提升机测速装置的安装(1).pdf

一 多 歹 ， 提 升 机 测 速 装 置 的 安 装 ， f 铜 陵有色金 属 集 团 公司李 相才 晌 ’ 墨 速 度 竺 缚显 关 键 词 丝 ，垦 堡 速 度 电 流． 1 ERECTI ON OF HOI S T M EAS UREM ENT OF S PEED DEVI CE To n g l i n g No nf e r r o u s M e t a l s C o mp a n y Li Xi a n g e a i 【 A B s T R A c T】T h is a r t i c le p r e s e n t s t h e i mp o r t a n t f u n c t io n s o f me a s u r e m e n t o f s p e e d d e v i c e u s e d i n h o i s t s p e e d f e e d b a c k，a n a l y s e s t h e i n fl u e n c e o f e r e c t i o n p r o b [ e ms o n h o i s t i n g s y s t e m S u g g e s t i o n s a r e p o i n t e d o u t t O O KEY WORDS Ho i s t Th y r i s t o r Fe e d b a c k Sp e e d Cu r r e n t 铜陵有色金属 集团公司所属的六大 矿 山的主要提升机 ，大多配用 “ 可控硅变流 器 一直 流 电动机 ” 电力 拖 动 系统 ，即 S c R D 系统 。多年来 ，在提 升系统机 电设 备的 安装、调试和维修工作 中，S C R D系统曾 多次 因速度反馈 的测速装置 的安 装不 良而影 响提升机运行甚至出现故障 ，故障经分析得 到排除 ，使提升机运转恢复正常。本文拟对 测速装置的作用 ，测速装置安装不良对提升 系统的影响以及如何安装等进行讨论。 1 测速装置的重要作用 在模拟量控制的 S C R D系统中， 用于 速度反馈的测速装置为直流发电机 ， 在数控 系统中一般采用轴编码器 P O ， 所以这里所 说的测速装置是指与提升电动机轴相联的用 于速度反馈的测速发电机或轴编码器 P G 。 提升机是一种位势 负载 的可逆运转设 备 ，在它的运行周期内包括加速、等速、减 速、爬行和停车阶段，运行中存在着机械和 电气上的各种干扰 ，其 中包括负载的变化 、 电网电压的波动、直流回路 电阻的变化等 。 要求在这些扰动存在 的情况下仍保证提升电 动机足够的静态稳定性和所需的调整范围， 尤其要求提 升机在爬行速度时 能均 匀稳 定地 运行。之所 以能满足这些要求 ，主要靠带速 度负反馈的速度闭环系统 ，它是系统中的重 要环节 。速度 闭环还和 电流 内环一起 组成 双 闭环 自动调速 系统 ，在保证静态稳定性 和足 够的调速范围的同时 ，共 同提高系统的动态 性能，使提升机起、制动及调速过程平稳 ， 减小动态速度误差 。因此在保证提 升机按要 求 的速度 图稳定运行时 ，速度环起 十分重要 的作用。 测速装置是速度环中检测实际速度值的 装置 ，其输出作为速度环的负反馈信号 ，直 接参与调节和控制，因此测速装置是系统中 的关键设备 。提升机双闭环 自动调速系统结 构如图 1所示 2 测速装置的安装对提升系统的影响 根据双闭环 自动调速 的原理可知 ，如果 有色矿山1 9 9 9 4 维普资讯 测速装置安装不 良，可能发生提升机运行速 度 的抖动 ．这种 抖动再形 成～低频 脉冲干扰 随速度负反馈进人调节系统 ，对这种低 频扰 动 ，调节系统对它是无能为力 的 ，从而影响 整个 系统 ，使提升机不能正常运转 。 固 l 双 f i j 环 自动调 逮 系统结构 圄 现参考图 1 进行分析，若采用 P G为测 速装置 ，P G在单位时间内发出的脉冲数反 映提升机的速度。如果提升机在正常的某一 等速段运转 ，P G发出的脉 冲应是均匀的， 单位时间发出的脉冲数相等，如在图 1中通 过D／ A转换后的 Uf 应为稳定 的与 u 太小 相等方向相反的直流电压。现 u 一定，若 u 脉动 ，S T输 入偏 差 △ u 则是波 动 的，调 节系统就会出现比例积分调节作用，不断调 节的结果就将产生甚至加剧速度和电流的抖 动，其影响过程可定性分析如下。 现假设 U f 是图 2 所示的脉动信号，并 按太小与 u 画在一起。 崮 I 时 t ／ 图 2 速 度 给定及 反馈 信号 若图 2中的 A B段反馈是 u hu ，则 图 1 的 S T输入端就将出现～个绝对值不断 增大的偏差信号△ u，其输 出从原来 的 稳态值逐渐下 降，L T的输入端 出现负偏 差 ，其输出亦从稳态值逐渐下降，可控硅触 发控制电压 u 下 降，触发控制角 n增大， 变流装置输出电压 U【 逐步下降，由于机械 惯性，电枢电流很快下降，此时电机转矩小 于负载转矩 ，转速将逐步降到一棚对低点。 当反馈 量变化 到 B C段 时 ，s T 输人 端 的偏 差信号仍为负 ，但绝 对值 逐渐减小 ，其输 出 相对 回升 ， 输人 端 出现 的负偏 差 的绝刘 值也逐渐 减小 ，输 出量相对 回升 ，l J k相对 增大 ， 角 变 小 ，Ud 相 对增 大 ，I 。很 快 增 大 ，提升机速度逐 步 回升至给定 速度 对应 于图2中的 c点应为给定速度 ，但 Uf 不能 稳定在 c点，而将沿 C D E方 向继续变化 ， 并且 C E I E段将 出现 的 u 电枢 电流 I J 、速 度 v的变化情况 将 与 A B C段 的变化 隋况丰 日 反。这样不断调 节的结果 就使 速度和电流抖 动，转速的抖动再经测速装置形成低频干扰 信号随速度负反馈进人调节系统，可能加剧 速度和电流的抖动，造成极坏影响。 现以安庆铜矿副井提升机转速抖动故障 为例来说明测速装置安装不良所产生的不良 后果 该提升机直 流主电机 7 0 0 k W，变流 装置是由 A B B公司引进的数控设备，采用 磁场固定 、电枢换 向方案。1 9 9 8年 4月 ， 该提升机出现转速抖动故障，主要现象为 加速阶段基本正常，但达到给定速度后，电 枢电流摆动异常，波动幅度 约 3 5 0 A，速度 以0 ． 5 m／ s 左右的幅度在抖动 ，在 以低速 爬行速 度运 行 时 ，电枢 电流 及 转速 几 乎 成 “ 低 速振 荡”状态 ，摩擦 轮 、首绳 、罐 笼等 也在明显抖动，若不及时停车有可能出现系 统共振 ，从而给机电设备及人员的安全带来 很大的威胁。经分析，这种故障是由 P G轴 与主轴问同心度差引起的，足以说明测速装 置安装不 良的危害性 。 3 做好测速装置的安装工作 对以往所出故障的分析看，测速装置安 装不 良表现在下列几 个方 面 ①与主轴联接 的同心度不够；②测速发电机的基础薄弱或 固定不牢；③P G的转子与轴配合不牢而发 生游动；④P G轴与主轴间连接件波纹管选 下转第 4 9页 提升机测速装置的安装李相才 邮编2 b o o 维普资讯 3滑 差 电机 控 制信 号 隔离 工业锅炉的炉排一般都采用滑差 电机控 制 ，滑差 电机 主要 由直 流电机 、可控硅 、调 节器等组成 ，通过调节器的输人电压信号调 节 ，可控制炉排速度 ，从 而有效调节给煤 量。因调节器与 可控硅 电路 之 间没有 隔离 。 很 强的电噪声沿着控制线进人控制系统 ，导 致连接于控制系统的仪表无法正常运行。解 决办法有两种 ①采用变频器和更换电机。 ②对信号进行 隔离 。显 然采用 办 法② 简 单 ， 并且投资省 。采用 AD AM 一3 0 1 4隔离模 块 后 ，完全避免了来 自滑差 电机 的干扰 ，控制 系统运行稳定。同时本模块的调理功 能将 P L C的 4 ～2 0 mA调 理为 0 ～1 0 V，满足 了调 节器的需要。接线如图 3所示。 图 3 滑差 电机 控 制信号 隔离 示意 图 4 核子密度计输 出信号隔离 在磨矿分级控制系统中，采用核子密度 计检测矿浆豫硬■弭丽度计的4 ～2 0 m A 模拟信号传给 P L C处理，因距离远、中间 经由大电流动力线和无法良好接地，密度计 经常受 到电干扰而 出现较大 的误差 ，且 误差 随车间设备运行情况的变化而变化 。采用穿 管和加强接地虽有所好转 ，但不能根除干 扰。后采用 A D A M 一3 0 1 4隔离模块 ，模块 安装于密度计旁边 ，其接线与前面类似 ，结 果表明安装本隔离模块后 ．密度计运行稳 定，精 度 大 大 提 高 误 差 由3 ％降 低 到 0 ． 5 ％ ，控制回路不再因为参数的波动 干 ∞一∞ ～一0- 上接第 3 9 页 配不 当等 。 应当汲取以往教训 ， 慎重对待提升机速 度反馈测速装置的安装问题。一方面要保证 提升机主机的安装质量， 以免主机产生的径 向或轴向振动波 ； 另一方面要确保测速装置 的安装质量 ， 尤其是数控系统的 P G， 其安装 精度 比模拟系统 中的测速发电机要求更高。 扰引起而振荡。 5 结 束语 在工业过程控制系统中，抗干扰一直是 很 重要的技术课题 ，抗 干扰产品也很 多 ；因 现场条件千变万化 ，硬件情况多种多样 。因 此采用的抗干扰措施也各不相同。文中介绍 的 A D A M一3 0 1 4隔离模块 。是一种能适应 多种情况的高性能抗干扰产品，已在大量的 实践 中得到验证，具有 性能可靠、安装 简 单、价格适宜等特点 ，同时还具有信号 放 大、信号调理等特点 ，为现场控制系统抗干 扰提供了途径。 。．。一～一。_ 。一㈨o0一⋯一∞一 测速装置的安装 。 尤其对于 P G的安装 ， 常见 的问题是它与主轴间的同心度问题及连接件 问题 ， 必须予以重视。同心度不是绝对的。 机 械上也不可能没有振动， 所 以在尽可能处理 好同心度的同时 ， 其间的连接件 的减振作用 尤为重要， 要选配挠度合适的波纹管。实践 证明， 如果选配的波纹管不合适， 可采用合适 的胶质软管代用 ， 能够取得满意的效果。 A D A M一3 0 1 4隔离调理税蚨及其应用黄笨孰 邮编 6 5 0 0 3 1 维普资讯