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2015-04
電機異常判斷方法
電動機異常判斷攻略 —— 看，聽，聞，摸四種方法能及時預防和排除故障，保證電動機的安全運行。 一、 看 觀察電動機運行過程中有無異常，主要表現為一下幾種情況 1. 定子繞組短路時，可能看到電動機冒煙; 2. 電動機嚴重過載或缺相運行時，轉速會變慢而且有較沉重的“嗡嗡”聲; 3. 電動機正常運行時，但突然停止時，會看到接線松脫處冒火花;保險絲熔斷或某部件被卡住的現象; 4. 若電動機劇烈振動，則可能是傳動裝置被卡住或電動機固定不良; 5. 若電動機內接觸點和連接處有變色、燒痕和煙跡等，則說明可能有局部過熱、導體連接處接觸不良或繞組燒毀等; 二、 聽 電動機正常運行時應發出均勻且較輕的“嗡嗡”聲，無雜音和特別的聲音。若發出的噪聲太大，包括電磁噪聲，軸承雜音，通風噪聲，機械摩擦聲扽個，均可能是故障先兆或故障現象。 1. 對于電磁噪聲，如果電動機發出忽高忽低且沉重的聲音，則原因可能是一下幾種： (1) 定子和轉子間氣隙不均勻，此聲音忽高忽低且高低音間隙時間不變，這是軸承磨損從而使定子與轉子不同心所致; (2) 三項電流不平衡。這是三相繞組存在誤接地，短路和接觸不良等原因，若聲音很沉悶則說明電動機嚴重過載或缺相運行; (3) 鐵芯松動。電動機在運行中因振動使鐵芯固定螺栓松松造成鐵芯硅鋼片松松，發出噪聲。 2. 對于軸承雜聲，應在電動機運行中經常監聽。監聽方法是：將螺絲刀一端頂在軸承安裝部位，另一端貼近耳朵，便可聽到軸承運轉聲。若聲音為連續而細小的“沙沙”聲，不會有忽高忽低的變化及金屬摩擦聲，則軸承是正常運行，若出現一下幾種聲音則為不正常現象： (1)軸承運行時有“吱吱”聲，這事金屬摩擦聲，一般為軸承缺油所致，應拆開軸承加注適量潤滑脂; (2)若出現“唧哩”聲，這是滾珠轉動時發出的聲音，一般為潤滑脂干涸或缺油引起，可加注適量油脂; (3)若出現“喀喀”聲，或“喀吱”聲，則為軸承內滾珠不規則運動而產生的聲音，這是軸承內滾珠損壞或電動機長期不用，潤滑脂干涸所致。 3. 若傳動機構和被傳動機構發出連續而忽高忽低的聲音，可以分為一下幾種情況處理： (1)周期性“啪啪”聲，為皮帶接頭不平滑引起; (2)周期性“咚咚”聲，為聯軸器或皮帶輪與軸間松動以及鍵或鍵槽磨損引起; (3)不均勻的碰撞聲，為風葉碰撞風扇罩引起。 三、 聞 通過聞電動機的氣味也能判斷及預防電動機的故障。若發現有人、特殊的油漆味，說明電動機內部溫度過高，若發現有很重的糊味或焦臭味，則可能是絕緣層被擊穿或繞組已燒毀。 四、 摸 摸電動機一些部位的溫度也可以判斷電動機故障原因。為確保安全，用手模時應用手背去碰觸電機外殼、軸承周圍部分，若發現溫度異常，其原因可能是一下幾種： 1. 通風不良。如風扇脫落。通風道堵塞等; 2. 過載。致使電流過大而使定子繞組過熱; 3. 定子繞組匝間短路或三相電流不平衡; 4. 頻繁啟動或制動; 5. 若軸承周圍溫度過高，則可能好似軸承損壞或缺油所致;
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2015-07
礦井提升機緊急停車的三種常見故障情況
礦井提升機緊急停車 礦井提升機緊急停車簡稱I類故障，此類故障一旦發生，則斷開交、直流回路并立即制動停車。此類故障包括： (1)兩終端過卷揚; (2)制動系統液壓站電動機故障; (3)礦井提升機錯向運行; (4)礦井提升機運行過程中各水平搖臺穩罐器動作; (5)兩終端超速; (6)主電動機失勵磁; (7)保護回路失電; (8)直流主回路過電流; (9)直流主回路過電壓; 礦井提升機事故停車 礦井提升機事故停車簡稱為Ⅱ類故障，此類故障一旦發生，提升機將按照速度圖自動減速，在達到低于2m/s時自動制動而停車。此類故障包括： (1)礦井提升機制動輪變形; (2)尾繩故障; (3)緊停后未調零; (4)操作限位開關失靈; (5)開車時安全門打開; (6)礦井提升機調零電機故障; (7)兩終端之間超速。 礦井提升機信號預報 礦井提升機信號預報簡稱為Ⅲ類故障，此類故障發生時，不制動停車，只發生聲、光故障信號預報。此類故障包括： (1)礦井提升機直流主電機軸承過熱; (2)直流操作電流接地; (3)制動閘瓦磨損; (4)潤滑油壓異常; (5)礦井提升機通風故障; (6)直流主回路接地。
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2012-10
全數字交流變頻電控調試報告模板
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2012-11
行星齒輪減速器外形尺寸圖
序號 型號規格 外形及中心高（mm) 軸伸（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煤礦地面提升機綜合后備
KHT100-JY煤礦地面提升機綜合后備保護裝置 說明書 KHT100-JY煤礦地面提升機綜合后備保護裝置是嚴格按照煤礦安全規程的要求而研制生產的后備保護裝置，本裝置主要作用于礦山地面提升機安全后備保護，它采用先進的PLC控制技術，具有運行準確，操作簡單，抗干擾能力強，功能完備等特點，外接高速光電編碼器進行速度和深度信號采集，顯示更精確，保護更可靠。 主要功能： 1 、超速保護：等速段速度連續超過 15% 時的制動保護； 2 、自動減速：達到減速點時的控制 3 、限速控制：近井口時的 2m/s 保護； 4 、深度指示器失效保護； 5 、過卷保護：超過正常停車位置 0.5 米時自動保護； 6 、卡箕斗（罐）保護； 7 、松繩保護； 8 、滿倉保護； 9 、閘間隙保護； 10 、方向（信號）閉鎖； 11 、位置（深度）顯示； 12 、瞬時速度顯示； 13 、當次信號顯示； 14 、上次信號顯示； 15 、絞車運行方向指示 16 、聲光顯示； 17 、自檢功能； 18 、復位功能； 19 、清零功能； 20 、緊急制動報警聲解除功能； 21 、制動時寄存顯示當時的有關數值。 技術指標： 1 、電源： AC220V ± 22V 2 、信號電壓： AC220V/127V 24VDC 3 、深度顯示范圍： 0 ～ 9999.99m 精度± 0.01m 4 、速度顯示范圍： 0 ～ 19.99m/s ，精度為± 0.01m/s KHT100-JY煤礦地面提升機綜合后備保護裝置安裝示意圖: 接線圖: 界面圖: 實物圖 洛陽九億重工有限公司 2013年元月
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2012-10
SINAMICS S120 !!!!SIMPLE_HTML_DOM__VOKU__AMP!!!!
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2012-10
轉子串電阻電控調試報告模板
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2012-10
煤礦安全規程之提升裝置
第四節 提升裝置 第四百一十六條 除移動式的或輔助性的絞車外，提升裝置的天輪、滾筒、摩擦輪、導向輪和導向滾等的***小直徑與鋼絲繩直徑之比值，應符合下列要求： （一）落地式及有導向輪的塔式摩擦提升裝置的摩擦輪及導向輪（包括天輪），井上不得小于90，井下不得小于80；無導向輪的塔式摩擦提升裝置的摩擦輪，井上不得小于80，井下不得小于70。 （二）井上提升裝置的滾筒和圍抱角大于90°的天輪，不得小于80；圍抱角小于90°的天輪，不得小于60。 （三）井下提升絞車和鑿井提升絞車的滾筒、井下架空乘人裝置的主導輪和尾導輪、圍抱角大于90°的天輪，不得小于60；圍抱角小于90°的天輪不得小于40。 （四）矸石山絞車的滾筒和導向輪，不得小于50。 （五）在以上提升裝置中，如使用密封式提升鋼絲繩，應將各相應的比值增加20%。 （六）懸掛水泵、吊盤、管子用的滾筒和天輪，鑿井時運輸物料的絞車滾筒和天輪，傾斜井巷提升絞車的游動輪，矸石山絞車的壓繩輪以及無極繩運輸的導向滾等，不得小于20。 第四百一十七條 立井的天輪、主動摩擦輪、導向輪的直徑或滾筒上繞繩部分的***小直徑與鋼絲繩中***粗鋼絲的直徑之比值，必須符合下列要求： （一）井上的提升裝置，不小于1200。 （二）井下和鑿井用的提升裝置，不小于900。 （三）鑿井期間升降物料的絞車和懸掛水泵、吊盤用的提升裝置，不小于300。 第四百一十八條 天輪到滾筒上的鋼絲繩的***大內、外偏角都不得超過1°30′。單層纏繞時，內偏角應保證不咬繩。 第四百一十九條 各種提升裝置的滾筒上纏繞的鋼絲繩層數嚴禁超過下列規定： （一）立井中升降人員或升降人員和升降物料的，1層；專為升降物料的，2層。 （二）傾斜井巷中升降人員或升降人員和物料的，2層；升降物料的，3層。 （三）建井期間升降人員和物料的，2層。 （四）現有生產礦井在用的絞車，如果在滾筒上裝設過渡繩楔，滾筒強度滿足要求且滾筒邊緣高度符合本規程第四百二十條規定，可按本條***款第（一）項、第（二）項所規定的層數增加1層。 移動式的或輔助性的專為升降物料的（包括矸石山和向天橋上提升等）以及鑿井時期專為升降物料的，準許多層纏繞。 第四百二十條 滾筒上纏繞2層或2層以上鋼絲繩時，必須符合下列要求： （一）滾筒邊緣高出***外1層鋼絲繩的高度，至少為鋼絲繩直徑的2.5倍。 （二）滾筒上必須設有帶繩槽的襯墊。 （三）鋼絲繩由下層轉到上層的臨界段（相當于繩圈1/4長的部分）必須經常檢查，并應在每季度將鋼絲繩移動1/4繩圈的位置。 對現有不帶繩槽襯墊的在用絞車，只要在滾筒板上刻有繩槽或用1層鋼絲繩作底繩，可繼續使用。 第四百二十一條 鋼絲繩繩頭固定在滾筒上時，應符合下列要求： （一）必須有特備的容繩或卡繩裝置，嚴禁系在滾筒軸上。 （二）繩孔不得有銳利的邊緣，鋼絲繩的彎曲不得形成銳角。 （三）滾筒上應經常纏留3圈繩，用以減輕固定處的張力，還必須留有作定期檢驗用的補充繩。 第四百二十二條 通過天輪的鋼絲繩必須低于天輪的邊緣，其高差：提升用天輪不得小于鋼絲繩直徑的1.5倍；懸吊用天輪不得小于鋼絲繩直徑的1倍。天輪的各段襯墊磨損達到1根鋼絲繩直徑的深度時，或沿側面磨損達到鋼絲繩直徑的1/2時，必須更換。 第四百二十三條 摩擦提升裝置的繩槽襯墊磨損剩余厚度不得小于鋼絲繩直徑，繩槽磨損深度不得超過70mm，任一根提升鋼絲繩的張力與平均張力之差不得超過±10%。更換鋼絲繩時，必須同時更換全部鋼絲繩。 第四百二十四條 立井中用罐籠升降人員時的加速度和減速度，都不得超過0.75m/s2，其***大速度，不得超過用下列公式所求得的數值，且***大不得超過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員時的***大速度：在使用鋼絲繩罐道時，不得超過上述公式求得數值的1/2；無罐道時，不得超過1m/s。 第四百二十五條 立井升降物料時，提升容器的***大速度，不得超過用下列公式所求得的數值： 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時的***大速度：在使用鋼絲繩罐道時，不得超過用上述公式求得數值的2/3；無罐道時，不得超過2m/s。 第四百二十六條 斜井提升容器的***大速度和***大加、減速度應符合下列要求： （一）升降人員時的速度，不得超過5m/s，并不得超過人車設計的***大允許速度。升降人員時的加速度和減速度，不得超過0.5m/s2。 （二）用礦車升降物料時，速度不得超過5m/s。 （三）用箕斗升降物料時，速度不得超過7m/s；當鋪設固定道床并采用大于或等于38kg/m鋼軌時，速度不得超過9m/s。 第四百二十七條 提升裝置必須裝設下列保險裝置，并符合下列要求： （一）防止過卷裝置：當提升容器超過正常終端停止位置（或出車平臺）0.5m時，必須能自動斷電，并能使保險閘發生制動作用。 （二）防止過速裝置：當提升速度超過***大速度15％時，必須能自動斷電，并能使保險閘發生作用。 （三）過負荷和欠電壓保護裝置。 （四）限速裝置：提升速度超過3m/s的提升絞車必須裝設限速裝置，以保證提升容器（或平衡錘）到達終端位置時的速度不超過2m/s。如果限速裝置為凸輪板，其在1個提升行程內的旋轉角度應不小于270°。 （五）深度指示器失效保護裝置：當指示器失效時，能自動斷電并使保險閘發生作用。 （六）閘間隙保護裝置：當閘間隙超過規定值時，能自動報警或自動斷電。 （七）松繩保護裝置：纏繞式提升絞車必須設置松繩保護裝置并接入安全回路和報警回路，在鋼絲繩松弛時能自動斷電并報警。箕斗提升時，松繩保護裝置動作后，嚴禁受煤倉放煤。 （八）滿倉保護裝置：箕斗提升的井口煤倉倉滿時能報警和自動斷電。 （九）減速功能保護裝置：當提升容器（或平衡錘）到達設計減速位置時，能示警并開始減速。 防止過卷裝置、防止過速裝置、限速裝置和減速功能保護裝置應設置為相互獨立的雙線型式。 立井、斜井纏繞式提升絞車應加設定車裝置。 第四百二十八條 提升絞車必須裝設深度指示器、開始減速時能自動示警的警鈴與不離開座位即能操縱的常用閘和保險閘，保險閘必須能自動發生制動作用。 常用閘和保險閘共同使用1套閘瓦制動時，操縱和控制機構必須分開。雙滾筒提升絞車的2套閘瓦的傳動裝置必須分開。 對具有2套閘瓦只有1套傳動裝置的雙滾筒絞車，應改為每個滾筒各自有其控制機構的彈簧閘。 提升絞車除設有機械制動閘外，還應設有電氣制動裝置。 嚴禁司機離開工作崗位、擅自調整制動閘。 第四百二十九條 保險閘必須采用配重式或彈簧式的制動裝置，除可由司機操縱外，還必須能自動抱閘，并同時自動切斷提升裝置電源。 常用閘必須采用可調節的機械制動裝置。 對現用的使用手動式常用閘的絞車，如設有可靠的保險閘時，可繼續使用。 用于輔助物料運輸的滾筒直徑在0.8m及其以下的絞車或提升重量在8t以下的鑿井用穩車，可用手動閘。 第四百三十條 開鑿立井時，懸掛吊盤、水泵和其他設備的穩車，必須裝設可靠的制動裝置和防逆轉裝置，并設有電氣閉鎖。 第四百三十一條 保險閘或保險閘***級由保護回路斷電時起至閘瓦接觸到閘輪上的空動時間：壓縮空氣驅動閘瓦式制動閘不得超過0.5s，儲能液壓驅動閘瓦式制動閘不得超過0.6s，盤式制動閘不得超過0.3s。對斜井提升，為保證上提緊急制動不發生松繩而必須延時制動時，上提空動時間不受此限。盤式制動閘的閘瓦與制動盤之間的間隙應不大于2mm。保險閘施閘時，杠桿和閘瓦不得發生顯著的彈性擺動。 第四百三十二條 提升絞車的常用閘和保險閘制動時，所產生的力矩與實際提升***大靜荷重旋轉力矩之比K值不得小于3。對質量模數較小的絞車，上提重載保險閘的制動減速度超過本規程第四百三十三條所規定的限值時，可將保險閘的K值適當降低，但不得小于2。鑿井時期，升降物料用的絞車K值不得小于2。 在調整雙滾筒絞車滾筒旋轉的相對位置時，制動裝置在各滾筒閘輪上所發生的力矩，不得小于該滾筒所懸重量（鋼絲繩重量與提升容器重量之和）形成的旋轉力矩的1.2倍。 計算制動力矩時，閘輪和閘瓦摩擦系數應根據實測確定，一般采用0.30～0.35；常用閘和保險閘的力矩應分別計算。 第四百三十三條 立井和傾斜井巷中使用的提升絞車的保險閘發生作用時，全部機械的減速度必須符合表9的要求。 表9 全部機械的減速度規定值 * Ac = g(sinθ fcosθ) 式中 Ac—自然減速度，m/s2； g—重力加速度，m/s2； θ—井巷傾角，(°)； f—繩端載荷的運行阻力系數，一般取0.010～0.015。 對摩擦輪式提升絞車常用閘和保險閘的制動，除必須符合本規程第四百三十一條和第四百三十二條的規定外，還必須滿足以下防滑要求： （一）各種載荷（滿載或空載）和各種提升狀態（上提或下放重物）下，保險閘所能產生的制動減速度的計算值，不能超過滑動極限。鋼絲繩與摩擦輪間摩擦系數的取值不得大于0.25。由鋼絲繩自重所引起的不平衡重必須計入。 （二）在各種載荷及提升狀態下，保險閘發生作用時，鋼絲繩都不出現滑動。 嚴禁用常用閘進行緊急制動。 計算或驗算，以本條第二款第（一）項為準；在用設備，以本條第二款第（二）項為準。 第四百三十四條 主要提升裝置必須配有正、副司機，在交***升降人員的時間內，必須正司機操作，副司機監護。 每班升降人員前，應先開１次空車，檢查絞車動作情況；但連續運轉時，不受此限。 發生故障，必須立即向礦調度室報告。 第四百三十五條 新安裝的礦井主要提升裝置，必須經驗收合格后方可投入使用。投入運行后的設備，必須每年進行１次檢查，每３年進行１次測試，認定合格后方可繼續使用。 檢查驗收和測試內容，應包括下列項目： （一）本規程第四百二十七條所規定的各保險裝置。 （二）天輪的垂直和水平程度、有無輪緣變形和輪輻彎曲現象。 （三）電氣、機械傳動裝置和控制系統的情況。 （四）各種調整和自動記錄裝置以及深度指示器的動作狀況和精密程度。 （五）檢查常用閘和保險閘的各部間隙及連接、固定情況，并驗算其制動力矩和防滑條件。 （六）測試保險閘空動時間和制動減速度。對于摩擦輪式絞車，要檢驗在制動過程中鋼絲繩是否打滑。 （七）測試盤形閘的貼閘壓力。 （八）井架的變形、損壞、銹蝕和震動情況。 （九）井筒罐道的垂直度及固定情況。 檢查和測試結果必須寫成報告書，針對發現的缺陷，必須提出改進措施，并限期解決。 第四百三十六條 主要提升裝置必須具備下列資料，并妥善保管： （一）絞車說明書。 （二）絞車總裝配圖。 （三）制動裝置結構圖和制動系統圖。 （四）電氣系統圖。 （五）提升裝置（絞車、鋼絲繩、天輪、提升容器、防墜器和罐道等）的檢查記錄簿。 （六）鋼絲繩的檢驗和更換記錄簿。 （七）安全保護裝置試驗記錄簿。 （八）事故記錄簿。 （九）崗位責任制和設備完好標準。 （十）司機交***記錄簿。 （十一）操作規程。 制動系統圖、電氣系統圖、提升裝置的技術特征和崗位責任制等必須懸掛在絞車房內。
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2012-10
基于PLC的礦井提升機控制系統設計
1 引言 目前， 我國絕大部分礦井提升機（超過70% ）采用傳統的交流提升機電控系統（tkd-a為代表）。tkd控制系統是由繼電器邏輯電路、大型空氣接觸器、測速發電機等組成的有觸點控制系統。經過多年的發展，tkd-a系列提升機電控系統雖然已經形成了自己的特點，然而其不足之處也顯而易見，它的電氣線路過于復雜化，系統中間繼電器、電氣接點、電氣聯線多，造成提升機因電氣故障停車事故不斷發生。采用 plc技術的新型電控系統都已較成功的應用于礦井提升實踐，并取得了較好的運行經驗，克服了傳統電控系統的缺陷，代表著交流礦井提升機電控技術發展的趨勢。 2 總體設計方案 基于plc技術的礦井交流提升機電控系統控制電路組成結構如圖1所示， 要由以下5部分組成：高壓主電路（包括高壓換向器、電動機、啟動柜、動力制動電源）、主控plc電路、提升行程檢測與顯示電路、提升速度檢測、提升信號電路，其中高壓主電路部分仍采用傳統的繼電器控制電路。 圖1 礦井交流提升機電控系統框圖 工作過程：當井口或井底通過信號通信電路發出開車信號后，開車條件具備。司機將制動手柄向前推離緊閘位置，主電動機松閘。司機將主令控制器的操作手柄推向正向（或反向） 極端位置，主控plc通過程序控制高壓換向器首先得電，使高壓信號送入主電動機定子繞組，主電動機接入全部轉子電阻啟動，然后依次切除8段電阻，實現自動加速， ***后運行在自然機械特性上。交流提升機運行時， 旋轉編碼器跟隨主電動機轉動，輸出2列a/b相脈沖，分別接到主控plc的高速計數器hsc0的a/b相脈沖輸入端，由主控plc根據a/b脈沖的相位關系，自動確定hsc0的加、減計數方式。根據hsc0的計數值，就可以計算出提升行程并顯示。同時只根據旋轉編碼器輸出的a相脈沖，主控plc進行加計數。根據hsc1在恒定間隔時間內的計數值，就可以計算出提升速度。 3 硬件設計 3.1 提升機主回路部分設計 主回路用于供給提升電動機電源，實現失壓、過流保護，控制電機的轉向和調節轉速。主回路由高壓開關柜、高壓換向器的常開觸頭、動力制動接觸器的常開主觸頭、動力制動電源裝置、提升電動機、電機轉子電阻、加速接觸器的常開主觸頭（1jc～8jc）和裝在司機操作臺上的指示電流表和電壓表等組成。系統原理圖如圖2所示。 圖2 提升機主回路系統原理圖 主拖動電機選擇：鼠籠式異步電動機盡管結構簡單、價格便宜、維護方便，但很難滿足提升機啟動和調速性能的要求，因此，礦井提升機交流拖動系統均選用繞線式異步電動機作為主拖動電動機，繞線式異步電動機轉子串電阻后能***啟動電流和提高啟動轉矩，并能在一定范圍內進行調速。地面變電所送來的二路6kv電源，一路工作，一路備用，經tgg-6型高壓開關柜的隔離開關glk1、油開關gyd、高壓換向器線路接觸器xlc的主觸頭、正向（或反向）接觸器zc（或fc）后到主電機的定子。在高壓開關柜內還設有電壓互感器yh，失壓服扣線圈syq，電流互感器lh和過流脫扣線圈glq，用于失壓或過流保護。在syq線圈回路中還串聯接有緊急停車開關jtk1和換向器室欄柵門閉鎖開關lsk。 3.2 制動回路設計 礦井提升機大多數采用繞線式異步電動機來拖動，且多數場合下采用有級切換轉子回路電阻來實現調速。其制動系統多采用可控硅動力制動和可調閘制動系統。前者為電氣制動，后者為機械制動。提升機在減速段運行中，當速度在0～5%范圍內，電氣制動起作用，可調閘不起作用；當超速在5%～10%范圍內，電氣制動限幅，并維持***大制動功率，同時可調閘起作用，總制動力矩增大；當超速10%時，過速繼電器gsj1作用于安全回路，可調閘將提升機滾筒閘住。 晶閘管動力電源裝置主要有兩部分組成，一部分為主回路，另一部分為觸發回路。本文設計中采用kzg型三相可控硅動力制動系統。此系統為單閉環動力制動系統，系統方框圖如圖3所示，從圖中可以看出速度偏差控制和腳踏控制是“或”的關系，哪個信號大，就允許哪個信號通過，亦即相應的控制方式發揮作用。因此，單閉環控制時司機可以腳踏制動進行控制，而在腳踏控制時，如提升機超速，閉環系統又可起監視保護作用。 圖3 單閉環動制動系統方框圖 3.3 速度給定回路 速度給定方式就是按行程原則產生速度給定信號。在礦井提升機電控系統中，通常是采用凸輪板給定方法，即由凸輪板控制自整角機的輸出電壓。由于自整角機沒有可滑動的觸點，因此電壓變化較平穩，工作較可靠，維護量較小。原理圖如圖4所示。 圖4 速度給定電路 自整角機作為給定裝置應用時是將激磁繞組通以單相110伏交流電，在三相同步繞組中任取兩相的輸出作為給定電壓的輸出。其輸出電壓為交流，如需要直流則應通過橋式整流輸出。 .4 動力制動回路 晶閘管整流器及其觸發裝置成套地裝在電源柜中，動力制動電源裝置輸出電壓的大小與觸發裝置輸入的控制信號電壓的高低有關。 圖5 動力制動電壓形成回路 控制信號電壓由兩個回路組成一個或門電路，如圖5所示。只要其中之一達到觸發要求時，即可使晶閘管觸發起制動作用。這兩個回路，一個是由實際速度與給定速度形成的速度偏差值，自動控制cf3磁放大器的輸出和動力制動輸出，另一條回路由司機控制自整角機cd2的輸出以實現人工調節。 在人工控制動力制動系統時，由司機控制腳踏板帶動自整角機cd2發生控制電壓。調整時應使其與磁放大器cf3的輸出相配合。當腳跟剛剛踩下，腳尖尚未下踏時，相當于控制開關閉和，使dzc得電吸合，晶閘管動力制動投入，但此時自整角機cd2輸出很小，動力制動電流***小。當司機腳尖踏下后，自整角機cd2輸出***大。 在腳踏動力制動與cf3輸出回路中，分別由z1和z2兩個二極管組成一個或門電路，此兩種控制信號成并聯關系，互不影響。 3.5 行程檢測與顯示 利用旋轉編碼器將提升機的運行位置轉化為脈沖，plc對此脈沖進行高速計數，通過相應的計算自動生成提升機位置的相關數據，傳送到plc內部高速計數器的存儲單元。為了提高計數器的脈沖精度，選用日本omron公司的e6c-cwsc型可逆旋轉編碼器，其脈沖準確精度高，在低速時不會丟失脈沖。 為了便于提升機司機操作，提升機電控系統需設置可靠的行程顯示裝置（又稱深度指示器）用于顯示提升容器在井筒中的位置。本文設計根據編碼器所測的運行距離（0～570m），采用3個led七段顯示器作為提升機位置的顯示。 圖6 plc數字顯示電路 圖6所示電路中，用具有鎖存，譯碼，驅動功能的芯片cd4513驅動共陰極led七段顯示器，三只cd45 -13的數據輸入端a～d共用可編程控制器的4個輸出端，其中a為***低位，d為***高位。le是鎖存使能輸入端，在le信號的上升沿將數據輸入端輸入的bcd數鎖存在片內的寄存器中，并將該數譯碼后顯示出來。如果輸入的不是十進制數，顯示器熄滅。le為高電平時，顯示的數不受數據輸入信號的影響。顯然，n個顯示器占用的輸出點數為：4 n。 3.6 輔助回路設計 輔助回路是用于對輔助設備進行供電和控制的。輔助回路的電源電壓為交流380v，兩回路供電。輔助回路所帶負荷有：晶閘管動力制動電源裝置、制動油泵電動機、潤滑油泵電動機等。 4 提升機主電動機轉子電阻計算 電動機轉子電阻的計算，對提升設備的正常運轉有著重要的作用。進行啟動電阻計算時，首先應確定預備級級數和加速級級數。因為所選的級數直接影響到***大切換力矩的增大或減小及平均啟動加速度的提高或降低，甚至由于過載能力不夠而需加大電動機容量，故應***考慮，選出經濟合理的級數。一般情況下，預備級級數和加速級級數的選擇見附表所示。 三相平衡啟動電阻的計算方法很多，但基本上可分為兩種類型：一類是按給定加速度來計算啟動電阻，另一類是以充分利用電動機的過載能力為出發點來計算。因***類方法計算簡便準確，故本文中采用此方法計算。 5 plc控制系統設計 5.1 主控plc控制電路設計 根據提升機的運行方式和煤礦企業的固有特點，國產礦井提升機電控制系統中應用plc也發展很快。但從現場使用情況來看，目前，在國產煤礦提升機控制系統中，plc主要用于處理開關量，以替代老式提升機控制系統中眾多的繼電器、接觸器、復雜的連線以及信號顯示系統，而涉及到提升機安全運行的制動系統中的模擬量和自動調節過程，大多還是通過用半導體器件、運算放大器等可調閘和可控硅動力制動的普通電子模式來處理。使用過程中經常會出現零點漂移、電子元件損壞，并且存在維修及重新調試難、可靠性差等缺點，因而使提升機電控系統的可靠性降低。針對上述問題，深入研究用plc控制煤礦提升機控制系統是非常必要的。 本文中主控單元可編程序控制器（plc）設計，由一個cpu226主機和兩片i/o擴展模塊em223和em222組成，設計含有40個輸入點40個輸出點， 則具體i/o接線如圖7所示。 圖7 主控plc電路及擴展i/o接線 5.2 plc控制軟件設計 圖8 主程序控制流程圖 plc控制軟件主程序流程圖如圖8所示。 （1） 初始化子程序用于對高速計數器hsc0和hsc1進行以下操作：寫控制字， 定義工作模式，清零， 寫設定值， 設置定時中斷， 連接中斷， 啟動計數。 （2） 制動油泵、潤滑油泵、動力制動電源、五通閥電磁鐵、四通閥電磁鐵和安全閥電磁鐵等的控制屬于交流提升機安全運行所需輔助設備的控制。 （3） 制動油過壓信號、制動油過熱信號和潤滑油過壓信號的顯示控制用于交流提升機工作狀態的顯示控制。 （4） 調繩閉鎖回路是在調繩過程中起安全保護作用。雙卷簡提升機換水平調繩時，調繩轉換開關1hk-3斷開，使調繩連鎖環節串入安全回路。正常運行時，lhk-3接通，調繩連鎖不起作用。 （5） 提升信號回路用于對交流提升電動機啟動或減速作好準備。 （6） 位置測量子程序用于測量提升機在礦井中的位置。 （7） 行程顯示子程序根據旋轉編碼器的脈沖個數來顯示當前的行程位置。 （8） 減速信號回路和減速信號鈴用于減速控制并且發出鈴聲提示信號。 （9） 自動換向工作回路和手動正反轉工作回路分別用于自動和手動方式下對交 流提升電動機進行正反轉控制。 （10） 安全回路用于防止和避免交流提升機發生意外事故。 （11） 定時器控制回路和轉子電阻通斷控制用于交流提升電動機啟動或減速時的轉子電阻切換控制。 （12） 動力制動回路用于動力制動電源的投入與切除控制。 （13） 腳踏制動聯鎖和工作閘繼電器用于交流提升電動機制動控制。 結束語 提升機的控制系統采用plc控制與tkd-a控制系統結合的方式， 具有可靠、安全、實現方便等優點。采用plc實現提升機主要控制邏輯， 增加控制功能，實現***自動化生產。其關鍵是充分發揮plc的優勢， 利用其綜合測控機制， 解決好測速、保護等問題， 實現與原系統的良好銜接， 提高系統的綜合性能， 達到低投入高產出。從系統的應用情況看仍存在一些需進一步完善的問題如：網絡通信功能和先進控制技術及策略如智能控制等，在現有plc技術的基礎上進一步進行功能擴充，將會進一步提高我國礦井提升電控系統的現代化水平。
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中壓變頻高低高技術方案
中壓變頻高低高技術方案 1. 前言 交流變頻調速技術是現代化電氣傳動的主要發展方向之一，它不僅調速性能優越，而且節能效果良好。實踐證明，驅動風機、水泵的大、中型籠型感應電動機，采用交流變頻調速技術，節能效果顯著，控制水平也大為提高。 在中壓變頻傳動產品中，ABB公司在小功率和高壓（6KV、10KV）應用場合現階段以采用高－低－高方式為主。 高－低－高中壓變頻調速系統的工作原理是采用降壓變壓器將電網電壓降低，經由低壓變頻器，再經過升壓變頻器控制中壓電機。 l 優點： 1、 價格便宜，約為直接高壓變頻器的70%左右； 2、 可靠性高，由于ABB低壓（380，690V）變頻器技術已十分成熟，可靠性很高，而與它配套的變壓器等設備都是高可靠性設備，所以整個系統的可靠性就很高； 3、 對電機的絕緣要求低，原有的老電機、電纜不須更換； 4、 不受供電電壓和電機電壓等級的***，電壓等級從2～13.8KV AC均可。 l 容量范圍： 現在的ABB低壓（如690v）變頻器雖可做到3000kw以上，但用于高低高系統，考慮到接線方面的問題，用于600kw以下較為適合。 2. 高低高系統方案說明 在高低高方案中，交流傳動系統采用ABB公司的ACS800 Step-up/Sine Filter 交流變 頻器裝置以及配套的降壓變壓器、升壓變壓器、電機、電纜組成。 本方案提供的ACS800 Step-up/Sine Filter交流變頻器裝置具有正弦波濾波器，且可以通過設置參數來選擇不同的操作方式和各種功能。PLC和工業PC機與變頻控制器之間可以通過現場總線適配器進行通訊，也可以用端子點對點的方式進行控制，這需要用戶根據實際的工藝控制要求和現場的情況來決定。 2.1 ACS800 Step-up的構成及功能 ACS800 Step-up/Sine Filter Drive 是ABB公司ACS800系列中的一員。ACS800 Step-up 的主要概念是用低壓變頻器控制中壓電機，Step-up應用系統包括變頻器、正弦波濾波器、 變壓器、電纜和電機，它的靈活配置適應于泵、風機和潛水油泵等工業領域。ACS800 Step-up所包含的變頻器是ACS800標準變頻器模塊，從140KW至2500KW所有功率范圍都是IGBT功率模塊，并且在變頻器內部設置了進線電抗器，從而有效地抑制了高次諧波對電網的影響； ACS800 Step-up具有正弦波濾波器裝置，該濾波器能夠有效地濾掉高頻部分，使其輸出的正 弦波達到***無諧波，從而降低了升壓變壓器的制造費用，并且提高了變壓器和電機的使用壽命；ACS800 Step-up與降壓變壓器和升壓變壓器配合使用去滿足各種電機電壓的要求(2-13KV)。ABB公司在Step-up傳動系統應用中具有豐富的經驗，自1981年以來已經交付和運行了上百套Step-up傳動系統。 2.1.1 ACS800 Step-up 傳動的特點 ACS800高低高系統的特點： · 對電機電壓的適應性。用戶可以根據實際情況選擇電機電壓。 · 合理的費用。變壓器容量比沒有正弦波濾波器傳動的要小。 · 不要求特殊的電機線圈絕緣。由于有正弦濾波器和變壓器的隔離作用不會產生軸承電流。 · 低電機噪音。輸出的電壓和電流為正弦波形。 · 允許長的電機電纜。 · 安裝在浮地電網中。 · 通過輸出變壓器補償因濾波器引起的10%的壓降。 · 先進的控制模式。 在工業風機和泵應用中其特點： · ***經濟的應用方案，由于采用了高科技的正弦濾波器和標準的輸出變壓器。 · ***的改造方式，因為正弦波的電壓輸出。 · 啟動轉矩為50%的額定轉矩。 · 一般電纜***長為300米。 · 在要求高的啟動轉矩和更長的電機電纜時，需用特殊的變壓器。 在潛水泵應用中其特點： · 提高了泵的使用壽命。 · 通過使用升壓變壓器可以得到100%的啟動轉矩。 · 電機電纜可以長達幾千米,電纜上的壓降可以通過輸出變壓器來補償。 2.1.2 ACS800 Step-up 傳動的優越性能 · 電源斷電時的運行—ACS800將利用正在旋轉著的電機的動能繼續運行，只要電機旋轉并產生能量供給 ACS800，使其繼續運行。 · IR補償功能—用于滿足高的起動轉矩。電壓提升補償在電纜、升壓變壓器和電機上的電阻損失。由于在0Hz時，電壓不能送至變壓器，故在ACS800 Step-up應用中，必須使用特殊的IR 補償方法 。所有的IR補償是在滑差頻率下起動。 · 自動跟蹤起動功能-- ACS800的自動起動特性超過一般變頻器的飛升起動和積分起動的性能，它能在極短的時間內檢測到電機的狀態并實施跟蹤起動。當電機工作在5Hz以上時，ACS800 Step-up可以不帶編碼盤實施跟蹤起動。跟蹤起動功能通過軟件設置，不需要任何外圍硬件配置。 · 堵轉功能—當轉矩低于設定的限幅，并且在一定的時間內電流高于特定的限幅時，電機被認為堵轉并發出故障或報警信號。 · 電機缺相保護功能—如果所濾波的三相相電流中的一相絕對值低于設定值，缺相保護功能就要發出故障或報警信號。 · 接地保護功能—當變壓器原邊或變壓器電纜出現接地現象時，發出接地故障或報警信號。 · 過載保護和欠載保護。 · 短路保護。 2.1.3 ACS800 Step-up 柜體裝置 ACS800 Step-up Drives-MNS 柜體(IP22)安裝了一個鉸鏈連接的前門， 門上裝有主熔 斷隔離開關的操縱手柄，控制盤安裝組件，和其它一些可選件。冷卻空氣的通風窗靠柵格擋著，防止異物進入柜體。 ACS800 Step-up柜體內配置了電源輸入熔斷隔離開關，含快速熔芯，具有電源開關和短路保護雙重功能，正弦波濾波器也裝于MNS柜體內。同時輸入接觸器和急停保護回路作為可選項，用戶可以根據實際需要選擇。 2.2.3 可編程模擬輸出 ACS800提供了兩個可編程的電流輸出口。模擬輸出信號可以取反和濾波。***小電流可以是0mA或4mA。根據實際需要設置。 依靠參數選擇，模擬輸出信號可以與下列量成正比，電機轉速，過程轉速（成比例的電機轉速），輸出頻率，輸出電流，電機轉矩，輸出電壓，應用塊輸出（PID調節器輸出），給定，或給定差值（在給定和PID調節器的實際值之間的差）。 還可以通過通訊模塊（例如現場總線模塊）控制模擬輸出信號。可編程系統控制輸入 可編程系統控制輸入包括： 運行允許信號 故障復位信號 系統控制輸入信號可以通過數字輸入口輸入或控制盤輸入，而運行允許信號不能從控制盤給出。 這些信號也可以通過總線接受上位機傳送的信號。 2.2.4 模擬輸入 ACS800有三個可編程模擬輸入口：一個電壓輸入口和兩個電流輸入口。每個模擬輸入口都可以通過調整信號的***大/***小極限，濾波時間常數，信號取反選擇來處理。 ***小/***大設定 可選的***小值是0V/mA,2V/4mA或輸入調節。輸入調節允許ACS800***大信號值。 濾波 模擬輸入信號濾波時間常數由用戶自己調整，從0.01s到10s。 取反功能：***小模擬輸入信號對應***大給定，***大模擬輸入對應***小給定。 這些信號也可以通過總線接受上位機傳送的信號。 2.2.5 保護功能 ACS800提供了幾種編程的故障保護功能和幾種非用戶調整的已編程的保護功能。 2.2.6 可編程故障保護功能 2.2.6.1 控制盤信號丟失 控制盤信號丟失功能定義了當控制盤選作控制區時，在ACS800通訊中斷的情況下ACS800的動作。 2.2.6.2 外部故障功能 帶有外部故障功能，通過定義一個數字輸入口作為外部聯鎖信號輸入，可以監視外部故障。 2.2.6.3 電機過熱保護 可以激活電機過熱保護功能并選擇一個電機過熱保護模式來保護電機防止過熱。 電機過熱保護模式一種是基于電機溫度熱模型，另一種基于電機溫度傳感器元件過溫指示。 電機溫度熱模型 ACS800使用下列假設來計算電機的溫度： 電機的環境溫度是30℃。 電機的溫度使用用戶自定義或自動計算電機過熱時間和電機負載曲線。當環境溫度高于30℃，負載曲線應有所調整。 注意：用戶自定義模型可用于ACS800-07-0490-6及以上功率等級的單元。 熱模型通過設置電機過熱時間為350，700，1050秒提供了等價于標準10級，20級，30級的過熱繼電保護。 2.2.6.4 堵轉保護功能 ACS800在電機發生堵轉時保護電機。可以調整監視極限（頻率，時間），選擇傳動如何動作（警告顯示/故障顯示和停止傳動/不反應）。 如果下列條件都滿足，堵轉保護功能將被激活： 1）ACS800輸出頻率低于用戶設定的堵轉頻率極限。 2）電機轉矩上升到由ACS800軟件計算得到是***大允許值。這個極限不斷地變化，這是由于變頻器軟件計算的電機溫度不斷變化。 3）條件1和2已經超過了用戶設置的時間（堵轉時間極限）。 2.2.6.5 欠載保護功能 欠載可以作為故障指示出來。ACS800提供了一個欠載功能來保護機械設備，在負載丟失時發出信號。可選擇為：報警/報故障&停止傳動/不反應。 如果下列條件同時滿足，欠載保護功能將被激活： 1） 電機負載低于用戶選擇的欠載曲線（五個選項）。 2） 電機負載低于用戶選擇的欠載曲線的時間超過用戶設定時間（欠載時間）。 2.2.6.6 電機缺相保護功能 缺相功能監視電機電纜的連接狀態。這個功能在電機起動時特別有用。ACS800檢測是否電機任意一相沒有連接或是不起動。缺相功能也在正常運行下監視電機連接狀態。 用戶可以定義在缺相時的傳動動作。選項是故障顯示，停止，或無反應。 2.2.6.7 接地故障保護 接地故障保護監視電機，電機電纜和變頻器的接地故障。接地故障判別是基于在變頻器的輸入端的電流互感器對接地保護泄漏電流的測量。發生接地故障時，該功能可以選擇為停止傳動，給出故障顯示，傳動繼續運行或忽略接地故障。 2.2.6.8 通訊故障功能 通訊故障功能監測ACS800與外部控制設備（例如現場總線適配器模塊）之間的通訊。 用戶可以定義當通訊丟失時傳動的動作，以及設定動作的延時。用戶還可以定義ACS800繼電器或模擬輸出口指示通訊連接的是否處于故障狀態。 2.2.7 已編程的保護功能 不能由用戶改變的ACS800的已編程保護功能： 2.2.7.1 過流 過流跳閘極限是3.5*I2hd ( I2hd 為額定輸出電流，重載使用)。 2.2.7.2 直流過壓 2.2.7.3 直流欠壓 2.2.7.4 過溫 ACS800監視逆變器模塊的溫度。如果逆變器模塊溫度超過115℃，給出警告。過溫跳閘極限是125℃。 2.2.7.5 短路 ACS800具有獨立監視電機電纜和逆變器短路保護的功能。如果短路發生，傳動將不會起動，并顯示故障。 2.2.7.6 過頻 如果ACS800輸出頻率超過預設值，傳動停止，顯示故障。預設值是超過***大絕對轉速極限（在DTC模式下）或***大頻率極限。 2.2.7.7 I/O控制板內部故障 如果應用電機控制板（RAMC）不能與I/O控制板（RIOC）或擴展I/O板（數字I/O擴展板或模擬I/O擴展板）通訊，傳動停止，并顯示故障。 2.2.7.8 內部故障 如果ACS800檢測到內部故障，傳動將停止，并顯示故障。 2.2.8 其它特性 有模擬和數字接口擴展模板以及多種現場總線適配器可供選擇。內置PID調節器可以方便實現閉環控制。 2.2.9 極限 ACS800可以設定轉速，電流（***大），轉矩（***大）和直流電壓的極限。 2.2.10 功率極限 ***大允許電機功率是1.5*Phd。如果超過了這個極限，電機轉矩自動地受***。這個功能保護了ACS800的內部整流橋防止過載。 2.2.11 自動復位 ACS800可以在過流，過壓，欠壓和AI口為手動復位。 2.2.12 參數鎖定 由參數16組完成參數鎖定設定工作。 2.3 降壓變壓器 降壓變壓器采用干式整流變壓器。考慮到系統的冷卻，變壓器與變頻器分開布置。 變壓器電壓根據用戶不同的電源參數（6KV、10KV）定制。 變壓器電壓調整范圍：±2x2.5% 變壓器一次側額定頻率：50±5%Hz 絕緣等級：H級 防護等級：IP20（帶罩） 冷卻方式：自冷 連接方式：電纜進線（下進下出） 色標：RAL7032 2.4 升壓變壓器 升壓變壓器在高-低-高變頻應用配置中占據主要的環節。大多數品牌的變頻器在高-低-高應用中，其輸出側不含有正弦波濾波器，因此對升壓變壓器的制造和性能提出了很高的要求，必須特殊設計和生產，增加了投資成本。而ACS800 Step-up傳動裝置含有正弦波濾波器，提高了升壓變壓器和電機使用壽命，并且降低了投資。由于正弦波濾波器在工作時會造成輸出電壓的下降，此損失的電壓要由升壓變壓器來補償。同時考慮變壓器到電機電纜阻抗壓降和電機內的阻抗壓降，變壓器副邊電壓也要適當提高。 升壓變壓器采用干式變壓器。考慮到系統的冷卻，變壓器與變頻器分開布置。 變壓器電壓根據用戶不同的電機參數（6KV、10KV）定制。 變壓器電壓調整范圍：±2x2.5% , 變壓器一次側額定頻率：50±5%Hz 絕緣等級：H級 防護等級：IP20（帶罩） 冷卻方式：自冷 連接方式：電纜進線（下進下出） 色標：RAL7032 3. 質量保證及考核方法 技術標準： 以ABB公司提供的產品樣本中的技術數據為準。 供方提供的ABB設備符合IEC標準，外購件符合國標要求. 考核方法： 以供方提供的調試軟件所記錄的有關現場調試的數據和有關圖形作為 考核依據， 需方進行考核。 2.2 ACS800 Step-up變頻器技術參數 2.2.1 加速和減速積分 ACS800提供了兩個用戶選擇的加速和減速積分。可以調整加減速時間（0到1800S）和選擇積分類型。能夠通過控制一個數字輸入口，在兩個設定的積分時間之間進行切換。 可選的積分類型是線性曲線和S形曲線： Linear