码，驱动功能的芯片cd4513驱动共阴极led七段显示器，三只cd45 -13的数据输入端a～d共用可编程控制器的4个输出端，其中a为***低位，d为***高位。le是锁存使能输入端，在le信号的上升沿将数据输入端输入的bcd数锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。le为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，n个显示器占用的输出点数为：4 n。 3.6 辅助回路设计 辅助回路是用于对辅助设备进行供电和控制的。辅助回路的电源电压为交流380v，两回路供电。辅助回路所带负荷有：晶闸管动力制动电源装置、制动油泵电动机、润滑油泵电动机等。 4 提升机主电动机转子电阻计算 电动机转子电阻的计算，对提升设备的正常运转有着重要的作用。进行启动电阻计算时，首先应确定预备级级数和加速级级数。因为所选的级数直接影响到***大切换力矩的增大或减小及平均启动加速度的提高或降低，甚至由于过载能力不够而需加大电动机容量，故应***考虑，选出经济合理的级数。一般情况下，预备级级数和加速级级数的选择见附表所示。 三相平衡启动电阻的计算方法很多，但基本上可分为两种类型：一类是按给定加速度来计算启动电阻，另一类是以充分利用电动机的过载能力为出发点来计算。因***类方法计算简便准确，故本文中采用此方法计算。 5 plc控制系统设计 5.1 主控plc控制电路设计 根据提升机的运行方式和煤矿企业的固有特点，国产矿井提升机电控制系统中应用plc也发展很快。但从现场使用情况来看，目前，在国产煤矿提升机控制系统中，plc主要用于处理开关量，以替代老式提升机控制系统中众多的继电器、接触器、复杂的连线以及信号显示系统，而涉及到提升机安全运行的制动系统中的模拟量和自动调节过程，大多还是通过用半导体器件、运算放大器等可调闸和可控硅动力制动的普通电子模式来处理。使用过程中经常会出现零点漂移、电子元件损坏，并且存在维修及重新调试难、可靠性差等缺点，因而使提升机电控系统的可靠性降低。针对上述问题，深入研究用plc控制煤矿提升机控制系统是非常必要的。 本文中主控单元可编程序控制器（plc）设计，由一个cpu226主机和两片i/o扩展模块em223和em222组成，设计含有40个输入点40个输出点， 则具体i/o接线如图7所示。 图7 主控plc电路及扩展i/o接线 5.2 plc控制软件设计 图8 主程序控制流程图 plc控制软件主程序流程图如图8所示。 （1） 初始化子程序用于对高速计数器hsc0和hsc1进行以下操作：写控制字， 定义工作模式，清零， 写设定值， 设置定时中断， 连接中断， 启动计数。 （2） 制动油泵、润滑油泵、动力制动电源、五通阀电磁铁、四通阀电磁铁和安全阀电磁铁等的控制属于交流提升机安全运行所需辅助设备的控制。 （3） 制动油过压信号、制动油过热信号和润滑油过压信号的显示控制用于交流提升机工作状态的显示控制。 （4） 调绳闭锁回路是在调绳过程中起安全保护作用。双卷简提升机换水平调绳时，调绳转换开关1hk-3断开，使调绳连锁环节串入安全回路。正常运行时，lhk-3接通，调绳连锁不起作用。 （5） 提升信号回路用于对交流提升电动机启动或减速作好准备。 （6） 位置测量子程序用于测量提升机在矿井中的位置。 （7） 行程显示子程序根据旋转编码器的脉冲个数来显示当前的行程位置。 （8） 减速信号回路和减速信号铃用于减速控制并且发出铃声提示信号。 （9） 自动换向工作回路和手动正反转工作回路分别用于自动和手动方式下对交 流提升电动机进行正反转控制。 （10） 安全回路用于防止和避免交流提升机发生意外事故。 （11） 定时器控制回路和转子电阻通断控制用于交流提升电动机启动或减速时的转子电阻切换控制。 （12） 动力制动回路用于动力制动电源的投入与切除控制。 （13） 脚踏制动联锁和工作闸继电器用于交流提升电动机制动控制。 结束语 提升机的控制系统采用plc控制与tkd-a控制系统结合的方式， 具有可靠、安全、实现方便等优点。采用plc实现提升机主要控制逻辑， 增加控制功能，实现***自动化生产。其关键是充分发挥plc的优势， 利用其综合测控机制， 解决好测速、保护等问题， 实现与原系统的良好衔接， 提高系统的综合性能， 达到低投入高产出。从系统的应用情况看仍存在一些需进一步完善的问题如：网络通信功能和先进控制技术及策略如智能控制等，在现有plc技术的基础上进一步进行功能扩充，将会进一步提高我国矿井提升电控系统的现代化水平。
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中压变频高低高技术方案
中压变频高低高技术方案 1. 前言 交流变频调速技术是现代化电气传动的主要发展方向之一，它不仅调速性能优越，而且节能效果良好。实践证明，驱动风机、水泵的大、中型笼型感应电动机，采用交流变频调速技术，节能效果显著，控制水平也大为提高。 在中压变频传动产品中，ABB公司在小功率和高压（6KV、10KV）应用场合现阶段以采用高－低－高方式为主。 高－低－高中压变频调速系统的工作原理是采用降压变压器将电网电压降低，经由低压变频器，再经过升压变频器控制中压电机。 l 优点： 1、 价格便宜，约为直接高压变频器的70%左右； 2、 可靠性高，由于ABB低压（380，690V）变频器技术已十分成熟，可靠性很高，而与它配套的变压器等设备都是高可靠性设备，所以整个系统的可靠性就很高； 3、 对电机的绝缘要求低，原有的老电机、电缆不须更换； 4、 不受供电电压和电机电压等级的***，电压等级从2～13.8KV AC均可。 l 容量范围： 现在的ABB低压（如690v）变频器虽可做到3000kw以上，但用于高低高系统，考虑到接线方面的问题，用于600kw以下较为适合。 2. 高低高系统方案说明 在高低高方案中，交流传动系统采用ABB公司的ACS800 Step-up/Sine Filter 交流变 频器装置以及配套的降压变压器、升压变压器、电机、电缆组成。 本方案提供的ACS800 Step-up/Sine Filter交流变频器装置具有正弦波滤波器，且可以通过设置参数来选择不同的操作方式和各种功能。PLC和工业PC机与变频控制器之间可以通过现场总线适配器进行通讯，也可以用端子点对点的方式进行控制，这需要用户根据实际的工艺控制要求和现场的情况来决定。 2.1 ACS800 Step-up的构成及功能 ACS800 Step-up/Sine Filter Drive 是ABB公司ACS800系列中的一员。ACS800 Step-up 的主要概念是用低压变频器控制中压电机，Step-up应用系统包括变频器、正弦波滤波器、 变压器、电缆和电机，它的灵活配置适应于泵、风机和潜水油泵等工业领域。ACS800 Step-up所包含的变频器是ACS800标准变频器模块，从140KW至2500KW所有功率范围都是IGBT功率模块，并且在变频器内部设置了进线电抗器，从而有效地抑制了高次谐波对电网的影响； ACS800 Step-up具有正弦波滤波器装置，该滤波器能够有效地滤掉高频部分，使其输出的正 弦波达到***无谐波，从而降低了升压变压器的制造费用，并且提高了变压器和电机的使用寿命；ACS800 Step-up与降压变压器和升压变压器配合使用去满足各种电机电压的要求(2-13KV)。ABB公司在Step-up传动系统应用中具有丰富的经验，自1981年以来已经交付和运行了上百套Step-up传动系统。 2.1.1 ACS800 Step-up 传动的特点 ACS800高低高系统的特点： · 对电机电压的适应性。用户可以根据实际情况选择电机电压。 · 合理的费用。变压器容量比没有正弦波滤波器传动的要小。 · 不要求特殊的电机线圈绝缘。由于有正弦滤波器和变压器的隔离作用不会产生轴承电流。 · 低电机噪音。输出的电压和电流为正弦波形。 · 允许长的电机电缆。 · 安装在浮地电网中。 · 通过输出变压器补偿因滤波器引起的10%的压降。 · 先进的控制模式。 在工业风机和泵应用中其特点： · ***经济的应用方案，由于采用了高科技的正弦滤波器和标准的输出变压器。 · ***的改造方式，因为正弦波的电压输出。 · 启动转矩为50%的额定转矩。 · 一般电缆***长为300米。 · 在要求高的启动转矩和更长的电机电缆时，需用特殊的变压器。 在潜水泵应用中其特点： · 提高了泵的使用寿命。 · 通过使用升压变压器可以得到100%的启动转矩。 · 电机电缆可以长达几千米,电缆上的压降可以通过输出变压器来补偿。 2.1.2 ACS800 Step-up 传动的优越性能 · 电源断电时的运行—ACS800将利用正在旋转着的电机的动能继续运行，只要电机旋转并产生能量供给 ACS800，使其继续运行。 · IR补偿功能—用于满足高的起动转矩。电压提升补偿在电缆、升压变压器和电机上的电阻损失。由于在0Hz时，电压不能送至变压器，故在ACS800 Step-up应用中，必须使用特殊的IR 补偿方法 。所有的IR补偿是在滑差频率下起动。 · 自动跟踪起动功能-- ACS800的自动起动特性超过一般变频器的飞升起动和积分起动的性能，它能在极短的时间内检测到电机的状态并实施跟踪起动。当电机工作在5Hz以上时，ACS800 Step-up可以不带编码盘实施跟踪起动。跟踪起动功能通过软件设置，不需要任何外围硬件配置。 · 堵转功能—当转矩低于设定的限幅，并且在一定的时间内电流高于特定的限幅时，电机被认为堵转并发出故障或报警信号。 · 电机缺相保护功能—如果所滤波的三相相电流中的一相绝对值低于设定值，缺相保护功能就要发出故障或报警信号。 · 接地保护功能—当变压器原边或变压器电缆出现接地现象时，发出接地故障或报警信号。 · 过载保护和欠载保护。 · 短路保护。 2.1.3 ACS800 Step-up 柜体装置 ACS800 Step-up Drives-MNS 柜体(IP22)安装了一个铰链连接的前门， 门上装有主熔 断隔离开关的操纵手柄，控制盘安装组件，和其它一些可选件。冷却空气的通风窗靠栅格挡着，防止异物进入柜体。 ACS800 Step-up柜体内配置了电源输入熔断隔离开关，含快速熔芯，具有电源开关和短路保护双重功能，正弦波滤波器也装于MNS柜体内。同时输入接触器和急停保护回路作为可选项，用户可以根据实际需要选择。 2.2.3 可编程模拟输出 ACS800提供了两个可编程的电流输出口。模拟输出信号可以取反和滤波。***小电流可以是0mA或4mA。根据实际需要设置。 依靠参数选择，模拟输出信号可以与下列量成正比，电机转速，过程转速（成比例的电机转速），输出频率，输出电流，电机转矩，输出电压，应用块输出（PID调节器输出），给定，或给定差值（在给定和PID调节器的实际值之间的差）。 还可以通过通讯模块（例如现场总线模块）控制模拟输出信号。可编程系统控制输入 可编程系统控制输入包括： 运行允许信号 故障复位信号 系统控制输入信号可以通过数字输入口输入或控制盘输入，而运行允许信号不能从控制盘给出。 这些信号也可以通过总线接受上位机传送的信号。 2.2.4 模拟输入 ACS800有三个可编程模拟输入口：一个电压输入口和两个电流输入口。每个模拟输入口都可以通过调整信号的***大/***小极限，滤波时间常数，信号取反选择来处理。 ***小/***大设定 可选的***小值是0V/mA,2V/4mA或输入调节。输入调节允许ACS800***大信号值。 滤波 模拟输入信号滤波时间常数由用户自己调整，从0.01s到10s。 取反功能：***小模拟输入信号对应***大给定，***大模拟输入对应***小给定。 这些信号也可以通过总线接受上位机传送的信号。 2.2.5 保护功能 ACS800提供了几种编程的故障保护功能和几种非用户调整的已编程的保护功能。 2.2.6 可编程故障保护功能 2.2.6.1 控制盘信号丢失 控制盘信号丢失功能定义了当控制盘选作控制区时，在ACS800通讯中断的情况下ACS800的动作。 2.2.6.2 外部故障功能 带有外部故障功能，通过定义一个数字输入口作为外部联锁信号输入，可以监视外部故障。 2.2.6.3 电机过热保护 可以激活电机过热保护功能并选择一个电机过热保护模式来保护电机防止过热。 电机过热保护模式一种是基于电机温度热模型，另一种基于电机温度传感器元件过温指示。 电机温度热模型 ACS800使用下列假设来计算电机的温度： 电机的环境温度是30℃。 电机的温度使用用户自定义或自动计算电机过热时间和电机负载曲线。当环境温度高于30℃，负载曲线应有所调整。 注意：用户自定义模型可用于ACS800-07-0490-6及以上功率等级的单元。 热模型通过设置电机过热时间为350，700，1050秒提供了等价于标准10级，20级，30级的过热继电保护。 2.2.6.4 堵转保护功能 ACS800在电机发生堵转时保护电机。可以调整监视极限（频率，时间），选择传动如何动作（警告显示/故障显示和停止传动/不反应）。 如果下列条件都满足，堵转保护功能将被激活： 1）ACS800输出频率低于用户设定的堵转频率极限。 2）电机转矩上升到由ACS800软件计算得到是***大允许值。这个极限不断地变化，这是由于变频器软件计算的电机温度不断变化。 3）条件1和2已经超过了用户设置的时间（堵转时间极限）。 2.2.6.5 欠载保护功能 欠载可以作为故障指示出来。ACS800提供了一个欠载功能来保护机械设备，在负载丢失时发出信号。可选择为：报警/报故障&停止传动/不反应。 如果下列条件同时满足，欠载保护功能将被激活： 1） 电机负载低于用户选择的欠载曲线（五个选项）。 2） 电机负载低于用户选择的欠载曲线的时间超过用户设定时间（欠载时间）。 2.2.6.6 电机缺相保护功能 缺相功能监视电机电缆的连接状态。这个功能在电机起动时特别有用。ACS800检测是否电机任意一相没有连接或是不起动。缺相功能也在正常运行下监视电机连接状态。 用户可以定义在缺相时的传动动作。选项是故障显示，停止，或无反应。 2.2.6.7 接地故障保护 接地故障保护监视电机，电机电缆和变频器的接地故障。接地故障判别是基于在变频器的输入端的电流互感器对接地保护泄漏电流的测量。发生接地故障时，该功能可以选择为停止传动，给出故障显示，传动继续运行或忽略接地故障。 2.2.6.8 通讯故障功能 通讯故障功能监测ACS800与外部控制设备（例如现场总线适配器模块）之间的通讯。 用户可以定义当通讯丢失时传动的动作，以及设定动作的延时。用户还可以定义ACS800继电器或模拟输出口指示通讯连接的是否处于故障状态。 2.2.7 已编程的保护功能 不能由用户改变的ACS800的已编程保护功能： 2.2.7.1 过流 过流跳闸极限是3.5*I2hd ( I2hd 为额定输出电流，重载使用)。 2.2.7.2 直流过压 2.2.7.3 直流欠压 2.2.7.4 过温 ACS800监视逆变器模块的温度。如果逆变器模块温度超过115℃，给出警告。过温跳闸极限是125℃。 2.2.7.5 短路 ACS800具有独立监视电机电缆和逆变器短路保护的功能。如果短路发生，传动将不会起动，并显示故障。 2.2.7.6 过频 如果ACS800输出频率超过预设值，传动停止，显示故障。预设值是超过***大绝对转速极限（在DTC模式下）或***大频率极限。 2.2.7.7 I/O控制板内部故障 如果应用电机控制板（RAMC）不能与I/O控制板（RIOC）或扩展I/O板（数字I/O扩展板或模拟I/O扩展板）通讯，传动停止，并显示故障。 2.2.7.8 内部故障 如果ACS800检测到内部故障，传动将停止，并显示故障。 2.2.8 其它特性 有模拟和数字接口扩展模板以及多种现场总线适配器可供选择。内置PID调节器可以方便实现闭环控制。 2.2.9 极限 ACS800可以设定转速，电流（***大），转矩（***大）和直流电压的极限。 2.2.10 功率极限 ***大允许电机功率是1.5*Phd。如果超过了这个极限，电机转矩自动地受***。这个功能保护了ACS800的内部整流桥防止过载。 2.2.11 自动复位 ACS800可以在过流，过压，欠压和AI口为手动复位。 2.2.12 参数锁定 由参数16组完成参数锁定设定工作。 2.3 降压变压器 降压变压器采用干式整流变压器。考虑到系统的冷却，变压器与变频器分开布置。 变压器电压根据用户不同的电源参数（6KV、10KV）定制。 变压器电压调整范围：±2x2.5% 变压器一次侧额定频率：50±5%Hz 绝缘等级：H级 防护等级：IP20（带罩） 冷却方式：自冷 连接方式：电缆进线（下进下出） 色标：RAL7032 2.4 升压变压器 升压变压器在高-低-高变频应用配置中占据主要的环节。大多数品牌的变频器在高-低-高应用中，其输出侧不含有正弦波滤波器，因此对升压变压器的制造和性能提出了很高的要求，必须特殊设计和生产，增加了投资成本。而ACS800 Step-up传动装置含有正弦波滤波器，提高了升压变压器和电机使用寿命，并且降低了投资。由于正弦波滤波器在工作时会造成输出电压的下降，此损失的电压要由升压变压器来补偿。同时考虑变压器到电机电缆阻抗压降和电机内的阻抗压降，变压器副边电压也要适当提高。 升压变压器采用干式变压器。考虑到系统的冷却，变压器与变频器分开布置。 变压器电压根据用户不同的电机参数（6KV、10KV）定制。 变压器电压调整范围：±2x2.5% , 变压器一次侧额定频率：50±5%Hz 绝缘等级：H级 防护等级：IP20（带罩） 冷却方式：自冷 连接方式：电缆进线（下进下出） 色标：RAL7032 3. 质量保证及考核方法 技术标准： 以ABB公司提供的产品样本中的技术数据为准。 供方提供的ABB设备符合IEC标准，外购件符合国标要求. 考核方法： 以供方提供的调试软件所记录的有关现场调试的数据和有关图形作为 考核依据， 需方进行考核。 2.2 ACS800 Step-up变频器技术参数 2.2.1 加速和减速积分 ACS800提供了两个用户选择的加速和减速积分。可以调整加减速时间（0到1800S）和选择积分类型。能够通过控制一个数字输入口，在两个设定的积分时间之间进行切换。 可选的积分类型是线性曲线和S形曲线： Linear