2.5 提升机TKD电气控制系统

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提升机是矿山运输系统中的主要设备之一，主 要用于矿山提升矿物（主井）或提升、下放人员、 材料（副井）。矿井提升又分为立井提升，提升容
器有罐笼或箕斗；斜井提升，提升容器有串车或箕
斗。
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而 TKD 电 路 中 的 磁 放 大 器 AM1和AM3都工作在特性曲线
的上部（利用部分饱和段及部分
线性段），如图中的B*C*段。 2.5.2.2 可调闸 （1）工作原理 可调闸是通过电液调节阀调节制动油压的大小， 是由制动手柄带动的自整角机发出的信号，经磁放大
放大器常用的反馈方式有内反馈和外反馈两种，外反
馈磁放大器具有特设的反馈绕组，内反馈磁放大器则
主要依靠交流绕组电流的直流分量来实现反馈。TKD
电控系统中磁放大器采用FC2系列磁放大器，其工作 绕组（1-2，3-4，5-6，7-8）皆采用内反馈形式。如图
2-15（a）（b）所示。
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不论何种提升方式，提升机的电气控制系统都是
相同的。TKD-A系列电气控制系统，为已经定型的
交流拖动控制系统，它可以实现对提升机的自动或半 自动控制，现以高压~6kV单电机拖动为例 ，介绍 TKD电气控制系统。
2.5.1 提升机的运动特点
2.5.1.1 速度图和力图
现以立井罐笼无尾绳（平衡装置）五阶段提升为
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磁 放 大 器 一 般 工 作 在 a-c 段，但当IC=0时，IL 已经有一
个输出，这样如果IC 不反极性，
则只能工作在b-c段。因此，一 般磁放大器使用时，预先给一 个控制绕组加上一个固定直流 电流（负值），使输出电流IL
降到a点，这个绕组叫偏移绕组，
FC2系列磁放大器共有6个控制 绕组，可根据需要连接。
变时切除电阻的一簇特
性曲线，此时制动过程 沿着1、2、3……曲线 一直到某一低速度vc。
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低速爬行 ① 脉动控制 提升电动机交替工作在自由滑行 为了实现准确停车，提升机在减速末，应以约 减速和电动运行加速状态，使提升机的平均速度约为
0.5m/s的vc 低速爬行，补偿以前各段运行中积累的 爬行速度vc。 行程误差，此时相应的拖动力为F4，控制方式有以 ② 低频拖动 使提升电动机改由低频电源供电， 下几种： 低频电源设备主要有晶闸管变频装置和变频机组。 ③ 微拖电机拖动
力的大小。
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等速时，B5（B6） 给定速度绕组 反向激磁绕组（ 产 生 的 电 压 最 高 ， BV 1 5 - 1 6 ） （17-18）（5）， （7），接在测速发电机BV电路 接在给定自整角机 的电压也最高，这时调 中，代表了提升机的实际速度， B5或B6的电路中， 节电阻R 和R ，使两 由电阻Rt26来调节电流。 个绕组产生的磁势（IN） 相同。由于它们的磁势 是相反的，所以综合磁
例，说明提升机的速度图和力图，如图2-11所示。
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t1—正力加速阶段， 加速度a1<0.75m/s2，起动
力为F1，随着v的增大F1
略有下降；
t2—等速运行阶段；
t3—负力减速阶段，减速度a3<0.75m/s2；
t4—爬行阶段，vc=0.3~0.5 m/s；
采用习惯画法的电路
如图2-14所示。
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为了增加放大系数，须采用正反馈。利用磁放大
器的输出参数来产生一个附加直流激磁磁场，它的方
向与控制信号产生的直流激磁磁场方向相同。在有正
反馈的情况下，如果信号大小不变，则输出将大大提 高，可使磁放大器的电流（功率）放大系数提高。磁
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电气控制系统中有两套电液调压装置，其线圈 分别为YVl、YV2其中一套工作，一套备用。用转换 开关SA3进行转换。 （2）可调闸磁放大器工作电路 YV线圈中的电流是磁放大器供给的，而磁放大 器和自整角机的特性都是非线性，工作闸好用与否， 决定于特性工作段的合理选用，磁放大器的工作电 路如图2-17所示。
压渐渐增高，磁放大器输出给YV线圈中的电流也渐惭
加大 ，YV 在永久磁铁气隙中产生的电磁力也渐渐加
大， 于是压缩十字弹簧，带动挡板向
下移动，使喷嘴喷油量逐渐减少，制
动油压增高，制动闸渐渐松闸。手柄
达全松闸位置时，自整角机大约转动 50o，这时产生电压最高，YV线圈中 的电流也最大（约250mA），工作闸 处于全松闸状态。
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工作绕组（1-2，3-4，
5-6，7-8）（1），接成内正 由于接成内正反馈后， 反馈形式，电流方向为奇数 磁放大器特性曲线如图2-18 端子进偶数端子出，故产生 所示，原始工作点在D点。 正反馈，反馈愈强，磁放大 器的放大倍数也愈大。
高位置，喷嘴喷油加多，使溢
流阀来的压力油油压下降，溢 流阀滑阀上部压力减小，在压 力差作用下滑阀上移，于是溢 流阀回油量增多，制动油压下
降，机械闸抱闸。
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当制动手柄渐渐向全松闸位置移动时，带动自整 角机转子反时针旋转，自整角机同步绕组中产生的电
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TKD电控系统中转子电阻的切除，一般采用以 电流为主附加延时的控制原则，在一定范围内适应
了负荷的变化．同时满足了电动力上下限和时间变
化均不太大的要求。如果单纯用时间控制，在负荷
变化的情况下，虽能保证起动时间不变，但起动力
的上下限随负荷大小而变化，负荷过重时有造成高 压油开关跳闸的可能。如果单纯用电流控制，当负 荷变化时，虽能保证起动力的上下限不变，但起动 加速度和起动时间却随负荷而变化。负荷过小，有 可能使加速度过大，是不安全的因素。
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（2）实际的磁放大器 实际的磁放大器常由两个铁芯（环形或矩形）组 成。若用一个铁芯，由于工作绕组的交流电势在控制 绕组中产生感应电势，使输入信号发生畸变。同时，
将使IC =0时ILmin增加，影响磁放大器良好工作。
无反馈磁放大 器的放大系数一般较 低，无反馈磁放大器
而调节闸的制动力的。电液调压阀YV线圈中的电流，
器放大后供给的，如图2-16 所示。
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当制动手柄处于全紧闸位置时，自整角机同步 绕组中产生的电压应为零。这时磁放大器输出电流 最小。YV线圈产生的电磁力也最小，克服不了十字 弹簧的反力。此时挡板处于最
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偏 移 绕 组 （13-14 （13进， 14出），可使磁 放大器达到饱和， 输出电流最大，
这时，工作点由
D点变到A点。
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负反馈绕组（20-19）、（22-21） （3），与二极管VD5及电阻Rt8组成一截 止负反馈电路。当松闸时，自整角机B1 输出电压渐渐增高，由于VD5的阻止，无 反馈电流，当B1返回时，输出电压减少， 这时Rt8 上的分压也立刻减少，但AMl输 出电压由于惯性还来不及减少，它的电 压大于截止电压，则负反馈绕组中有负 反馈电流通过，起反向激磁作用，使 AM1输出电流很快减少。AMl的工作点 便由A点到B、C点，当截止电压与输出 电压相等时，负反馈作用停止。 现代电气自动控制技术
电阻应全部切除，使它运行在自然特性曲线上的v’L 点，否则接入电阻反而会使提升机速度升高，甚至 会发生“飞车”事故。
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提升机在减速阶段出现大的负力常常采用动力 提升电动机从等速段的vL切换到动力制动区Ⅲ时，
制动，这时电动机的定子必须从交流电网切断，另 电动机也变为发电机，它将机械能变为电能消耗在转子 加直流电源装置进行供电。 电阻上，所以又叫能耗制动。电动机在动力制动区内发 出的是负力，负力的大 小是通入定子的制动电 流和转子电阻的函数。 动力制动区 Ⅲ区是定子制动电流不
H如图2-13所示。
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由图可见，当有控 当工作绕组接交流电 制电流IC≠0时，交、直流 源，控制绕组中直流不为 源，控制绕组中直流为零 激磁共同作用，铁芯的工 零时，其磁感应强度 时，其磁感应强度 作区进入了磁化曲线的饱 B=B + B sinω t sinω t
和段，交流磁场强度增加， 如图中的曲线b。相 如图中的曲线a。 相 铁芯导磁率μ下降。 应的磁场强度H变化曲线， 应的磁场强度H变化曲线 而交流绕组电感L与μ成正比，所以交流电路内电流 如图中的曲线b’。 可由磁化曲线求得，如图 增大。由此可看出，在磁饱和区，控制绕组内较小 中的曲线a’。 的直流电流的改变，通过铁芯导磁率的改变而改变 交流电路的参数，即可在交流绕组内获得较大的交 流电流的改变，磁放大器由此得名。