【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計（論文）。任務(wù)下達(dá)日期年月日。答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)

　　

【正文】 它的運行特性出現(xiàn)階梯跳躍，這對機械和電氣設(shè)備來說都是不利的，容易造成對電器的沖擊損壞，甚至燒毀電器。交流拖動提升機的電氣制動的優(yōu)越性在于： 可以獲得平穩(wěn)，安全，可靠的制動運行狀態(tài)，避免了嚴(yán)重的機械磨損，防止了機械沖擊，減少了機械部分的維修工作量，延長了提升機械的使用壽命，特別是易于實現(xiàn)提升系統(tǒng)的自動化，從而有效地改善了提升系統(tǒng)的性能，提高了設(shè)備的提升能力。 機械制動 ： 1)斷電制動 2)通電制動 電氣制動 22 。 考慮到四礦主井提升系統(tǒng)的制動方式此次改造采用低頻制動方式。 爬行可分為： 1)脈沖爬行 脈沖爬行是爬行速度最低的，而且常常要求電動機發(fā)出是正力，擔(dān)純的動力制動裝置解決不了低速正力爬行。這種方法不易控制，多次通斷對電動機機械和電氣設(shè)備都會產(chǎn)生沖擊，不宜多采用。 2)微機托動爬行 微機拖動爬行加裝了一套微機拖動裝置，它由小容量的繞線型異步電機，減速器，氣囊離合器和壓氣裝置組成，并與主提升電動機相連。在爬行階段上電動機從電網(wǎng)切斷；接通微拖動電機，氣囊離合器沖氣，提升容 器由于再經(jīng)過減速器的減速而獲得爬行速度。電機運行在自然特性曲線上，運行速度比較平穩(wěn)。 3)低頻爬行 對于大中型礦井，尤其是深井采用由低頻電源供電的頻率控制系統(tǒng) ,實現(xiàn)低頻發(fā)電制動和低頻爬行 ,可以比較經(jīng)濟合理的兼顧減速和爬行兩個階段 ,與其他主案相比主要優(yōu)點如下 : (1)在減速階段 ,可以較準(zhǔn)確地按給定速度圖運行 ,同時還節(jié)約電能、制動性能好、安全可靠。 (2)由低頻發(fā)電制動減速到低頻爬行是自然過渡的，不需要進(jìn)行任何主線路的轉(zhuǎn)換而動力制動只能解決制動減速，不能解決爬行問題，采用動力制動時在爬行階段需另設(shè)微機拖動裝置或 采用脈沖爬行。 (3)在低頻電源供電時，提升電動機可以在自然特性上按電動或發(fā)電狀態(tài)連續(xù)、低速、穩(wěn)定運行，因而可以安全可靠地用來檢查和更換鋼絲繩。檢查和修理井筒，更換提升水平、低速下放和提升重物等。 異步電動機在低頻下的性能 下圖為提升電動機起動，等速運行、制動、爬行整個循環(huán)周期內(nèi)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩特性曲線如 52。 23 圖 52起動特性曲線圖 在等速階段，提升電動機的運行點為工頻自然特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的交點 D1，對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速為 ns1=60f1/p（ f1=50Hz）。等速階段結(jié)束減速階段開始時在電動機定子繞組上施加與工頻電壓相序相同的低頻電壓，同時將大部分附加電阻加入電動機轉(zhuǎn)子，低頻電壓在定子上產(chǎn)生低頻旋轉(zhuǎn)磁場，其同步轉(zhuǎn)速為 ns2=60flf/p（一般 flf=2~5 頻 )，在投入低頻時，由于慣性電動機仍以相當(dāng)于 D1 點的最大速度運轉(zhuǎn)，此時最大速度超過低頻同步轉(zhuǎn)速ns2 很多 ，此時電動機處于發(fā)電制動狀態(tài)，提升系統(tǒng)在制動轉(zhuǎn)矩的作用下，電動機轉(zhuǎn)速下降，利用速度繼電器和時間繼電器逐步除轉(zhuǎn)子中的附加電阻 ,則減速過程將沿著圖中機械特性曲線上的 F1→ 16→ 17→ 18→ 19→ 20→ 21→ 22 各點進(jìn)行 .當(dāng)減速終了進(jìn)入爬行時 ,低頻電壓增大到最大值 ,這時全部轉(zhuǎn)子電阻已經(jīng)切除 ,在爬行時由于電動機的轉(zhuǎn)速已低于低頻同步轉(zhuǎn)速 nΩ ,所以提升電動機此時是以電動方式在低頻自然特性曲線上的 D2點低速成穩(wěn)定運行 。 爬行終了 ,提升電動機與低頻電源斷開 ,施閘停車 。 ①低頻電源 24 圖 53低頻電源 低頻電源一般都是用變頻裝置將 50 赫工頻交流電轉(zhuǎn)換為所需的 2—— 5赫的低頻交流電源，變頻裝置主要有低頻發(fā)電機組和可控硅交 —— 交變頻器兩種。這兩種變頻裝置都可以方便的調(diào)壓和調(diào)頻，以滿足減速和爬行階段的要求。 低頻發(fā)電機組的特點是：運行可靠；過電壓、過負(fù)荷能力較強；低頻電壓波形較好等優(yōu)點，其缺點是有旋轉(zhuǎn)部分和整流子維護(hù)困難；消耗有 色金屬材料多，設(shè)備多，占地面積大。 ②可控硅交 —— 交變頻低頻裝置 可控硅交 —— 交變頻裝置的特點是： 體積小；重量輕；無噪聲；效率高；壽命長；使用維護(hù)方便；運行費用低和用銅量少等優(yōu)點，其缺點是抗過電壓、過負(fù)荷能力校差，但采取一定的保護(hù)措施是可以克服的因此四礦主井提升系統(tǒng)變頻裝置采用可控硅交 —— 交變頻器。 ③變頻系統(tǒng)概述 可控硅變頻大致可分為兩個類型：一是有直流環(huán)節(jié)的即帶中間直流環(huán)節(jié)的交流變直流再變成所需頻率的交流，簡稱“交 —— 直 —— 交”變頻。二是無直流環(huán)節(jié)的即直接變頻，將一種較高頻率的交流直流變成需要的較低頻 率的交流，簡稱“交 —— 交”變頻。 這兩種型式的特點是：交 —— 直 —— 交變頻適合于使用頻率較高的場合；交 —— 交變 25 頻適用于頻率較低的場合。 下面為可控硅交 —— 交變頻低頻裝置的方框如圖 54。 圖 54可控硅交 —— 交變頻低頻裝置 ④可控硅交 —— 交變頻器的工作原理 可控硅交 —— 交變頻器（簡稱變頻器）是由于三個三相半波有環(huán)流可逆整流電路構(gòu)成一個輸出三相低頻的電路，也稱三相半波“循環(huán)變流器”。其中每個三相半波可逆電路稱作低頻輸出相 AD（或 BD或 CD）。所有共陰極的三只可控硅整流元件稱為正組，用“ P”表示；共陽極的三只可 控硅整流元件稱為負(fù)組，用“ N”表示。整個變頻器用十八只可控硅整流元件，如圖 55。 圖 55 可控硅交 —— 交變頻器 SCR 可控硅 ， 200A/200V； 1DK~3DK—— 限制環(huán)流電抗器 20MH 它的工作原理與直流可逆有環(huán)流系統(tǒng)工作原理一樣。它的控制原則是α =β，為了區(qū)別整流和逆變，把 180о移相角分成前 90о與后 90о，從 90о點作為分界點，移相角從 26 90о向前移至 0о時，電路處于整流狀態(tài)，習(xí)慣上稱為α移相；從 90о向后移至 180о時電路處于逆 變狀態(tài)，習(xí)慣上稱為β移相。使α =β的控制原則是為了保持整流電 壓平均值和逆變電壓平均值相等，但他們的瞬時電壓值不相等。所以，這兩組之間要出現(xiàn)不經(jīng)過負(fù)載的環(huán)流電流，為限制這個電流除加限制環(huán)流電抗器外，一般還使α稍大于β值，即α =β +5о，使整流電壓略小于逆變電壓。這樣可使環(huán)流電流減小些，但這時整流與逆變的轉(zhuǎn)換將出現(xiàn)不連續(xù)，即有一小段不控區(qū)，即正負(fù)波形不對稱，所以不能使α β太多。 它的工作狀態(tài)是：其中 P組處于整流工作狀態(tài)時， N組處于待逆變狀態(tài)，在負(fù)載上有一個正方向電流 Ip；反過來，當(dāng) N組處于整流工作狀態(tài)時， P組處于待逆變狀態(tài)，那么在負(fù)載上就有一個負(fù)方向電流 In，由此可見，這種電路能實現(xiàn)正負(fù)兩個方向輸出，在負(fù)載上可得到一個交變電流。上述情況是負(fù)載的反電動勢小于整流電壓（也小于逆電壓）的情況。如果在某一瞬間負(fù)載反電勢大于整流電壓（也大于逆變電壓），這時負(fù)載電流方向改變，反向的電流只能從待逆變那組流向電源，這時的工作狀態(tài)就是逆變工作狀態(tài)。即負(fù)載處于發(fā)電狀態(tài)，能量流向電網(wǎng)，電路的工作狀態(tài)取決于負(fù)載的反電勢。如果負(fù)載是電動狀態(tài)，則電路處于整流工作狀態(tài)；如果負(fù)載處于發(fā)電狀態(tài)，則電路處于逆變工作狀態(tài)。 在電動機具有較高轉(zhuǎn)速時，切斷其電樞電源而保持其勵磁為額定狀態(tài)不變，這時電動機因慣性而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，成為直流發(fā)電機。如果用一個電阻使電樞回路成為閉路，則在此回路中成生電流。此時，反電勢成為電樞的電源，故電流的方向同原來的方向相反。電磁轉(zhuǎn)矩的方向也隨電流的反向而改變方向，即與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反成為制動力矩，這就促使電動機迅速降速以致停止。這種制動方式是將轉(zhuǎn)動部分的機械能轉(zhuǎn)換成電能，再在電阻上轉(zhuǎn)化成熱能而消耗掉，故稱此種制動方式為能耗制動。其控制方式可以是開環(huán)的，也可是閉環(huán)的，閉環(huán)控制易于獲得比較理想的控制性能。異步 電動機的動力制動圖 56是這樣實現(xiàn)的：電動機的定子繞組從三相交流電網(wǎng)上斷開后，按一定接線方式接至直流發(fā)電機或交流—— 直流變流器等直流電源上，而轉(zhuǎn)子繞組（繞線型）接有外加電阻，流過定子繞組的直流電流在空間產(chǎn)生一個靜止的基波按正弦規(guī)律分布的磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，轉(zhuǎn)子電流與磁場相互作用產(chǎn)生制動力矩，從而使異步電動機運行于制動狀態(tài)。 優(yōu)點是制動減速平穩(wěn)，可靠，便于實現(xiàn)準(zhǔn)確停車。缺點是能耗較大，制動轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定，隨轉(zhuǎn)速的降低而減小。 27 圖 56 異步電動機動力制動 反接制動是在保持勵磁為額定狀態(tài)不變，而將反極性的電源接到電樞繞組上。這時電樞電流反向，產(chǎn)生了與電動機相反的轉(zhuǎn)矩，即制動力矩，迫使電動機迅速停止。反接制動較為強烈，制動效果好。但應(yīng)注意：在手動操作按扭時，要及時松開制動按扭；在自動操作時，則可采用速度繼電器自動切斷反極性的電源。在 理論上，反接制動也可采用改變勵磁電壓的級性來進(jìn)行。但實際中，因此在“失磁飛車”的問題，處理起來極為不便而不宜采用。 它的優(yōu)點是制動轉(zhuǎn)矩較穩(wěn)定（隨轉(zhuǎn)速降低變化較?。?，制動作用較強烈。缺點是能耗更大。當(dāng)制動到轉(zhuǎn)速為零時，如不及時切斷電源，電動機會自動反向加速。