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煤矿固定设备运输.专业资料第二章矿井主要通风设备的电气控制专业资料第二章矿井主要通风设备的电气控制学习要求1.一般掌握：通风机选型与参数2.熟练掌握：通风机电气控制专业资料第一节矿井主要通风设备概述、主要通风设备的类型矿井通风设备是煤矿重要的固定设备之一，其 主要作用是将地面的新鲜空气连续不断地送入井 下，保证井下空气的含氧量，稀释、排除爆炸性 和有害气体，并调节井下所需的环境温度和湿度,改善井下工作条件，保证矿井安全生产。因此,矿井通风设别对煤矿生产有着重要意义。特别 是对含有瓦斯的矿井，良好的通风是防止瓦斯爆 矗篇辕谶翻翻3户入懿娴境下工作，才能安全生产些娉茴生产番。I因此，新鲜空气在矿井里是每时 每笏都不可缺少的。专业资料第一节矿井主要通风设备概述按照找通风设备的工作介质在通风机中的 运行情况，通风设备分为离心式通风式设 备和轴流式通风设备两大类，两者的区别 在于离心式通风设备其风流沿通风机叶轮 的轴向进入并沿径向流出，而轴流式通风 设备的风流则沿通风机叶轮的轴向进入并 沿轴向流出。专业资料一）通风设备电力拖动的特点矿井通风条件的变化是缓慢的。主通风 机一般不需要调速，并且是日以继夜的工 作，启动和停车的次数极少，而且不需反 向。根据这一特点，主通风机宜采用同步 电动机，这样可提高矿供电电力网的功率 因数。当所需电动机的功率较小，产品中 又无这种同步电动机时，亦可采用鼠笼式 异步电动机或绕软式异步电动机。专业资料第一节矿井主要通风设备概述矿井通风设备所使用的电动机：矿山主通 风机和辅助通风机（或陈分区通风机）均 设置于地面，可用一般构造的电动机。在 有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井，则在扩散 器和风道保证不漏气的情况下，或风机与 电动机之间有防火墙隔绝的条件下，也可 采用一般构造的电动机。否则，必须采用 隔爆型的电动机和隔爆型的电气设备。专业资料第一节矿井主要通风设备概述在矿井通风设备的电力拖动中，根据不同 功率，使用不同的单机型号。当功率为1 00-1 50kW时，可以采用低压鼠笼式异步电动机 o当功率为1 50-350kW时，可以采用低压同 步电动机，其电压为380V。当功率高于 350kW以上时，可采用高压同步电动机，其 电压为6kV。当通风机需要调速时，可选用 绕线式电动机，并采用相应的控制电路，以满足通风机的调速要求。专业资料第一节矿井主要通风设备概述（二）对矿井通风设备电气控制的要求矿井通风设备是煤矿最主要的用电设备。为适 应矿井通风技术的发展，提高通风设备运转的可 靠性和经济性，保证矿井生产的安全，矿井通风 设备的电气控制应能完成以下要求：1、应能保证风机运动化和自动化的启动和停止，以 及同步电动机的自动投入励磁；2、当工作的风机发生故障时，能自动停车，并能自 动启动备用通风机和打开相应的风门；3、应能保证远距离操作反风装置进行反风；专业资料第一节矿井主要通风设备概述 4、远距离监视通风机工作情况（风量、负压、各 轴承温度、电动机的情况、反风门的位置等），当工作不正常时，发出信号自动停车；5、应有较完善的信号监视和故障警报系统。要达到上述各项要求，需要合理地选择通风机 的电气控制系统，正确地选择各种电器和仪表。自动及时地调节主通风机的风量，在保证矿井大 气条件和安全生产的前提下，实现通风设备的经 济运转。因此，现代化矿井通风设备的控制系统 必须向着综合自动化方向发展。专业资料第一节矿井主要通风设备概述 三、常用通风机的技术特征 矿用离心式通风机主要有4-72-1 1型、G4-73-1 1型 和K4-73-01型，前两种多用于中、小型矿井，后 者常用于大型矿井。常用的轴流式通风机有FBCZ和FBCD Z系列。FBCZ系列通风机为单级防爆式，是根据中、小型煤矿 通风网络参数设计的，适用于通风阻力较小的中、小型各类矿井；FBCD Z系列通风机是双叶轮对旋 防爆式，是根据大、中型矿井通风网络参数设计 的，适用于通风阻力较大的大、中型各类矿井。专业资料第一节矿井主要通风设备概述表2 1 4-72-11型通风机的技术性能机号叶轮直径/mm转速/r,min，全压范围/Nm 2风量范围八2h】轴功率/kW5601 21496164 00。89 50024.828.36301 5381 21872 000100 70035.340.3N0.16B1 6007101 957 1 54981 000 113 50050.5 57.78002 4897 96991 400127 90072.282.59003 157 2 497102 800183 900102.8-1174501 216-9 61100 00。144 00037.343.65001 491 1 177110 000-153 00051 60NQ.20B2 0005601 8847 491124 30。180 0007L9-84.76302 374-1 874134 000202 000102-120、7103 0122 482157 500227 500147173专业资料第一节矿井主要通风设备概述表2-4 FBCZ系列防爆轴流式通风机的技术性能（摘录）机号风量范围/as-】风压范围/Nn2配电机型号.转速/r min-1功率/kWFBCZ54-4NO.106.8-17150900YBFcl60L41 45015FBCZ544M.1211.5 302201 300YBFe225M41 45045FBCZ546No4 1515 39170910YBFe280s698045FBCZ546No,1827 672201 310YBFe315Li6980noFBCZ404Nq.10922120720YBFel60L41 45015FBCZ404No.126.538J170050YBFe225M41 45045FBCZ4O6NQ.106 14.560330YBFel 32M269805.5FBCZ4O-6NQ.1522 49110710YBFe250M-698037FBCZ406Nq4 1942 10。1801 170YBFe315Li 6980110专业资料第一节矿井主要通风设备概述表2-5 FBCDZ系列防爆轴流式通风机的技术性能（摘录）机号风髭范围/m3s风压范围/Nm-2配电机型号转速/t min-1功率/kWFBCDZ546M 1212 26400 1 500YBFeZOOLj698018.5X2FBCDZ546Nq.1628.362.8702-2 650YBFe315S-698075X2FBCDZ54-6ffo.2055 1231 0964 141YBFc335Li6980220X2FBCDZ40-6No.1516 409 8-1 746YBFe250M698037X2专业资料根据矿井主通风机的工作环境，拖动电 动机一般选用开启式或防护式电动机。对 于大容量通风设备，应尽量选用高压同步 电动机，以补偿矿井的功率因数。功率较 小时，可优先选用鼠笼型电动机。当通风 机需要调速时，可选用绕线式电动机，并 采用相应的控制电路，以满足通风机的调 速要求。专业资料一、通风设备拖动电动机的功率通风设备拖动电动机的功率可按下式计算P=Kon 1000式中K一一电动机功率备用系数，一般取1.11.2；Q一通风机工况点风量，m3/s；H通风机工况点风压，轴流式通风机用静压，离心式通风机用全压，Pa；”通风机工况点效率，由通风机性能曲线查得；么一传动效率，联轴器传动取0.98,三角胶带传动取0.92。专业资料二、通风设备拖动电动机的选择当采用同步电动机拖动时，对于轴流式通风机还要进 行牵入转矩的校验，以保证同步电动机异步启动时的 转差率能达到0.05,使同步电动机投入励磁后，能将 转子牵入同步。其校验公式为 Mq (1.2-1.4)M“式中 场一同步电动机的牵入转矩，可由产品目录查得;M一转差率为0.05时，对应的负载转矩；1.21.4一一考虑电压降及克服惯性的转矩 系数，一般取1.3,架空线供电时取1.4。专业资料由于同步电动机的牵人转矩是指励磁绕组串接10 倍附加电阻时的牵入转矩，所以当上式校验不符合 要求时，可考虑改变励磁绕组所串电阻，或在牵入 同步时加强励磁，来满足牵第二章矿井主要通风设 备的电气控制入同步的要求。采用调节叶片角度实现反风运行的风机，应校验 反风运行时电动机的功率。对于轴流式通风机一类重载启动的设备，鼠笼型 电动机和同步电动机的额定功率应按启动条件校验专业资料第二节通风机电动机的选择因多以统容风电功,许可系大当步大 机等机在较仅异加 动护动所定。型或。电维电据决机笼求机 动悠步根素动,要劭 传方同可因电时动电 主、，而等步小启步 为作比因格同较足异 作操相，价用量w a 机行机高、选容能线 动运动较布否网4 电易电率分是电均用 点时步容步效和机或机选 地同异、异，小动大动可 用不。型廉型率大电较电，使件正笼价笼功的动量步时 机条校用有与功荷传惯同理 动作以选具。无负主动和合 电工予常它点出功的转机不 当署通为优输无量机动率,其额定功率应按制造厂的资专业资料当对电动机调速性能有特殊要求时，电动机类型 应结合调速方式根据技术经济比较确定。当电动机容量小于200 kW时，选用380 V或660 V 电压等级；当容量大于400 kW时，选用6 kV或10 kV电压等级；当容量在200400 kW时，应通过技 术经济比较确定电压等级。选用同步电动机时，应根据通风机的转向对电动 机旋转方向提出要求，当采用通风机反转反风时,电动机应能满足可逆转的要求。专业资料三、通风机年耗电量w可用下式估算w=1000加入式中-电动机效率；么一一电网效率，一般取0.95；T一一通风机全年工作小时数专业资料第三节通风机供电要求一、通风机的负荷等级和供电要求通风机及维持其连续运转所必需的润滑油站等辅 助设备，均属一级负荷。通风机房的一级负荷应有两个独立电源。机房的 电源线应由地面变、配电所直接引出，在受条件 限制时，其中.回路电源线可引自其他一级负荷 设备机房。上述线路不应分接其他负荷。不得由通风机房配电装置向其他变、配电所或其 他负荷设备机房馈电。专业资料二主接线和电控设备布置通风机房变、配电装置的高低压母线一般采用 分段单母线接线方式。对于低瓦斯的中、小型矿 井，机房高压配电装置的受电开关和分段开关一 般采用隔离开关；对高瓦斯矿井或大型矿井通风 机房，其受电开关和分段开关宜选用断路器。低 压配曳萎量的受曳开卷和分段开关宜选用能带载 投切或自动投切南开关。每段高压母线上应装设一组电压互感器。若电 机与架空电力线路直接连接，应根据矿山固定设备电气拴利用机容量、晁费雷保护揩脑。雷电活动程度采取旋转电两台通风机应分接在不同的配电母线上。专业资料主接线和电控设备布置当通网机房基电源变”期电所邻近春两竟递风机 亦可各自从变、配电所的不同母线段取售电源。高、低压配电装置通常可选通用固定式、移开式 或抽屉式配电柜（屏、箱）。当需要倒换高压电 源相序来改变电动机旋转方向实现反转反风操作 时，可选用带有正、反转换向隔离开关的高压配 电柜。矗港馥髓髓辜孤瞿翻控设备可以在通风机房内，电控设备与通风机电动机的距离 不宜小宇2m,与转动机融的距禺木杀手1.5 m。专业资料主接线和电控设备布置矿井主通风设备供电系统如图2-1所示。其中，图2-1 为高压电动机拖动，双回路供电，QS为母线联络开关，当某一回路或电动机出现故障时，可通过转换隔离开关使 另一回路供电，或启动另一台电动机。图2-1(b)为低压电 动机拖动的供电线路，仍要采用双回路供电。设备电动 设备电动 电动 电动 用电机 机 机 机 机房(b)图2-1 通风机供电系统(a)悬压供电系统Mb)低压供电系统专业资料控制方式、操作电源和自动装置机房高压配电装置的断路器一般采用开关柜控制方式,如高压开关设置在操作人贯不便观察通风机运转情况的 他点，应建机去探隹与天，或将操作开关设在就近的控制 柜（屏、磨）或榛作台上。当通风机采用高压母线供电的同步电动机时，宜选用 直流操作。装有电磁操作机构的断路器，宜选用220V或 1 1 0V镉银电池组作为分、合闸直流操作电源；装有弹簧 撵隹机械的断路器，宜采用小容量镉银电池装置作为分闸 操作电源。当通风机采用高压母线供电的笼型异步电动机时，宜航r=t股招合晅和金迪煦全交流操作。如容量满足 6电源宜引自电压互感器。高瓦斯、煤与瓦斯突出的大（中）型矿井及具有高产 匮效工作面圜大型矿井，通风机房的电源宜设置备用电源 自动投入装置。专业资料煤矿主要通风机房均设有两套同等能力的通风机及其传动 电动机，因现时通常需设置两套独立的电控设备。其中一套 工作，一套备用，并且能在十分钟内完成工作风机和备用风 机立专为风机节能运行而设但需同时备有安全可靠、便于操 作的切换设备。现有的各种标准化高、低压配电通用产品，既可用作通风 机房的高、低压配电设备二又可作通风机的甩控设备。对于 梗用图屎电动机的通风机房，可选用XGN-1 0型、KGN-1 0型 及GG-1 A型等固定式开关柜或KYN-1 0型、JYN2-1 0型等移开式 牙夫柜。小于低压能罂电动机，语中好照式低压配 电柜，TP索列通用控制屏及GCK-1素列电动机控制中心，JK 型交流低压电控设备等均可选用；其中有些产品系列还有实 那同喜罂国幼蹩压启效幺及电曲机可逆运转、绕线型异步电 动在利用频敏电阻器等启动诏功超。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的 选型与技术参数 一、鼠笼型电动机降压启动控制设备（一*）JJ1系到自耦减压启动柜 JJI系列自耦减压启动柜作为交流电压为380660 V,功率为11315 kW的三相鼠笼型电动机降压 启动之用，并可使电动机自动加速到满速。装置 设有电动机的短路、过载、欠压以及防止单相运 转等保护。从减压启动到全压运行之间的转换，采用D J1-A型电流-时间转换装置实现电流和时间的 双重控制专业资料第四节通风机常用电气控制设备的 型与技术参数型号及含义：专业资料2.控制原理自耦变压器降压启动控制是利用特制的三相自耦变 压器将电动机降压启动。自耦变压器置备有不同的电 压抽头，根据电机容量、转矩和启动要求而选择使用,例如可设为电源电压的73%,64%和55%等。自耦变压器降压启动继电器控制线路如图22所示o其工作过程如下：合上开关Q,按下SB2钮，KM1线 圈得电，其主触点吸合，接通自耦变压器T,使电动 机定子绕组串入自耦变压器而降压启动。其辅助动合 触点KM1闭合，分别起自锁、接通指示灯H L2的作用 KM1,的辅助动断触点断开指示灯H L1和KM2线圈回 路，以确保KM2不得电。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与技术KMzFUiKMiFR20BKM2(L44图2-2自耦变压器降压启动继电控制线路图 专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与KM1得电的同时，接通时间继电器KT,KT得电后延 时此时电动机M已接近额定转速，KT延时动合 触点闭合，使继电器KA得电并自锁，其动断触点断开,使KM1断电，其与自耦变压器相联的主触点断开，切除自耦变压器T,同时也使时间继电器失电，其延 时 动合触点瞬时从闭合状态被打开，但由于KA的辅 鲂动合触点闭合而自锁，维持其动合触点 吸合，动 断触点打开。由于KA的得电，在使KM1释放的同时，使KM2得电,KM2主触点接入主电路，使电动机全压投入运行。KA的辅助动断触点断开，KM1的辅助动合、动断触点 复原，指示灯H L2、H L1熄灭，KM2的辅助动合触点 闭合，接通指示灯H L3。当电动机达到稳定运行时，KM2、KA吸合；KT和KM1处于断电状态。当按下停止 按钮SB1时使KM2、KA失电，电机停转。电动机的短 路保护和过负荷糅螭阚前所述第四节通风机常用电气控制设备的选型与（二）QJ3型降压启动器常用的QJ3型启动补偿器电气原理如图2-3所示。补偿器由自耦变压器、保护装置、操作机构和触 头系统组成。其中触头部分浸在绝缘油中，以便 触头分断电流时产生的电弧能在油中冷却、气化 而迅速熄灭。启动器中的自耦变压器有两组抽头，分别是 65%4和80%4，可根据电动机启动时负载的大小 选择不同的启动电压。变压器的绕组是按短时工 作设计，一般规定4h内的启动时间不超过4060 s,否则变压器将超过允许温升而不能工作。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与-图23 QJ3型自病变压器降压启动器控制电路图专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与启动器内有过载和欠压两种保护。过载保护的热继电器 FR触点串接在欠压脱扣线圈KV回路中，当电动机过载时，热继电器动作，其常闭触点FR断开，脱扣线圈失电，切断 电源停车；当电源断电或电压低于规定值时，脱扣线圈动 作，直接顶开主触头。电源恢复正常后，要重新启动电动 机。为避免误操作使电动机全压启动，启动器的操作手柄 设有机械闭锁装置，保证电动机只有先经过启动阶段，才 能投入全压运行。启动器停车时，按下停止按钮SB,失压脱扣线圈失电，衔铁释放，触动开关连杆使操手柄从运行位置自动跳回停 止位置，电动机停车。QJ3型启动器一般用于75 kW以下的鼠笼型电动机启动。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与技术参数-（三）XJD I系列自 耦减压启动器对于大功率鼠 笼型电包机启 动,可采用XJD I 系列自耦减压 启动器，其电 气原理如图2-4 所示。图2-4 XJD1型自辆减压启动器电气原理图专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与启动器中的自耦变压器设有60%Un和80%Un两组抽头，可根据实际需要选择不同的启动电压。自耦变压器的投入 运行由五触头接触器控制。退出运行有两种控制方式：一 种是手动，通过按下按钮2SB,直接控制接触器2KM,使 主触头断开；另一种是通过时间继电器KT延时自动控制，时间继电器KT可在51 20s内调节，以控制电动机的启动 时间。电动机启动前首先闭合电源隔离开关，接通控制变压器 TR,其二次侧绿色指示灯亮，表示电源有电。启动方式可 通过转换开关SA选择。转换开关SA置于“0位时，制回路 被断开，保证电动机不能启动。SA触点闭合情况如图2-4 中所示。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与1-手动控制将转换开关打至“手动”位置，其触点SA-1闭合，接通控 制电路，SA-2断开，SA-3闭合。按下启动按钮1 SB,接通接 触器2KM。接触器2KM有电吸合后，弓起：主触头2KM闭合，自耦 变压器投入运行，电动机降压启动；触点2KM3闭合，形 成自保；触点2KM2打开，切断接触器1 KM通路，防止触 头闭合，造成电源短路；触点2KM.闭合，接通中间继电 器1 k。中间继电器1 K有电吸合，引起：触点1 K:打开，绿灯 H G灭，同时1 K2闭合，黄色指示灯H Y亮，表示电动机正在启 动；触点IK3闭合，形成自保；触点1 K4闭合，为接触器 1 KM和继电器2K通用做准备。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与在电动机启动过程中，主电路中的电流表PA通过电流互 感器显示启动电流数值。随着电动机转速升高，电流逐渐减 小，当里通哀指漳J电流值祷近额定值时，按下启动按钮 3SB,接通中间继电器2K支路。继电器2K有电吸合，其触点2Kl打开，2K2闭合。触点2Kl 盯开使接触器2KM失电一其主触头断开，自耦变压器退出运 行；同时，2KM的触点2KM2闭合接通接触器1 KM支路，接触器1 KM有电吸合，其主触头闭合，电动机全压运行 接触器1 KM触点1 KM.打开，黄灯H Y灭，触点1 KM2闭合，红色指示灯H R亮，表电动机降压启动完毕，转入全压运行状o中间继电器2K触点2K4闭合自保；触点2K5、2K6断开，使 主电路接入热继电器，对动机进行过载保护。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与2.自动控制将转换开关SA打至“自动”位置，其触点SA1闭合，接 通控制电路电源；sA2闭合，sA3断开。按下启动按钮1 SB,接触器2KM有电吸合，其主触头闭合电动机降压启动一触点2KMi闭合，中间继电器1 K有电吸合一触点1 K4羽合，时间继电器KT有电，其常开触点KT延时一段时间后闭合，使中 间继电器2K有电吸合并经其触点2K3自保，断开接触器2KM,接通接触器2KM-自耦变压器退出运行，电动机全压运行电动机降压启动时间由继电器KT的延时所决定。控制过 程中各接触器、继电器其他 触点的动作情况同于手动控制 r电动机需要停由时人不诊采用哪种启动方式，只要按下 停止孩钮2SB,切断控制回路源即可。专业资料高压鼠笼型电动机电抗器启动设备为减小启动电流，还可以在电动机定子回路串入 电阻或电抗器，以降低定子绕组电压自方法来实现在定子回路中串入电阻时，由于电流会在电阻上 产生压降，所以加在电动机定子绕组的电压会降低,从而可减小启动电流。但是，这种启动方法不仅 会降低启动转矩，同时启电流还会在电阻上产生较 大的有功损耗，因此，串接电阻启动多用于小容量 电动机；对于量较大的电动机，常采用串电抗器降 压启动的方法。专业资料采用电抗器降压启动，不仅可以降低启动电流，而且还能克服启动电阻上电能损耗的缺点，所以多 用于大容量、高电压电动机的启动，如矿井排水、压气和通风设备的拖动电动机（笼型电动机）常采 用这种启动方法。电抗器降压启动控制电路如图2-5所示。它是用 于6 000 V、1 000 kW以下鼠笼型电动机降压启动的 Q20-6A型高压综合启动器控制电路。电路中装设气 冷式QKSQ型三相电抗器，并用电流继电器自动控制 启动时间，用高压交流接触器短接电抗器。另外电 路还设置了多种保护。专业资料图2-5 QZO-6A型高压综合启动器原理图 专业资料电。由主电路的电压互感器供电，另一路由专用电源供控制电路分两部分，分别由两路电源供电，一路保护。时的电流值；过电流继电器2KA用于电动机的过电流启动时间的控制；电流表PA可显示电动机正常运行三相电流继电器IKA作为ITA的负载，用于电动机电抗器L组成。器QF,电流互感器1 TA、2TA,电压互感器TV及三相主电路由高压隔离开关QS,SNI-1 0G型贫油断路（一）电路工作原理第四节通风机常用电气控制设备的选型与第四节通风机常用电气控制设备的选型与高压油断路器QF是带有失压脱扣装置的手动开 关，即当脱扣线圈有电时才能合闸。舍闸时，由手 动操作带动主触头先闭合，待断路器手把合到底后,其辅助触点才能动作，即主触头先于辅助触点闭 合。触头断开时，可以手动操作，也可以通过脱扣 线圈KV控制。当KV失电时，由机械脱扣机构将触头 打开。电动机启动前，先合上隔离开关QS和转换开关 ISA、2SA,控制回路有电，绿色指示灯H G亮，电压 表PV指示工作电压数值。同时脱扣线圈KV支路接通,允许油断路器QF合闸专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与电动机启动时，手动操作油断路器QF合闸，电动机串接 电抗器启动。由于断路器的助触点QFOQF4滞后于主触头动 作，因而在此期间，较大的电动机启动电流首先使三相电流 继电器1 KA吸合，其常闭触点1 KA提前切断接触器KM支路。所以，当油断路器闸时，不会因其辅助触点QF4的闭合而使 KM有电。油断路器QF的其他辅助触点动作将引起：QFO打开，绿灯H G灭，表示电动机正在启动；QF1闭合，为红灯H R亮作准备；QF2闭合，短接触点KM3,保证KV的电流通路；QF3打开，保证电动机在运行过程中KR不被送电。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与r电动机，在后碰过程中，随着转速的固置里流逐渐降低,”当电标下降至U继电器1 KA释加值时，三相电流继电器1 KA释放，其常闭触点IKA闭合，接触器KM支路被接通。吸合，弓起主触头KM闭合，短接电抗器L,电动机全压运行；触点KM1闭合，红色指示灯H R亮，表示电动机降压启 动结束.全由点KM2打开，电流表PA指示电动机在额定电压运行 时的工作电流；触点KM3打开，完成电动机在启动过程中KV支路的接 通，并保证电劫机过流IKV能断电；触点KM4打开，为解锁脱扣线圈KR支路通电作准备。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与（二）电路保护启动前，如果短接电抗器的接触器主触头KM没有断开，其辅 助触点KM3为断开态，失压脱扣线圈KV支路不能接通，油断路器 就不能送电。在启动过程中，若接触器KM发生故障，经1 min还不能短接电 抗器（红灯不亮），此必须按动停止按钮SB,断开脱扣线圈KV支 路，使断路器跳闸，切断主电路，以防电抗器长时通电而被烧坏KM电、为恒生t甩翅觎电源断甩，J 使主回重新串入电抗器，弓眼电9KM看电吸者后，辕触器将自动闭辙此状态，即使KM失芭 其吸1 时的.态也不会改变，只有当另一个解锁脱扣线圈KR有电吸合时,KM的触头才能恢复原状态，专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与解锁脱扣线圈KR吸合的条件是：该控制回路供电电压正常，且油断 路器的QF3与触器的KM4闭合。即在电动机正常运行过程中（接触器的 KM4闭合），油断路器跳KR才有可能有电吸合。若油断路器不跳闸，KR 就不会有电，从而保证电动机在正常运过程中，不会因KM失电而重新串 入电抗器。另外，在电动机运行过程中，当专用控制电源出现故障时，KM的触 头将保持吸合时状态，故主电路仍能正常运行。但停机后，因接触器KM 各触头状态不变，其辅助触点KM4为断开状态，故失压脱扣线圈KV不能接疆洲2婕排除后S/Qi、o电流继电器2KA差接于电流互感器2TA的二次侧，对电动机发生的过 流或短路故进行反时限保护。当发生过流时，其常羽触点2KA打开，失压 脱扣线圈KV断电，油断路QF跳闸。另外，脱扣线圈KV还有欠压保护作用吁省电网电压低于规定值时，脱扣线圈因吸力不足而使衔铁动作使油 断路器跳闸。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与四、绕线型异步电动机的启动控制设备频敏电阻器是通风机绕线型异步电动机采用最为 广泛的启动设备，它结构简单，占地面积小，很少 需聚维牝、有近似恒转矩的启动特性，可以满足通 风机的启动要求。（一）频敏电阻器的基本原理频敏电阻器由铁芯与线圈组成，当在线圈两端加 上交流电压后，交变磁通便在铁芯的厚钢板中产生涡流，其等值电阻取决于涡流电路的几何形状，截面以及铁芯材料的电阻系数等。由于结构上的这个电阻器的蒲鲜鹫髓奥翻瓢靠露合体。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与在电动机的启动过程 中，随着转子感应电势频 率的降低，一方面使频敏 电阻器的电抗逐渐减小，方面也使铁芯中涡流集肤 效应逐渐减弱，涡流在厚 钢板中渗透的深度逐渐增 加，即涡流通道截面加大,等值电阻减小。这种等 值电阻和电抗随着电动机 本专差率的减小而减小，满 足电动机在整个启动过程 中的要求。频敏电阻器的 接线图及等值电路。图2-6项,电阻野的接线图及等值电路图R.用的电阻,X,电抗，&株芯的尊电阻专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与二）频敏电阻器的性能绕线型异步电动机转子接入各种理想元件 时的机械特性如图2-7所示。接入频敏电阻器 时，它的机械特性形状介于变电阻和变电抗 的机械特性曲线之间。影响频敏电阻器功率因数的主要因素有导 线匝数、铁芯气隙、叠片厚度等。在使用中,通过调整频敏电阻器的功率因数来改变机 械特性曲线的形状，以适应不同的负载。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与/v-图2-7疣线蟹异步电动机转子接入各肿 阻扰时的机械特性1 接人，定电照,2-接入文电用；3 接人文电扰,4 接人电电，港一H人，定电执图2 8不同功率因我的事电阻器对电动 机机械特性及启动电凌特性的影响专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与（三）频敏电阻器的选用当使用绕线型异步电动机拖动关闭闸门启动的离 心式通风机或离心式水泵时，属于轻载启动。拖动 开启闸门启动的轴流式通风机时，一般属于重载启 动。通风机为偶而启动的机械，通常启动后应用接 触器或断路器将频敏电阻器短接。目前生产的偶而启动频敏电阻器有BPI-2、BPI-3 和BP2-7等系列产品。可根据负载性质、电机容量及 转子额定电流进行选取。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与（四）频敏电阻器的调整频敏电阻器的铁苍与班铁间设有气隙，在绕组上 留有几组抽头。当改变绕组匝数或气隙时，可以调 整电动机的机蕨特性相启动电流交化曲磅，如图2-9 所示。具体调节方法如下：启动电流过大及启动过快时，相应增加匝数;反之，相应减少匝数。刚开始启动时，启动转矩过大。而启动终了 时稳定转速低于要求值，致使短接频敏电阻器时产 生较大冲击电流，此时可增大气隙。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与 技术参数图2-9改变发电用。座火和气时的傅性 aR*Wi(b)改变气专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与-（五）转子回路 串频敏变阻器的启 动器转子回路串频敏 变阻器的启动控制 电路如图2-1 0所示 o该电路是GTT61 2：型启动器，用于低 压绕线式电动机的 不可逆控制。图2To GTT6121 B启动H电器犀现图专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与启动前，首先闭合自动开关Q,主电路有电。闭 合开关SA,控制回路有电，绿色指示灯H G亮。启动时，按下启动按钮1 SB,接触器1 KM有电吸 合，其主触头闭合，电动机转子串频敏变阻器RF启 动，常开触点1 KM1自保；常开触点1 KM2闭合，红 色指示灯H R亮，表示电动机正在启动。接触器1 KM的触点1 KM3闭合，时间继电器KT有 电，其常开触点经延时后闭合，接通中间继电器K,通过其常开赢点K使接触器2KM通电吸合，2KM的主 触头用合短接转子级组,频敏变阻堤月忖辅 助触点2KMi打开，绿色指示灯H G灭，表示由动机 降压启动结束进入全压运行状态。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选型与停车时，按下停止按钮2SB,接触器1 KM失电，主触头打 无，电动机侵号叱风廿其他接触器、继电器及其触点恢复原 态，为下次启动作准备。动机在瞩护的热继电器;匚的电流互感器二次侧装有指示电流表和用于电需要指出的是，由于电动机启动电流较大，频敏交阻器 翦端疆需子回路串频敏变阻器启动方法只能用于用于6kV、1000 kW以下的大功率电动机，可采用KRG-6B 型高压综合启动装置。其电气原理如图2-1 1所示。这种启动 器适用于水泵、空压机等设备的轻载启动，在频敏变阻器完 会冷却的情况下，可连沫启动二次或三次，否则频敏变阻器专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选启动装置的主电路包括高压隔离开关QS和具有 脱扣装置的高压油断路器QF;电流互感器ITA二次以 不完全星形方式接三相电流继电器，1 KA间接控制 频敏变阻器的切除；电流互感器2TA二次以两相差 接方式接过流继电器，用于对电动机进行过流保护;电压互感器TV二次作为控制回路电源，并接的电 压表PV用于显示主电路工作电压。启动前，首先闭合高压隔离开关QS和转换开关 SA,控制回路有电，绿色指示灯H G亮。同时保护电 路中的脱扣线圈KV有电吸合，允许合闸启动电动机O专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选启动时，手动操作油开关QF,其主触头先于辅助触点 QF1QF4动作，电动机转子回路串频敏变阻器启劫。较大的 启动电流使主回路的三相电流继电器1 KA吸合，其常闭触点 1 KA打开，切断接触器KM电路，保证启动过程中频敏变阻器 丕被切院。待遇开关操作手柄完全急上时工基博助触点才劭 作：QF1打开，绿灯H G灭，表示电动机正在启动；QF2闭合，为红灯H R亮作准备；QF3闭合，短接KM常闭触点，保证脱 扣线圈在启动瞬间的电流通路；QF4闭合，为接触器KM通电 作准备般为限触黜假融芍H源源曝释矍值式常 闭触点闭合，使接触器KM有电吸舍，主触头KM闭合短接电 动机转壬绕组，切除频敏变阻器。同时常开触点KM1闭合，红色指示灯H R亮，表示电动机降压启动结束。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选在启动过程中，如果接触器KM发生故障，经1 min后红 色指示灯仍不亮，说明频敏变阻器未被短接，这时必须按下 停止按钮SB,切断脱扣线圈电路，使油开关跳闸，以避免频 敏变阻器长时间接在电路中而被烧坏。当电动机发生过载或短路故障时，具有反时限保护的电 流继电器2KA动作，其常闭触点2KA打开，脱扣线圈失电，油 开关跳闸，起到保护作用。当主电路电压低于某一数值（欠 压）时，脱扣线圈因吸力不足而释放，油开关跳闸或不能被 送电。另外，该电路还设有限位开关SQ,其触点串接在脱扣线 圈回路中，当启动器箱盖打开时，触点断开，油开关不能送 电合闸，从而起到安全闭锁作用。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选保护电路中并联触点QF3和KM2的作用是：在电 动机启动前，先由常闭触点KM2为脱扣线圈提供通 路,小惹电阻电里正霞一魄切线因吸合益许坤北姜 QF送电，否则油开关不金合闸接电；另外，当接触 器触头KM因故没有断开，与其同轴的触点KM2就不 能闭合，脱扣线圈因送不上电而不能使油开关合闸启司。因 工动机芷南障,送电，防止电动 而必须首先排除 启动。台匕闸，电动机停转。专业资料第四节通风机常用电气控制设备的选五、通风机的软启动电控设备通风机使用软启动设备进行启动控制可 以消除设备在启动和停车过程中对系统的 机械冲击，降低机械冲击危害，消除设备 在启动过程中对电网的冲击，降低启动电 流，降低因启动电流过大而造成的电网压 降。专业资料第五节矿井通风机的电气控制系统一、矿井主通后饭备电控系统的基本要求通风机房必须设在地面，并装设两台同等能力的通风机（包括 电动机），一台运行，一台客由。通风机控制设备和辅助设备必须采用与主要设备同等可靠的备 用电源。花制索金必须保证工作风机在发生故障时能自动停车，并能在规 定时间（10 minj内自动启动刽用通风机和并、闭相应的血门。电气控制系统应能保证反风设施在规定时间（10 min）内改变巷 道中风流的方向。自动控制系统应能对通风机必须装设的水柱计、电流表、电压 表、功率表、轴承、温度一计等仪表进行监视和报警，并能监 控通风机和电动机的轴承润滑系统，保证通风设备的正常运行;寸短路及电动机过负荷、误启动、电网电压的较大波动等故障 能进行自动保护，并有通风机运行、停车、故障等指示信号。采用同步电动机拖动时，应有失步保护和励磁线路开路保护。专业资料第五节矿井通风机的电气控制系统二、同步电动机的启动过程运行中的同步电动机是在气隙合成磁场和转子磁场的 作用下产生电磁转矩，使转子以同步转速运转。但是同 舞得O睥做专转辞Iff蠹勺勰韩端 不能跟储气隙磁场转动，所以同步电动机不能自行启动 同步电动机常采用异步启动法，即先使转子像异步电 动机一样旋转起来，当转子速度接近同步转速时，再投 人励磁电流，建立转子磁场，产生电磁转矩将转子牵入 网左转速箕为曲 襄在同步电动机转子上嵌装闭盒购筐 型绕见 其结构及作用与异少电动机夹似。笼型绕组修 用于启动外，在电动机正常运行过程中，当转子偏离同 批转速脏，转子笼条将产生电磁转矩阻止速度变化，故 称阻尼绕组。专业资料第五节矿井通风机的电气控制系统同步电动机的启动电路 如图212所示。图中的 降压启动设备是为降低异 步启动时过大的启动电流 而设置，与异步电动机降 压启动相同，可以是电抗 器或自耦变压器。在电网 容量允许的条件下，应优 先选用全压启动。专业资料第五节矿井通风机的电气控制系统同步电动机在异步启动过程中，为防止励磁绕组感应出 较高的电势和产生单轴效应，要在励磁绕组中接入附加电 阻R”由于励磁绕组匝数较多，在电动机启动时，气隙旋 转磁场以很高的速度切割转子励磁绕组导体，而在励磁绕 组中产生很高的感应电动势。若励磁绕组开路，较高的感 应电势可能击穿绕组绝缘；如果将励磁绕组短路，在气隙 旋转磁场作用下，将会在励磁绕组中感应流过单相脉动电 流，如同异步绕线式电动机一相断线，转子将会在半同步 转速下稳定运行而不再升速，形成所谓的单轴效应。因此,在励磁绕组通入电流后，不能被牵入同步。所以，励磁 绕组在异步启动时，必须接入适当的附加电阻R”以避免 较高的感应电势和消除单轴效应。理论和实践证明，Rd的