畢業(yè)論文答辯

1、專業(yè)：機(jī)電一體化年級(jí)：機(jī)電一體化1101班姓名：指導(dǎo)教師：2YOUR LOGO前前 言言Page 2 安全生產(chǎn)是保障煤礦行業(yè)持續(xù)快速法陣的頭等大事，在我國(guó)煤礦多為井下開(kāi)采，作業(yè)環(huán)境惡劣，并伴有瓦斯突出、瓦斯爆炸以及水災(zāi)水患、礦山壓力等自然災(zāi)害，大小事故時(shí)有發(fā)生。煤礦井下電氣設(shè)備的使用存在很多的安全隱患，其中最為嚴(yán)重的是電氣設(shè)備的保護(hù)功能不能發(fā)揮作用，因此井下防爆變頻器的應(yīng)用至關(guān)重要，防爆變頻器適用于含有易燃性氣體的煤礦井下，應(yīng)用于大型提升機(jī)，皮帶運(yùn)輸機(jī)鞥設(shè)備，具有顯著的節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。31.2型式1.1概述二、電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明二、電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1系統(tǒng)組成目目 錄錄 Conte

2、ntsContentsPage 3一一.設(shè)計(jì)方案介紹設(shè)計(jì)方案介紹42.4硬件連接圖2.3變頻器原理圖2.5調(diào)速原理2.6變頻器物理構(gòu)成目目 錄錄 ContentsContentsPage 42.2原理圖概況52.8保護(hù)部分目目 錄錄 ContentsContentsPage 52.7技術(shù)特點(diǎn)6一、設(shè)計(jì)方案介紹一、設(shè)計(jì)方案介紹7Page 7 BPJ7系列礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器是一種集真空磁力起動(dòng)器、數(shù)字式變頻調(diào)速裝置及相關(guān)的散熱技術(shù)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品。該產(chǎn)品適用于交流50Hz、額定電壓660V的異步電動(dòng)機(jī)重負(fù)荷軟起動(dòng)、軟停車(chē)和運(yùn)行過(guò)程控制，具有起動(dòng)電流小、起動(dòng)速度平穩(wěn)、起動(dòng)性能可靠、對(duì)

3、電網(wǎng)沖擊小等優(yōu)點(diǎn)，其起動(dòng)曲線有“S”型和線性二種。該曲線可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)整，從而減少起動(dòng)時(shí)對(duì)設(shè)備的動(dòng)張力。此外，變頻器具有在線控制功能，可根據(jù)電機(jī)的負(fù)荷變化，調(diào)整電機(jī)工作電源電壓和頻率，從而達(dá)到所需轉(zhuǎn)矩。具有明顯的節(jié)能效應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。隨著煤礦自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器正以其節(jié)能、高效、安全、可靠的特點(diǎn)，逐漸成為今后煤礦電機(jī)設(shè)備調(diào)速控制的發(fā)展方向，并得以廣泛的應(yīng)用。8Page 8n防爆型式：防爆型式：隔爆兼本質(zhì)安全型ExdibI。恒轉(zhuǎn)矩型的變頻器分連續(xù)工作制和短期工作制，由用戶根據(jù)控制對(duì)象調(diào)整、選擇。變頻器n控制型式：控制型式：恒轉(zhuǎn)矩型、變轉(zhuǎn)矩型、四象限矢量控制型。連續(xù)工作方式時(shí)

4、，變頻控制器在線工作；短期工作方式時(shí)，變頻僅在起動(dòng)和停止時(shí)工作。n低頻啟動(dòng)：低頻啟動(dòng)：自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，重載起動(dòng)時(shí)低速滿轉(zhuǎn)矩，150%額定轉(zhuǎn)矩。9二、電控系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明二、電控系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明Page 9BPJ3系列礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器102.1、系統(tǒng)組成 根據(jù)用戶對(duì)井下絞車(chē)交流變頻電控系統(tǒng)技術(shù)要求，本系統(tǒng)由調(diào)速、控制、保護(hù)及通訊等四大部分組成。操作臺(tái)變頻器觸摸屏變頻絞車(chē)電控箱盤(pán)型閘液壓泵站潤(rùn)滑泵站深度指示器信號(hào)軸編碼器112.2、原理圖概況、原理圖概況Page 11單擊添加段落文字12Page 122.3變頻器原理圖變頻器原理圖132.4硬件連接圖硬件連接圖14頻調(diào)速是電機(jī)調(diào)速的主要技術(shù)。交

5、流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的表達(dá)式為： n= 60f（1-s）/p其中：f定子供電電源的頻率 p電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù) s電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率。由上式可知，當(dāng)平滑地改變f時(shí)，n也可得到平穩(wěn)的改變。所以，變頻調(diào)速技術(shù)的關(guān)鍵是如何獲得頻率可變的大功率供電電源。Page 142.5、調(diào)速原理152.6、變頻器變頻器物理構(gòu)成物理構(gòu)成核心部件集成模塊綜合裝置輸入電抗集成大模塊，660V電壓用IGBT耐壓1700V，電流600A；輸入加電抗器，以改善逆變輸出波形，同時(shí)能抑制對(duì)周?chē)渌O(shè)備的干擾信號(hào) 。EMC是一個(gè)綜合裝置，包括輸入共模濾波器、電抗器、輸出電抗器、正弦濾波器及抗高頻干擾的磁環(huán)等（用戶可根據(jù)實(shí)際需要選擇配置）。Page

6、15核心部件是西門(mén)子工程型矢量控制的四象限變頻器作為整流回饋單元；ABB原裝進(jìn)口的ACS800提升機(jī)專用變頻器作為逆變單元。162.7、技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)特點(diǎn)Page 16自動(dòng)換向變頻技術(shù)先進(jìn)的機(jī)械制動(dòng)應(yīng)用技術(shù)先進(jìn)的矢量控制技術(shù)。變頻器具有許多診斷和保護(hù)功能先進(jìn)的IGBT功率模塊，功率損耗小。具有PROFIBUS-DP通訊接口，便于和PLC及上位機(jī)通訊組網(wǎng)；技術(shù)特點(diǎn)17Page 17s矢量控制技術(shù)將直流控制中的雙閉環(huán)（速度環(huán)、電流環(huán)）調(diào)節(jié)控制通過(guò)一系列矢量變換后用于交流三相電機(jī)的控制，使交流三相異步電機(jī)的調(diào)速性能近似于直流電機(jī)，其調(diào)速精度高，性能好。先進(jìn)的矢量控制技術(shù)。自動(dòng)換向變頻技術(shù)四象限運(yùn)行，

7、當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速制動(dòng)時(shí)，從逆變器返回的再生功率使變頻控制裝置內(nèi)直流母線電壓升高，變頻控制裝置內(nèi)控制芯片發(fā)出指令，使輸入電流相位與電源電壓相位相反將電動(dòng)機(jī)再生能量反饋到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的能量再生制動(dòng)。18Page 18先進(jìn)的機(jī)械制動(dòng)應(yīng)用技術(shù)變頻器具有以下診斷和保護(hù)功能：在絞車(chē)控制系統(tǒng)中要求變頻器在四個(gè)象限運(yùn)行、200%力矩啟動(dòng)、啟動(dòng)次數(shù)頻繁等苛刻條件下工作，變頻器如果在沒(méi)有力矩輸出時(shí)就打開(kāi)抱閘是很危險(xiǎn)的，不符合煤礦提升絞車(chē)安全檢驗(yàn)規(guī)范的要求。ABB的機(jī)械制動(dòng)采用電流互感器檢測(cè)輸出電流，進(jìn)行向量分解以檢測(cè)電機(jī)定子磁場(chǎng)位置，經(jīng)計(jì)算反饋給控制處理器CPU，經(jīng)CPU運(yùn)算后并通過(guò)專用ASIC電路發(fā)出控制信號(hào)

8、，觸發(fā)門(mén)極驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制IGBT橋的PWM調(diào)制電壓、頻率的。整個(gè)過(guò)程在極短時(shí)間內(nèi)循環(huán)完成一次。當(dāng)輸出力矩足夠大（大于150%）時(shí)打開(kāi)抱閘，運(yùn)行時(shí)電機(jī)出力將自動(dòng)保持在能夠克服的摩擦力和運(yùn)行的加速度上。 失壓檢測(cè)與脫扣；過(guò)壓檢測(cè)與脫扣；過(guò)流檢測(cè)與脫扣；溫度過(guò)高檢測(cè)與脫扣；外部脫扣信號(hào)檢測(cè)與脫扣；變頻器輸出端短路檢測(cè)與脫扣；接地故障檢測(cè)與脫扣；電動(dòng)機(jī)失速保護(hù)；32條故障信息緩沖區(qū)；32條報(bào)警信息緩沖區(qū)；192.8保護(hù)部分保護(hù)部分安全回路冗余安全回路冗余 根據(jù)JB8516-1997安全回路設(shè)計(jì)應(yīng)為雙線冗余制的規(guī)定，系統(tǒng)采用雙PLC加硬安全回路繼電器真正實(shí)現(xiàn)“雙線制”冗余控制和安全保護(hù)。對(duì)安全回路、恒速超

9、速、減速超速、過(guò)卷等重大故障均采用軟硬件冗余設(shè)計(jì)和多重保護(hù)。 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)重故障時(shí)，PLC程序中的安全回路被斷開(kāi)，作用于安全繼電器并執(zhí)行二級(jí)制動(dòng)或緊急制動(dòng)（一級(jí)制動(dòng)）。 絞車(chē)位置的行程和速度檢測(cè)絞車(chē)位置的行程和速度檢測(cè) 系統(tǒng)滿足行程和速度檢測(cè)范圍，檢測(cè)精度不低于0.05m，并具有下列顯示形式： 數(shù)字式顯示表顯示。 人機(jī)界面數(shù)字、模擬圖形（如棒圖、狀態(tài)圖）顯示。 自動(dòng)減速功能自動(dòng)減速功能 系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)送減速控制信號(hào)，并伴有聲光信號(hào)，使絞車(chē)同時(shí)自動(dòng)投入減速運(yùn)行。這種聲光信號(hào)應(yīng)有別于故障狀態(tài)時(shí)的聲光報(bào)警信號(hào)的。20 自動(dòng)控制速度設(shè)置自動(dòng)控制速度設(shè)置 自動(dòng)控制設(shè)置三種速度：下放人車(chē)和超長(zhǎng)、超寬、超高、超

10、重等物體時(shí)速度不超過(guò)1.7m/s；下放火藥和其它爆炸物品時(shí)，下放速度不超過(guò)1m/s；正常的提放物料時(shí)，絞車(chē)運(yùn)行速度不超過(guò)3.15m/s。 加速度選擇功能加速度選擇功能 系統(tǒng)有兩種加速度可供選擇，因此在提人和提物時(shí)就有兩種最高速度可供選擇，如提物3米/秒則提人可設(shè)成2.5米/秒。 正常提升物料必須與提升人員（或“四超設(shè)備”）分開(kāi)，后者設(shè)置專用檔位。 故障狀態(tài)記憶功能故障狀態(tài)記憶功能 安全制動(dòng)（二級(jí)制動(dòng)）或緊急制動(dòng)（一級(jí)制動(dòng)）停車(chē)時(shí)，在人機(jī)界面上能記憶并顯示故障時(shí)絞車(chē)的位置和速度及故障發(fā)生的原因。 斷電記憶功能斷電記憶功能 系統(tǒng)斷電時(shí)，之前的設(shè)置參數(shù)和絞車(chē)的位置、狀態(tài)等能被存儲(chǔ)，以至于恢復(fù)供電時(shí)，

11、所存儲(chǔ)的內(nèi)容能被自動(dòng)恢復(fù)。 開(kāi)車(chē)方式選擇功能開(kāi)車(chē)方式選擇功能 絞車(chē)能分別在提礦、正常、檢修方式下運(yùn)行。 a) 提礦方式。重載運(yùn)行模式，該模式下系統(tǒng)運(yùn)行最大速度為100%額定速度，絞車(chē)運(yùn)行至特殊路段時(shí)，顯示屏?xí)M(jìn)行提示加、減速操作。 b) 正常方式。輕載運(yùn)行模式，該模式下系統(tǒng)運(yùn)行最大速度為50%額定速度，絞車(chē)運(yùn)行至特殊路段時(shí)，顯示屏?xí)M(jìn)行提示加、減速操作。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)默認(rèn)位置為正常位置。 c) 檢修方式。該模式下系統(tǒng)低速運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)輔助設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)。21 工作方式選擇工作方式選擇 絞車(chē)提供三種運(yùn)行方式：應(yīng)急方式、正常模式、自檢模式。 當(dāng)絞車(chē)系統(tǒng)出現(xiàn)輕故障時(shí)，切換至應(yīng)急方式，進(jìn)行應(yīng)急運(yùn)行。 絞車(chē)系統(tǒng)故障修復(fù)后或長(zhǎng)時(shí)間未使用時(shí)，切換至自檢模式，檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)。 系統(tǒng)默認(rèn)運(yùn)行方式為正常模式，故障修復(fù)或檢修結(jié)束后，切換至正常位置。 旁路選擇旁路選擇 絞車(chē)出現(xiàn)