提升机TKD电气控制系统

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。
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
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
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
m 0 m
（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
采用习惯画法的电路
如图2-14所示。
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。
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。
t25 t26
作为给定速度。由 Rt25 来 调 节 电 流 。 B5、B6分别由提升
势为零，对磁放大器没
有作用。 AM1仍工作于 图 2-18 中的 A 点，无制 动作用。
方 向 继 电 器 KAZ
（23）、KAF（24）
控制。
减速时，B5（B6）电压按给定速度图的减速度
规律下降，这时如实际速度未降下来，则实际速度 当实际速度小 大于给定速度，即实际磁势大于给定磁势，综合磁 于给定速度，则综 势为一负磁势，于是 AMl 的工作点便由 A 点向 E 或 F 合磁势为正值，从 点移动，使输出电流减小，进行制动。偏差愈大， 磁放大器特性可看 AM1输出愈小，制动力也愈大。当提升机超速5%以 出，输出电流不会 下时，闸的动作（YV线圈电流）变化平缓，而当超 减小，也就不会产 速大于 5%时，可调闸动作灵敏（此时AM1工作在线 生制动力。 性段），起到保护作用，达到自动调节机械闸的目
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。
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
2.5 提升机TKD电气控制系统
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。
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
（8）也是内正反馈接线。 控制绕组（ 11-12 ）（ 9 ）接成 外正反馈。用以得到如图2-19所示继 电特性，调整 Rt21 可以改变特性曲线 环的宽度。
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
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
力的大小。
等速时， B5（B6） 给定速度绕组 反 向 激 磁 绕 组 （ 1 5 - 1 6 ） （ 17-18 ）（ 5 ）， 产生的 电 压 最 高 ， BV （ 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， 节电阻 R 和 R ，使两 B5或B6的电路中， 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
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；
t5—机械抱闸阶段；
θ—间歇时间。
2.5.1.2 绕线电动机的转子串电阻调速
少许停留后（约为 提升机交流拖动系统均选用绕线式异步电动机 0 ． 75s）逐段切除转子 电动机起动时，先将全 作为主拖动电机，绕线式异步电动机转子串电阻后 电阻，沿着电动运行区 部电阻串入电动机转子 正 能限制起动电流和提高起动转矩，用逐段切除电阻 I 内 a、b、……、p、q 电路，这时的电动力一 力 的方法，能在一定范围内进行调速。转子串 8段电阻 曲线一直到 vL 速度点， 加 般为电动机额定电动力 速 这时电动机发出的力与 的机械特性曲线如图 2-12Ⅰ区所示。 的0.3~0.4倍，且小于负 区 提升负载力 FL相等，电 载力FL，仅能使提升钢 动机在自然特性曲线 r20 丝绳张紧，并消除减速 上等速运行。 器的齿轮间隙 F2为切换力 F1为峰值力
再生发电制动区
电动机的转速超过同步速度 v0 时，便进入再生 发电制动区Ⅱ上运行，电动机变为发电机，将机械 能变为电能返送给交流电网，这时电动机起制动作 用，发出的是负力。提升机下放重物时就可采取这
种运行力式。在再生发电制动区运行，电动机转子
电阻应全部切除，使它ห้องสมุดไป่ตู้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。
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
例，说明提升机的速度图和力图，如图2-11所示。
t1— 正力加速阶段， 加速度a1<0.75m/s2，起动
的。
可调闸是用制动手柄来操纵的。制动手柄带有连 2.5.2.3 减速阶段过速保护电路 锁开关SADZ。松闸时 SADZ - 1（39）复位闭合→工作 减速阶段过速保护控制电路由 闸继电器KAGZ得电→B1、AM1（1）工作。 保护磁放大器 AM2 控制的过速继电 器KAGS1来实现。
工作绕组（1-2，3-4，5-6，7-8）
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。
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
sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统制动手柄置紧闸主令控制器salk调绳转换开关sa1h置45过卷转换开关safw置0使它们的相关触头状态符合kmsh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统闭合高压开关qf及低压开关sa1sa1zsa2z使安全电路的相关电器触头状态符合km合高压开关qs2qs3qs1qf16qf32sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统sa197为101110提供电源220v电源sa1z100sa2z98其中一相中线sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统220vkags1kislsh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统sbq1kzg电源通100kusy15sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统正反转电路得电准备220v为bv提供激磁电流sa279kt146为4049得电准备sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统sbq2m1m2103sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统sbq3m3m4106sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统润滑油泵sp2170sa8a110ka363km4110km430sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统kma31kma4232sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统ka165ka16365kmkd60sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统kmkd42kmkd50kmkd62kdkm46kakd62kakd63kakd42sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统减速方式准备2提升机的加速正力减速开关sa2h与本次提升的减速方式相符非0位为减速准备sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统开车信号63sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统57km38上次提升循环结束时将sq635或sq738压合联锁下一次提升循环sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统km38sq635z1ka38kaz135kaz140sh现代电气自动控制技术25提升机tkd电气控制系统sadz39制动手柄推sadz250sadz131kagz39随着制动手柄不断推进可调闸线圈yv1yv2中的电流不断增大提升机松闸
磁电流 IC （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。
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。
性较大、体积较大，现在逐步用集成运算放大器代
替了磁放大器。
（1）磁放大器的基本原理 如图 2-12 所示。铁芯中有两个绕组，一个是工 作绕组（交流绕组）WL，其匝数为NL，这个绕组通 过负载 RL 接到交流电源上；另一个是控制绕组（直 流绕组）Wc，其匝数为NC。 磁放大器铁芯磁化曲 线N和磁感应变化曲线B、
机拖动。
改由另一台较小型鼠笼电动
2.5.2 TKD中的磁放大器、自整角机电路
2.5.2.1 磁放大器
磁放大器为一种无触点电器，利用铁磁材料的
非线性特性，由饱和扼流圈与整流元件组成的一种
电磁装置。由于磁放大器没有运动机构，可以综合
比较几个独立的信号等优点，在 TKD 电气控制系统
中作为放大元件得到了应用，它的缺点是动作时惯
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
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。
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
截止负反馈的另一个作用是当偏移绕组发生故 障断线时，磁放大器输出要增高，即使制动手柄拉
至全制动位置 IC=0，YV 中电流还较大，因此制动器
达不到最大制动力，如加入截止负反馈电路，则此 时磁放大器的输出电压高于截止电压（此时为零）， 故截止负反馈起作用，降低了 YV中的电流，保证了 制动器的可靠工作。 可调闸除手动外，在减速阶段还可以根据实际 速度大于给定速度的偏差值，来自动调节机械制动
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。
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，
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。
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。
偏 移 绕 组 （ 13-14 ）（ 4 ），
加入正向直流激
H如图2-13所示。
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，控制绕组中直流为零 源，控制绕组中直流不为 激磁共同作用，铁芯的工 时，其磁感应强度 零时，其磁感应强度 作区进入了磁化曲线的饱 B=B + sin Bω sin t ωt
和段，交流磁场强度增加， 如图中的曲线 如图中的曲线 ba 。 。 相 相 铁芯导磁率 μ下降。 应的磁场强度 应的磁场强度 H H 变化曲线， 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 可由磁化曲线求得，如图 如图中的曲线 b’。 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。