CN115215173A - 一种矿井提升机零速电气安全制动方法及其制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿井提升机零速电气安全制动方法及其制动系统，包括在提升机的电机上安装用于检测电机运转速度的测速发电机，测速发电机将实时转速传输至PLC控制器，以判断提升机滚筒是否处于安全制动；在系统启动制动程序时，安装回路断开，安全制动投入，提升机电机停止工作，本发明结构设计简单、使用便捷，当提升机制动器制动失效时，即提升机滚筒未按电控系统程序减速停车即视为制动失效，主驱动电动机在电控系统中的变频器调节作用下再次上电，利用电动机的力矩来强行制动，能够确保在施闸失效时立即再次投入电气传动系统的电气制动，利用电气制动方式将提升机运行速度逐渐减速至接近零速的爬行速度或者零速，以减小安全事故。

Description

一种矿井提升机零速电气安全制动方法及其制动系统
技术领域
本发明属于矿井提升机安全制动方法技术领域，具体涉及一种矿井提升机零速电气安全制动方法及其制动系统。
背景技术
矿井提升系统的任务是提升煤炭、矸石、下放材料、升降人员和各种采矿设备。它是矿井生产系统的咽喉环节，在矿井生产中所占的地位十分重要，一旦发生故障，轻则影响生产，重则造成国家财产的严重损失，甚至导致人身的重大伤亡事故。
目前，矿井提升机传统安全制动时，不管是一级制动还是二级制动，抑或是恒减速制动，一旦安全回路断开、安全制动投入，主电机电气传动装置便停止了工作，单单依靠液压站和制动器来机械制动，但如果机械制动器故障，制动力矩不足时，就会制动失效，造成溜车、坠罐、撞顶等非常严重的生产事故。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供一种矿井提升机零速电气安全制动方法，当提升机制动器制动失效时，即提升机滚筒未按电控系统程序减速停车即视为制动失效，主驱动电动机在电控系统中的变频器调节作用下再次上电，利用电动机的力矩来强行制动，能够确保在施闸失效时立即再次投入电气传动系统的电气制动，利用电气制动方式将提升机运行速度逐渐减速至接近零速的爬行速度或者零速，以减小安全事故。
本发明所采用的技术方案是：一种矿井提升机零速电气安全制动方法，包括在提升机的电机上安装用于检测电机运转速度的测速发电机，测速发电机将实时转速传输至PLC控制器，以判断提升机滚筒是否处于安全制动；
在系统启动制动程序时，安装回路断开，安全制动投入，提升机电机停止工作，依靠液压站和制动器实现机械制动，此时，PLC控制器通过测速发电机实时监测电机运转速度，当机械制动失效或制动时运行速度未按照程序设定制动减速时，PLC控制器控制电机重新启动，将提升机运行速度减小至指定速度并最终达到安全位置停止，实现安全制动。
所述机械制动包括一级制动、二级制动以及恒减速制动。
所述PLC控制器控制电机重新启动，提升机运行时的指定速度为0.1米/秒。
本发明还提供一种用于上述矿井提升机零速电气安全制动方法的制动装置，具体包括用于驱动提升机滚筒运转的电机，电机上连接有用于检测电机运转速度的测速发电机，测速发电机的输出端连接有PLC控制器，PLC控制器通过数据线连接有液压站，液压站与提升机上的盘型制动器相连；PLC控制器还分别连接有低压辅助电源、操作台、井筒开关、润滑站、高压开关柜和高压变频器，高压变频器与提升机的电机相连接；高压开关柜与高压变频器相连；低压辅助电源外接380V电源，且低压辅助电源与操作台相连，操作台与液压站相连。
本发明的有益效果为：
本发明结构设计简单、使用便捷，当提升机制动器制动失效时，即提升机滚筒未按电控系统程序减速停车即视为制动失效，主驱动电动机在电控系统中的变频器调节作用下再次上电，利用电动机的力矩来强行制动，能够确保在施闸失效时立即再次投入电气传动系统的电气制动，利用电气制动方式将提升机运行速度逐渐减速至接近零速的爬行速度或者零速，以减小安全事故。
附图说明
图1为本发明的系统连接图；
图2为本发明的工作流程图；
图3为本发明提升机主机机械部分结构图。
图中标记：1、高压开关柜；2、高压变频器；3、PLC控制器；4、低压辅助电源；5、操作台；6、液压站；7、润滑站；8、井筒开关；9、测速发电机；10、电机；11、滚筒；12、盘型制动器；13、减速机；14、主轴；15、轴承座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图所示，一种矿井提升机零速电气安全制动方法，包括在提升机的电机10上安装用于检测电机10运转速度的测速发电机9，测速发电机9将实时转速传输至PLC控制器3，以判断提升机滚筒11是否处于安全制动；
在系统启动制动程序时，安装回路断开，安全制动投入，提升机电机10停止工作，依靠液压站6和制动器实现机械制动，此时，PLC控制器3通过测速发电机9实时监测电机10运转速度，当机械制动失效或制动时运行速度未按照程序设定制动减速时，PLC控制器3控制电机10重新启动，将提升机运行速度减小至指定速度并最终达到安全位置停止，实现安全制动。
所述机械制动包括一级制动、二级制动以及恒减速制动。
所述PLC控制器3控制电机10重新启动，提升机运行时的指定速度为0.1米/秒。
本实施例还提供一种用于上述矿井提升机零速电气安全制动方法的制动装置，具体包括用于驱动提升机滚筒11运转的电机10，电机10上连接有用于检测电机10运转速度的测速发电机9，测速发电机9的输出端连接有PLC控制器3，PLC控制器3通过数据线连接有液压站6，液压站6与提升机上的盘型制动器12相连；PLC控制器3还分别连接有低压辅助电源4、操作台5、井筒开关8、润滑站7、高压开关柜1和高压变频器2，高压变频器2与提升机的电机10相连接；高压开关柜1与高压变频器2相连；低压辅助电源4外接380V电源，且低压辅助电源4与操作台5相连，操作台5与液压站6相连。
其中，操作台5用以控制提升机的正常运行、停止以及检修等操作作业。
低压辅助电源4为整个系统提供安全稳定的低压电源。
PLC控制器3为工艺控制、安全控制等一切操作控制的核心。
液压站6与提升机上安装的盘型制动器12相连接，用于开闸或刹车，实现对提升机的制动控制，具体地，盘型制动器12为现有技术中常规的制动手段，采用液压控制，其具体结构以及与提升机相连的位置结构均属常规设计，在此不作过多赘述。
高压开关柜1为高压变频器2提供主回路高压电源。
高压变频器2驱动电机10带动提升机滚筒11运转。
提升机机械部分的结构如图3所示，电机10通过联轴器连接有减速机13，减速机13也通过联轴器连接有主轴14，主轴14两端设有轴承座15并通过轴承安装在轴承座15上，在主轴14外部同轴安装有同步旋转的滚筒11，在滚筒11的边缘位置安装有盘型制动器12，液压站6与盘型制动器12相连，用以对盘型制动器12进行供油从而实现盘型制动器12的制动工作，润滑站7用以为系统提供润滑油。
这种矿井提升机零速电气安全制动方法，在工作时，操作台5上安装有功能按钮，工作人员通过控制功能按钮来对PLC控制器3发送指令，PLC控制器3通过高压开关柜1、高压变频器2来控制电机10进行运转，电机10带动提升机滚筒11进行正常工作，当进行制动时，还是由操作台5上的功能按钮发出指令，利用PLC控制器3来控制液压站6启动，液压站6工作后，通过液压的方式使提升机上的盘型制动器12进行制动刹车，此时利用测速发电机9来实时监测电机10的运转速度，而当液压站6故障、或者盘型制动器12产生机械故障，使得提升机滚筒11未按照事先设定的程序减速停车时，即制动失效，在这一阶段中，测速发电机9会将实时信号反馈给PLC控制器3，PLC控制器3判断出制动失效后，再次通过高压变频器2使得电机10供电运转，利用电机10的力矩来实现强行制动。
具体地，当矿井提升机运行的某一时刻，提升机出现运行故障，电控系统PLC控制柜内的安全回路继电器断开时，首先电控系统自动停止高压变频器2电气调速装置后立即投入安全制动（一级制动、二级制动或恒减速制动，液压站6执行抱闸工作，盘形制动器施闸停车，当电控系统PLC控制柜检测出液压制动系统失效时或制动时运行速度未按程序设定制动减速时等极端情况下（其中，由测速发电机9向PLC控制器3发送指令），通过再次启动高压变频器2电气调速装置并投入电气制动等手段，恢复为电机10供电，将提升机运行速度减小到以0.1米/秒左右的速度脉动爬行，最终到达安全位置停下来，避免受到更大的损失。

Claims (4)

1.一种矿井提升机零速电气安全制动方法，其特征在于：包括在提升机的电机上安装用于检测电机运转速度的测速发电机，测速发电机将实时转速传输至PLC控制器，以判断提升机滚筒是否处于安全制动；
在系统启动制动程序时，安装回路断开，安全制动投入，提升机电机停止工作，依靠液压站和制动器实现机械制动，此时，PLC控制器通过测速发电机实时监测电机运转速度，当机械制动失效或制动时运行速度未按照程序设定制动减速时，PLC控制器控制电机重新启动，将提升机运行速度减小至指定速度并最终达到安全位置停止，实现安全制动。
2.根据权利要求1所述的一种矿井提升机零速电气安全制动方法，其特征在于：机械制动包括一级制动、二级制动以及恒减速制动。
3.根据权利要求1所述的一种矿井提升机零速电气安全制动方法，其特征在于：PLC控制器控制电机重新启动，提升机运行时的指定速度为0.1米/秒。
4.一种如权利要求1-3任一所述一种矿井提升机零速电气安全制动方法的制动系统，其特征在于：包括用于驱动提升机滚筒运转的电机，电机上连接有用于检测电机运转速度的测速发电机，测速发电机的输出端连接有PLC控制器，PLC控制器通过数据线连接有液压站，液压站与提升机上的盘型制动器相连；PLC控制器还分别连接有低压辅助电源、操作台、井筒开关、润滑站、高压开关柜和高压变频器，高压变频器与提升机的电机相连接；高压开关柜与高压变频器相连；低压辅助电源外接380V电源，且低压辅助电源与操作台相连，操作台与液压站相连。
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