礦井提升機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)研究 2

1、目錄第1章 緒論1.1國內(nèi)外礦井提升機發(fā)展現(xiàn)狀.31.1.1我國礦井提升機電氣控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀.31.1.2國外提升機電氣控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀. .31.2課題研究的目的和意義.41.3本論文承擔的任務.51.4小結(jié).6第2章 礦井提升機調(diào)速控制系統(tǒng)分析2.1引言.62.2提升機工作原理及機械結(jié)構(gòu).62.3提升機調(diào)速控制方式及調(diào)速性能分析.72.3.1提升機直流調(diào)速性能分析.72.3.2提升機交流調(diào)速性能分析.82.4提升機調(diào)速控制方案分析.92.4.1傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速系統(tǒng).102.4.2模糊控制調(diào)速系統(tǒng).112.4.3直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng).122.4.4矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)2.5小結(jié).13第3章

2、提升機調(diào)速控制系統(tǒng)硬件實現(xiàn)3.1引言.143.2提升機電控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu).143.3提升機電控系統(tǒng)變頻器選擇.153.4變頻控制部分設(shè)計.163.4.1變頻調(diào)速主系統(tǒng)設(shè)計.163.4.2變頻器外部電路設(shè)計.183.5 PLC控制部分設(shè)計. 213.5.1基本控制功能.213.5.2位置檢測電路.233.6硬件調(diào)速控制系統(tǒng)保護措施.253.7小結(jié).28第4章 提升機調(diào)速控制系統(tǒng)軟件實現(xiàn)4.1引言.284.2礦井提升機中S型速度曲線建模及實現(xiàn).284.2.1速度曲線的選擇及給定方法.284.2.2提升機理想S形速度曲線數(shù)學模型.304.2.3理想速度曲線的實現(xiàn).334.3調(diào)速控制系統(tǒng)軟件流程.354

3、.4小結(jié).37第5章 全文總結(jié)參考文獻.39第1章 緒論1.1國內(nèi)外礦井提升機發(fā)展現(xiàn)狀礦井提升機對安全性、可靠性和調(diào)速性能的特殊要求，使得提升機電控系統(tǒng)的技術(shù)水平在一定程度上代表一個廠或國家的傳動控制技術(shù)水平，因此世界各大公司紛紛將新的、成熟的技術(shù)應用于提升機電控系統(tǒng)1。下面就國內(nèi)外礦井提升機電控系統(tǒng)情況作一介紹。1.1.1我國礦井提升機電氣控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀在煤礦生產(chǎn)中，礦井提升機起著非常重要的作用，它是礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。提升機電控裝置的技術(shù)性能，既直接影響礦山生產(chǎn)的效率及安全，又代表著礦井提升機發(fā)展的整體水平。目前，礦井提升我國機90%以上是采用單機容量在1000KW以下傳統(tǒng)的交流異步電機拖

4、動，采用轉(zhuǎn)子串、切電阻調(diào)速，由繼電器接觸器構(gòu)成邏輯控制裝置。其中多半為電動機發(fā)電機組(F-D機組)供電，采用晶閘管整流傳動(SCR-D)的只占一部分。傳統(tǒng)交流拖動系統(tǒng)的顯著缺點是：調(diào)速性能差，調(diào)速時能量要大量消耗在電阻上，給定方式落后，控制精度低，安全保護和監(jiān)測環(huán)節(jié)不完善，安全可靠性差，維護工作量大，而且運行不經(jīng)濟。由于異步電動機在低速運行時特性曲線軟，在次同步狀態(tài)下無法產(chǎn)生有效的制動力矩，因而難于準確地控制提升機的停車位置。目前多采取動力制動或低頻拖動加制動的方式來完成減速、爬行和停車。目前在用的動力制動及低頻電源大多數(shù)為采用模擬技術(shù)控制的晶閘管裝置，仍存在調(diào)試困難、維護量大的問題。傳統(tǒng)交流

5、電控系統(tǒng)可靠性差的另一原因是安全保護、閉鎖及監(jiān)測系統(tǒng)不完善，均為單線系統(tǒng)，且與控制系統(tǒng)相混聯(lián)，多數(shù)共用一套線路，互相影響。1986年以來，針對制約提升安全的主要環(huán)節(jié)，陸續(xù)增設(shè)了深度指示器、自動減速、限速等安全監(jiān)測及后備保護功能，初步實現(xiàn)了對提升容器的定點位置監(jiān)測及幾項重要安全保護的雙線制，使提升安全狀況有所改善。在實施提升機電氣控制系統(tǒng)技術(shù)改造時，即要有超前一步的意識緊盯國際先進水平，也要考慮我國國情，依靠自己的力量，加強與先進國家的合作，采取引進、消化吸收、合作生產(chǎn)、聯(lián)合改造等多種形式，實現(xiàn)符合中國國情的煤礦提升機電控系統(tǒng)現(xiàn)代化。1.1.2國外提升機電氣控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀國外從70年代開始，隨著

6、微機技術(shù)的發(fā)展，微機控制技術(shù)己逐步應用于礦井提升機中。目前，國外己達到相當成熟的階段，使整個拖動控制產(chǎn)生一次變革。其應用主要體現(xiàn)在以下幾方面:（1）提升工藝過程微機控制在交流變頻裝置中，提升工藝過程大都采用微機控制。由于微機功能強，使用靈活，運算速度快，監(jiān)視顯示易于實現(xiàn)，并具有診斷功能，這是采用模擬控制無法實現(xiàn)的。（2）提升行程控制提升機的控制從本質(zhì)上說是一個位置控制，要保證提升容器在預定地點準確停車，要求準確度高，目前的控制誤差小于2cm。采用微機控制，可通過采集各種傳感信號，如轉(zhuǎn)角脈沖變換、鋼絲繩打滑、滾筒及鋼絲繩磨損等。將信號進行處理，可計算出容器準確的位置而施以控制和保護。在箕斗提升時

7、可實現(xiàn)無爬行提升，大大提高了提升能力。如SIEMENS,ABB,AEG等公司己采用32位微機來構(gòu)成行程給定器。除此之外還提供性能不盡相同的機械行程控制器。一般過程控制用微機作監(jiān)視，行程控制也采用單獨微機完成，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。（3）提升過程監(jiān)視由于近代提升機控制系統(tǒng)的設(shè)計特別強調(diào)安全可靠性，所以提升過程監(jiān)視與安全回路一樣，是現(xiàn)代提升機控制的重要環(huán)節(jié)。提升過程采用微機主要完成如下參數(shù)的監(jiān)視：a、提升過程中各工況參數(shù)(如速度、電流)監(jiān)視；b、各主要設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視；c、各傳感器(如井筒同步校正開關(guān)、停車開關(guān))信號的監(jiān)視。使各種故障在出現(xiàn)之前就得以處理，防止事故的發(fā)生，并對各被監(jiān)視參數(shù)進行存儲

8、、保留或打印輸出。甚至與上位機聯(lián)網(wǎng)，應用于礦井監(jiān)測系統(tǒng)中。(4)安全回路安全回路是指提升機在出現(xiàn)機械、電氣故障時控制提升機進入安全保護狀態(tài)，此環(huán)節(jié)極為重要。為確保人員和設(shè)備的安全，對不同故障一般采用不同的處理方法。安全回路是保護的最后環(huán)節(jié)之一，現(xiàn)在大多公司都采用兩臺PLC構(gòu)成安全回路，使安全回路具有完善的故障監(jiān)視功能，無論是提升機還是安全回路本身出現(xiàn)故障時都能準確地實施安全制動。（5）全數(shù)字化系統(tǒng)調(diào)速控制德國AEG公司的Logidyn D(32位機)、西門子公司的Siemadyn D(16位機)以及ABB公司的DCR(16位機)系統(tǒng)都己應用于提升機上。全數(shù)字化系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)單一、參數(shù)穩(wěn)定且調(diào)

9、整方便、可方便地與上位機聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點。當然此類系統(tǒng)要求維護人員有更高的技術(shù)水平和計算機知識。1.2課題研究的目的和意義礦井提升機是煤礦，有色金屬礦生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備。提升機的安全、可靠、有效高速運行，直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟效益。礦井提升系統(tǒng)具有環(huán)節(jié)多、控制復雜、運行速度快、慣性質(zhì)量大、運行特性復雜的特點，且工作狀況經(jīng)常交替轉(zhuǎn)換。雖然礦井提升系統(tǒng)本身有一些安全保護措施，但是由于現(xiàn)場使用環(huán)境條件惡劣，造成了各種機械零件和電氣元件的功能失效，以及操作者的人為過失和對行程監(jiān)測研究的局限性，使得現(xiàn)有保護未能達到預期的效果，致使提升系統(tǒng)的事故至今仍未能消除。一旦提升機的行程失去控制，沒有按照給定速

10、度曲線運行，就會發(fā)生提升機超速、過卷事故，造成楔形罐道、箕斗的損壞，影響礦井正常生產(chǎn)，甚至造成重大人員傷亡，給煤礦生產(chǎn)帶來極大的經(jīng)濟損失。所以提升機調(diào)速控制系統(tǒng)的研究一直是社會各屆人士共同關(guān)注的一個重大課題。電氣控制方式在很大程度上決定了提升機能否實現(xiàn)平穩(wěn)、安全、可靠地起制動運行，避免了嚴重的機械磨損，防止較大的機械沖擊，減少機械部分維修的工作量，延長提升機械的使用壽命。隨著礦井提升系統(tǒng)自動化，改善提統(tǒng)的性能，以及提高提升設(shè)備的提升能力等的要求，對電氣傳動方式提出了更高的要求。對礦井提升機電氣傳動系統(tǒng)的要求是：有良好的調(diào)速性能，調(diào)速精度高，四象限運行，能快速進行正、反轉(zhuǎn)運行，動態(tài)響應速度快，有

11、準確的制動和定位功能，可靠性要求高等。目前，我國地下礦山礦井提升機的電氣傳動系統(tǒng)主要有：對于大型礦井提升機，主要采用晶閘管變流器直流電動機傳動控制系統(tǒng)和同步電動機矢量控制交一交變頻傳動控制系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)大都采用數(shù)字控制方式實現(xiàn)控制系統(tǒng)的高自動化運行，效率高，有準確的制動和定位功能，運行可靠性高，但造價昂貴，中小礦井難以承受。對于中、小型提升機，則多采用交流繞線式電動機轉(zhuǎn)子切換電阻調(diào)速的交流電氣傳動系統(tǒng)，即TKD電控系統(tǒng)。這種電氣傳動系統(tǒng)設(shè)備簡單，但屬于有級調(diào)速，提升機在減速和爬行階段的速度控制性能較差，特別在負載變動時很難實現(xiàn)恒加減速控制，經(jīng)常會造成過放或過卷事故。提升機頻繁的啟動和制動工作

12、過程會使轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速產(chǎn)生相當嚴重的能耗，另外轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制電路復雜，接觸器、電阻器、繞線電機電刷等容易損壞，影響生產(chǎn)效益。將變頻調(diào)速技術(shù)應用于礦井提升機是礦井提升機電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展方向。對于現(xiàn)采用TKD電控系統(tǒng)的中小型礦井，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，交一直一交電壓型變頻調(diào)速技術(shù)已開始在礦井提升機改造中應用。變頻器的調(diào)速控制可以實現(xiàn)提升機的恒加速和恒減速控制，消除了轉(zhuǎn)子串電阻造成的能耗，具有十分明顯的節(jié)能效果10。變頻器調(diào)速控制電路簡單，克服了接觸器、電阻器、繞線電機電刷等容易損壞的缺點，降低了故障和事故的發(fā)生。因此，變頻器在提升機調(diào)速系統(tǒng)中的應用具有十分廣闊的前景。本文介紹變頻器在提升機

13、調(diào)速控制系統(tǒng)中的應用。1.3本論文承擔的任務本課題擬解決的關(guān)鍵問題是控制策略研究，提升機是礦山生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，它屬于大轉(zhuǎn)動慣量機-電-液系統(tǒng)，提升機要按所要求的速度圖運行，否則在系統(tǒng)中容易產(chǎn)生大的慣性力，降低機器的壽命，甚至產(chǎn)生脫軌等惡性事故?？刂撇呗匝芯烤褪且ㄟ^電液控實時地、準確地使提升機按給定的速度圖運行，使控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性滿足提升機運行的要求。本論文的研究目標是將可編程控制器（PLC）與變頻器相結(jié)合并應用于礦山實際生產(chǎn)中，對現(xiàn)有的提升機電控系統(tǒng)進行改造設(shè)計，提高精度，在更安全的范圍內(nèi)保證礦山生產(chǎn)的順利進行。設(shè)計中充分考慮到保護系統(tǒng)惡劣的使用環(huán)境，采用控制功能強大的PLC來代替?zhèn)?/p>

14、統(tǒng)的大型交流接觸器，簡化了控制線路，并應用各種現(xiàn)場抗干擾措施，包括采用電抗器、空氣開關(guān)、及RC防浪涌震蕩電路等。尤其在軟件中采用提升機電控系統(tǒng)中斷模塊及故障處理模塊，使超速報警更加科學合理。為了更直觀的顯示提升機的工作狀態(tài)及故障來源，增加了提升機監(jiān)視控制系統(tǒng)，通過顯示器對整個提升系統(tǒng)進行監(jiān)控。本論文承擔的主要任務如下：1提升機電控系統(tǒng)主電路部分結(jié)合煤礦生產(chǎn)實際情況，分析提升機工作過程及工作特點。給出提升系統(tǒng)的整體控制方案；確定基于PLC控制的大功率礦井提升機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)組成。確定各部分所要完成的控制功能，并給出控制電路連接電路圖，分析其功能的實現(xiàn)。并采取一些提高系統(tǒng)安全運行和抗干擾能力的措

15、施。2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計部分可編程控制器PLC有強大的可編程控制功能，它是編程軟件STEP7來完成的。對于復雜的礦山提升機變頻調(diào)速電控系統(tǒng)采用PLC控制，在本文中設(shè)計出程序控制功能流程圖，并給出其它基本控制功能的梯形圖及控制程序編程語言。提升機系統(tǒng)是一個對安全性要求極高的控制單元，所以在軟件設(shè)計部分應有對其系統(tǒng)的故障診斷處理內(nèi)容，在出現(xiàn)故障時應能及時報警或停車。3提升機速度給定方式分析由于礦山生產(chǎn)過程中，提升機所承受的載荷不同、提升的方式及提升行程不同，提升機的牽引力也就不同，應對其進行適當調(diào)節(jié)，提升速度也應能及時進行控制；如不做相應的處理和調(diào)整，系統(tǒng)將在較小的范圍內(nèi)產(chǎn)生極大的累計誤差，導致系統(tǒng)

16、的巨大波動，造成過載或松繩等，甚至導致礦車脫軌或過卷等重大事故，而造成巨大的損失。所以要尋求一種控制方法來提高控制精度。在實際中經(jīng)常采用的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速因其為有級調(diào)速，調(diào)速不連續(xù)，且對電網(wǎng)沖擊大。所以尋求一種理想的速度給定方式極為重要，以求能夠提高電控系統(tǒng)控制性能，改善控制品質(zhì)。4保護及抗干擾措施傳統(tǒng)交流電控系統(tǒng)可靠性差，其安全保護、閉鎖及監(jiān)測系統(tǒng)不完善，均為單線系統(tǒng)，且與控制系統(tǒng)相混聯(lián)，多數(shù)共用一套線路，互相影響。本文針對制約提升安全的主要環(huán)節(jié)設(shè)置減速、超速報警及過載、松繩、過卷等安全保護措施，增加監(jiān)視系統(tǒng)，對提升機的運行狀態(tài)及故障來源進行時時監(jiān)視，使提升安全狀況有所改善。為了保證其安全生產(chǎn)

17、，在系統(tǒng)設(shè)計上應采用隔離、濾波、屏蔽、接地等抗干擾措施。安全回路應具有雙重冗余功能。1.4小結(jié)本章詳細介紹了當前國內(nèi)外提升機調(diào)速控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與應用情況，闡述了本課題研究的目的意義。在此基礎(chǔ)上提出了本文所承擔主要任務和研究的主要內(nèi)容為：提升機電控系統(tǒng)主電路設(shè)計部分、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計部分、提升機速度給定方式分析、保護及抗干擾措施。在完成以上設(shè)計內(nèi)容時，此調(diào)速控制系統(tǒng)才能成為一個有機的整體，才能安全可靠的工作，并達到預期的控制效果。第2章 礦井提升機調(diào)速控制系統(tǒng)分析2.1引言目前，大多數(shù)中、小型礦井采用斜井絞車提升，傳統(tǒng)斜井提升機普遍采用交流繞線式電機串電阻調(diào)速系統(tǒng)，電阻的投切用繼電器交流接觸

18、器控制。這種控制系統(tǒng)由于調(diào)速過程中交流接觸器動作頻繁，設(shè)備運行的時間較長，交流接觸器主觸頭易氧化，引發(fā)設(shè)備故障。另外，提升機在減速和爬行階段的速度控制性能較差，經(jīng)常會造成停車位置不準確；提升機頻繁的起動調(diào)速和制動，在轉(zhuǎn)子外電路所串電阻上產(chǎn)生相當大的功耗，節(jié)能較差；這種交流繞線式電機串電阻調(diào)速系統(tǒng)屬于有級調(diào)速，調(diào)速的平滑性差；低速時機械特性較軟，靜差率較大；起動過程和調(diào)速換擋過程中電流沖擊大；中高速運行震動大，安全性較差。鑒于此有必要對提升機的控制方式及調(diào)速性能做進一步的分析。2.2提升機工作原理及機械結(jié)構(gòu)(1)提升機工作原理: 煤車廂與火車的運貨車廂類似，只不過高度和體積小一些。在井口有一絞車

19、提升機，由電機經(jīng)減速器帶動卷筒旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩在卷筒上纏繞數(shù)周后掛上一列煤車車廂（單提升，多數(shù)煤礦都采用單提升），在電機的驅(qū)動下將裝滿煤的列車從斜井拖上來；卸載完成后，再將空車在電機的拖動下沿斜井放下去。當提升機需要停車時，從操作臺發(fā)出停車指令，從而對卷筒進行抱閘制動。礦井提升的整個過程可以分為五個階段加速階段、等速階段、減速階段、爬行階段、停車抱閘階段。加速階段是提升機從靜止狀態(tài)起動加速到最高速度；等速階段是提升機的主要運行階段，提升機以最高速度穩(wěn)速運行；減速階段是提升機從最高速度減速到爬行速度；爬行階段是箕斗定位和準備安全停車階段。(2) 礦井提升的工作特點:箕斗在一定的距離（井深）內(nèi)，以較高

20、的速度往復運行，完成上升與下降的任務。鑒于在礦井提升機的工作特點，為確保提升機能夠達到高效、安全、可靠地連續(xù)工作，其必須具備良好的機械性能，良好的電氣控制設(shè)備和完善的保護裝置。礦井提升機的基本參數(shù)是：電機功率75kW，卷筒直徑1200mm，減速器減速比24：1，最高運行速度2.5m/s，鋼絲繩長度為400m。斜井提升機的機械傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖21所示：2.3提升機調(diào)速控制方式及調(diào)速性能分析礦井提升機電力拖動部分有兩種調(diào)速控制方式：直流調(diào)速和交流調(diào)速。其各有優(yōu)缺點，下面分別敘述。2.3.1提升機直流調(diào)速性能分析礦井提升機采用直流拖動的調(diào)速系統(tǒng)主要有：G-M系統(tǒng)、V-M系統(tǒng)及直流脈寬調(diào)制（PW

21、M）系統(tǒng)。1、G-M系統(tǒng)（發(fā)電機電動機調(diào)速系統(tǒng)）此系統(tǒng)中，電源是旋轉(zhuǎn)裝置，由旋轉(zhuǎn)電機即直流發(fā)電機供電。通常，直流發(fā)電機由原動機拖動，以某一不可調(diào)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流fi的方向和大小來改變發(fā)電機輸出電壓的極性和大小。原動機一般采用交流感應電動機或交流同步電動機，使直流電源以電機機組的形式構(gòu)成。這種直流調(diào)速系統(tǒng)稱“發(fā)電機電動機系統(tǒng)”簡稱“G-M系統(tǒng)”（Ggenerator,發(fā)電機；Mmotor電動機）。這種調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)備多、體積大、費用高、效率低、安裝需打地基、運行有噪聲、維護不方便。2、V-M系統(tǒng)（晶閘管電動機調(diào)速系統(tǒng)）此系統(tǒng)中，電源是靜止裝置，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)器GT的控制電壓來移動

22、觸發(fā)脈沖的相位，而改變晶閘管可控整流器的控制角，從而改變可控整流器輸出電壓的極性和大小，實現(xiàn)直流電動機M的平滑調(diào)速。這種直流調(diào)速系統(tǒng)稱“晶閘管電動機調(diào)速系統(tǒng)”簡稱“V-M系統(tǒng)”（V晶閘管整流裝置）。與G-M系統(tǒng)相比，此系統(tǒng)在經(jīng)濟性、可靠性及技術(shù)性能上也有較大的優(yōu)勢。其設(shè)備簡單，調(diào)速更快。但此系統(tǒng)只允許電機在I、IV象限運行，不能滿足提升機四象限運行的要求；且低速運行時，產(chǎn)生較大的諧波電流，引起電網(wǎng)電壓小型畸變，形成污染。3、直流脈寬調(diào)制（PWM）系統(tǒng)此系統(tǒng)中，電源是靜止裝置，能過改變晶體管VT的導通及關(guān)斷及通斷比（即脈沖寬度調(diào)制，PWM）來改變輸出電壓的極性和大小。與V-M系統(tǒng)相比，直流PWM

23、調(diào)速系統(tǒng)性能更優(yōu)越：a、低速運行平穩(wěn)，電機損耗及發(fā)熱小b、快速響應性能好，動態(tài)抗干擾能力強。2.3.2提升機交流調(diào)速性能分析礦井提升機調(diào)速系統(tǒng)采用交流異步電動機拖動，其交流異步電動機轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p(1-s)從上式可見，改變供電頻率f、電動機的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可達到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩種。在生產(chǎn)機械上廣泛使用的調(diào)速方法中，不改變同步轉(zhuǎn)速的有：繞線式電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速等。改變同步轉(zhuǎn)速的有：變極對數(shù)調(diào)速，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速，無換向電動機調(diào)速等。一、變極對數(shù)調(diào)速方法這種調(diào)速方法

24、是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機定子極對數(shù)達到調(diào)速目的，特點如下：1、具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好；2、無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；3、接線簡單、控制方便、價格低；4、有級調(diào)速，級差較大，不能獲得平滑調(diào)速；此調(diào)速方法可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。二、變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流直流交流變頻器和交流交流變頻器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交直交變頻器。其特點：1、效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；2、應用范圍廣，可用于籠型異步電動機；3、調(diào)速范圍大，特性

25、硬，精度高；4、技術(shù)復雜，造價高，維護檢修困難。三、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速改變轉(zhuǎn)差率的方法主要有三種：定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速和串級調(diào)速。下面分別介紹。a、定子調(diào)壓調(diào)速方法當改變電動機的定子電壓時，可以得到一組不同的機械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動機難以應用。為了擴大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機，或者在繞線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最

26、佳。調(diào)壓調(diào)速的特點：1、調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實現(xiàn)自動控制；2、調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。3、調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機械。b、轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速方法繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動機的轉(zhuǎn)差率加大，電動機在較低的轉(zhuǎn)速下運行。串入的電阻越大，電動機的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上，屬有級調(diào)速，機械特性較軟。c、串級調(diào)速串級調(diào)速是指繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機的轉(zhuǎn)差，達到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢所吸收，再利用裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換為其它能量加以利用。根

27、據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級調(diào)速可分為電機串級調(diào)速、機械串級調(diào)速及晶閘管串級調(diào)速形式。應用中多采用晶閘管串級調(diào)速，其特點為：1、可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機械上，效率較高；2、裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資小，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速7090的生產(chǎn)機械上；3、調(diào)速裝置故障時可以切換至全速運行，避免停產(chǎn)；4、晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。綜上所述，直流調(diào)速的電樞和勵磁是分開的，能夠精確控制；且直流調(diào)速轉(zhuǎn)矩速率特性好并能在大范圍內(nèi)平滑地調(diào)速，因此在礦井提升系統(tǒng)中得到廣泛應用。電刷是直流電動機的一個重要部件，但在實際應用中，電刷磨損嚴重，且在負載工作條件下，出現(xiàn)打火現(xiàn)象，甚

28、至形成環(huán)火，極易造成電樞兩極短路，危及整個系統(tǒng)的安全。但交流電機不存在電刷損壞的問題，因此也得到廣泛應用，但交流調(diào)速性能離直流電機優(yōu)越的調(diào)速性能還有差距。隨著電子科技技術(shù)的發(fā)展，運用現(xiàn)代控制理論，將直流調(diào)速原理應用于交流調(diào)速控制系統(tǒng)中，使交流調(diào)速在很大程度上得到發(fā)展。2.4提升機調(diào)速控制方案分析為了使提升機調(diào)速控制系統(tǒng)能取得良好的控制性能，不同類型的負載應根據(jù)具體要求選擇不同的控制方案，控制方式是決定提升機使用性能的關(guān)鍵所在。目前在實際生產(chǎn)中得到應用的很多，其中有高精度的還有一般性能的，種類五花八門，價格也高低相差懸殊。所以在選用調(diào)速控制系統(tǒng)時要按負載的特性要求，并結(jié)合礦井的生產(chǎn)規(guī)模，以達到經(jīng)

29、濟、實用為準。常用的控制方式主要有：轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、模糊控制、直接轉(zhuǎn)矩等。2.4.1傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的主電路結(jié)構(gòu)如圖22所示圖22轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速圖在加速過程中，交流接觸器KM1,KM2,KM3,KM4逐級吸合，轉(zhuǎn)子回路電阻依次減小，以保證加速力矩的平均值不變。如果要求提升機低速運行，則需在轉(zhuǎn)子回路串較大電阻。為了解決減速段的負力要求，通常采用動力制動方案，即將定子側(cè)的高壓電源切除，施加直流電壓，或在定子繞組上施加低頻電源，讓電動機工作在發(fā)電狀態(tài)。這種拖動方案存在的問題是：1）開環(huán)有級調(diào)速，加速度難以準確控制，調(diào)速精度差；2)觸點控制，大量使用大容量開關(guān)，系統(tǒng)

30、維護工作量大，可靠性差；3)運行效率低，在低速時大部分功率都消耗在電阻上；4)電機的機械特性偏軟，一般電阻上消耗的功率約為電動機輸出功率的2030%。雖然這種調(diào)速方案技術(shù)性能差，且運行效率低，但控制方式簡單、初期設(shè)備投資小，許多中小礦井的提升機仍采用這種調(diào)速方案。2.4.2模糊控制調(diào)速系統(tǒng)一、模糊控制的基本思想模糊控制（Fuxxy Control）的基本思想是把人類專家對特定的被控對象或過程的控制策略總結(jié)成一系列以“IF（條件）THEN（作用）”表達式形式表示的控制規(guī)則，通過模糊推理處理得到控制作用集，作用于被控對象或過程控制，作用集為一組條件語句，狀態(tài)條件和控制作用均為一組被量化了的模糊語言

31、集，如“正大”、“負大”、“高”、“低”、“正常”等。一般的模糊算法包括以下五個步驟：A、定義模糊子集，建立模糊控制規(guī)則；B、由基本論域轉(zhuǎn)化為模糊集合論域；C、模糊關(guān)系矩陣運算；D、模糊推理合成，求出控制輸出模糊子集；E、進行逆模糊運算、模糊判決，得到精確控制量；二、提升機模糊控制系統(tǒng)原理圖在對提升機的轉(zhuǎn)速控制中，采用二維的輸入變量即使用誤差和誤差的變化率。實現(xiàn)模糊控制的原理框圖如圖23所示：PLC通過采樣獲取被控量的精確值，然后將此量與給定值進行比較得到誤差信號e、誤差變化率de/dt，把誤差信號和誤差變化率的精確量模糊化變成模糊量E、Ec再經(jīng)過模糊推理得到模糊控制量U，進行解模糊處理得到控

32、制信號u，送入變頻器從而對被控對象實施控制。與傳統(tǒng)控制方式相比，模糊控制是一種非線性的控制方法，工作范圍寬，適用范圍廣，特別適合于非線性系統(tǒng)的控制。但信息簡單的模糊處理導致系統(tǒng)的控制精度降低和動態(tài)品質(zhì)變差，若要提高精度，則必然增加量化級數(shù)，從而導致規(guī)則搜索范圍擴大，降低決策速度，甚至不能實時控制。2.4.3直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授首次提出了直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control，簡稱DTC)變頻技術(shù)。直接轉(zhuǎn)矩控制也稱之為“直接自控制”，這種“直接自控制”的思想是以轉(zhuǎn)矩為中心來進行磁鏈、轉(zhuǎn)矩的綜合控制。直接轉(zhuǎn)矩控制通過檢測電機定子電壓和

33、電流，借助瞬時空間矢量理論計算電機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)與給定值比較所得差值，實現(xiàn)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接控制。直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖24所示直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的控制效果取決于轉(zhuǎn)矩的實際狀況，所以它的控制結(jié)構(gòu)簡單、控制信號處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應迅速且無超調(diào)，是一種具有高靜、動態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。但是目前直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在理論上尚不成熟、不夠完善，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的固有缺陷，一直阻礙著DTC系統(tǒng)的進一步發(fā)展。所面臨的主要問題是：低速性能不盡人意，轉(zhuǎn)矩脈動比較嚴重。目前關(guān)于DTC系統(tǒng)無速度傳感器技術(shù)的研究尚不多見，還需要開展大量的工作。在實際應用中還有一些非智能控制方式在變頻器的控制中得

34、以實現(xiàn)，例如自適應控制、最優(yōu)控制、差頻控制、環(huán)流控制、頻率控制等。智能控制方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、最優(yōu)控制、專家系統(tǒng)、學習控制等。由于調(diào)速系統(tǒng)是在公眾場合下應用的一種需要高質(zhì)量、高精度和高可靠性的系統(tǒng)，尤其用在礦井提升機這樣要求安全系數(shù)高的場所，更要保證其系統(tǒng)的安全可靠運行。2.4.4矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)矢量控制的基本思路是以產(chǎn)生相同的旋轉(zhuǎn)磁動勢為準則，將異步電動機在靜止三相坐標系上的定子交流電流通過坐標變換等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的直流電流并分別加以控制，從而實現(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，以達到直流電機的控制效果。三相異步電動機定子三相繞組嵌在定子鐵芯槽中，在空間上互差120o電角度，當在定子三相

35、繞組上加三相交流電時，異步電動機在空間上產(chǎn)生的是旋轉(zhuǎn)磁場，根據(jù)直流電動機的電樞電流與磁場垂直，將異步電動機物理模型等效變換為M、T坐標下的兩相繞組模型，如圖2-5所示。該模型有兩個垂直的繞組：M繞組和T繞組，且以角速度1在空間上旋轉(zhuǎn)。M、T繞組分別通以直流電流mi、ti。mi沿M繞組軸線方向產(chǎn)生磁勢，ti沿T繞組軸線方向產(chǎn)生磁勢。mi與ti相互垂直，而且分別可調(diào)、可控，當mi保持恒定不變，控制ti即可很方便地控制電動機的轉(zhuǎn)矩。由異步電動機兩相繞組模型可得出矢量變換控制的思路是：把異步電動機的三相繞組等效為在空間上互相垂直的兩個靜止的、繞組，三相繞組的電流和兩相、繞組電流有固有的變換關(guān)系。再經(jīng)過

36、旋轉(zhuǎn)坐標變換，將兩相靜止、繞組電流，等效變換為磁場方向與M軸、T軸方向一致的同步旋轉(zhuǎn)兩相M、T繞組電流。這樣，通過控制M軸，T軸兩個方向的電流大小來等效地控制三相電流Ai、Bi、Ci的瞬時值，從而調(diào)節(jié)電機的磁場與轉(zhuǎn)矩以達到調(diào)速的目的。矢量控制，具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量Mi（勵磁電流）和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量Ti（轉(zhuǎn)矩電流）分別加以控制，同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式為矢量控制方式。矢量控制又分為無速度傳感器的矢量控制和有速度傳感器的矢量控制。無速度傳感器的矢量控制如圖26所示：如果在生產(chǎn)要求不是十分高的情形下，采用無速度傳感器的

37、矢量控制變頻調(diào)速是非常合適的，其控制結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。帶速度傳感器的矢量控制如圖27所示：帶速度傳感器的矢量控制變頻調(diào)速是一種比較理想的變頻調(diào)速控制方式。主要優(yōu)點包括：（1）可以從零轉(zhuǎn)速起進行速度控制，即在低轉(zhuǎn)速下亦能可靠運行，調(diào)速范圍很寬廣，可達100:1或1000:1；(2)可以對轉(zhuǎn)矩實行精確控制；(3)系統(tǒng)的動態(tài)響應速度快；(4)電動機的加速度特性好。2.5小結(jié)本章結(jié)合煤礦生產(chǎn)實際情況，分析提升機工作過程及工作特點；并給出提升機機械傳動結(jié)構(gòu)圖，使提升機的工作原理更加清晰。傳統(tǒng)提升機電控系統(tǒng)是古老的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，存在很多的安全隱患，急需改進。改進后的電控系統(tǒng)采用什么控制方案更加合理，采

38、用交流還是直流調(diào)速，到底哪種調(diào)速方法調(diào)速性能更好。針對這種種疑問，文中分別對提升機直流調(diào)速和交流調(diào)速的調(diào)速性能進行分析，并就目前存在的幾種高精控制系統(tǒng)進行分析，并與目前技術(shù)已經(jīng)成熟的提升機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)做比較，這些工作對確定提升機控制方案提供了很大幫助。設(shè)計中同時考慮到串電阻調(diào)速系統(tǒng)控制器件多、電路復雜的缺點，所以將可編程控制器應用于控制系統(tǒng)。最后確定提升系統(tǒng)的整體控制方案為：基于PLC控制的大功率礦井提升機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。第3章 提升機調(diào)速控制系統(tǒng)硬件實現(xiàn)3.1引言經(jīng)過分析比較，權(quán)衡各種控制方案的優(yōu)劣，結(jié)合提升機調(diào)速系統(tǒng)屬于恒轉(zhuǎn)矩負載特性，最終選擇PLC與變頻器相結(jié)合的變頻調(diào)速方案，其變

39、頻控制方式為：矢量變頻調(diào)速控制。此方案能夠很好解決傳統(tǒng)交流繞線式電機串電阻調(diào)速系統(tǒng)的缺點，變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來達到電機調(diào)速的目的，無論轉(zhuǎn)速高低，其機械特性基本上與自然機械特性平行，能夠滿足提升機特殊工作環(huán)境的要求且有著明顯的節(jié)電效果；采用PLC對提升系統(tǒng)進行保護和監(jiān)控，使系統(tǒng)更加安全可靠。變頻調(diào)速系統(tǒng)將是提升機電控系統(tǒng)的發(fā)展方向。3.2提升機電控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)基于PLC控制的大功率礦井提升機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由動力裝置、液壓站、變頻器、操作臺和控制監(jiān)視系統(tǒng)組成，系統(tǒng)框圖如圖31所示。各部分功能如下：動力裝置：包括主電機、減速器、卷筒、制動器和底座，完成人、物、料的運輸任務。主電機通過減

40、速器向卷筒提供牽引所需的動力；液壓站：為提升機提供制動力，停車時先通過液壓站給卷筒施加機械制動力，再取消直流制動力；提升機起動時，先對電機施加直流制動，再松開機械抱閘，防止溜車，以保證系統(tǒng)安全可靠地工作。變頻調(diào)速器：是動力裝置的能量供給單元，通過它可將輸入工頻電能轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的電能提供給交流電動機，以達到控制交流電動機轉(zhuǎn)速的目的。操作臺：操作臺設(shè)置兩個手柄，分別用于速度輔助給定及制動力給定。它是整個礦井提升機運輸系統(tǒng)的控制核心，通過它可以設(shè)定系統(tǒng)的工作方式和控制方式，可以發(fā)布系統(tǒng)的各種控制命令，以實現(xiàn)對提升機啟動、加速、平穩(wěn)運行、減速、停車以及緊急制動等各種控制功能。控制監(jiān)視系統(tǒng)：是操作人員

41、和控制系統(tǒng)及運輸系統(tǒng)之間的橋梁，它可以在線監(jiān)測提升機運輸系統(tǒng)的各種工作參數(shù)、工作狀態(tài)、故障參數(shù)和故障狀態(tài)。變頻調(diào)速控制系統(tǒng)工作原理：如圖31，系統(tǒng)內(nèi)部采用矢量控制思想，AC380V三相動力電源由隔爆接線腔R,S,T 3個接線柱接入隔爆主腔內(nèi)，大功率變頻（SB61G110KW）可以將工頻三相交流電經(jīng)過交直變換之后經(jīng)過逆變器，利用設(shè)定的參數(shù)進行逆變，使得輸出為某一相應設(shè)定頻率的交流電，經(jīng)變頻后輸出U,V,W來驅(qū)動電機的運行。變頻器輸出頻率的變化，將導致電動機的輸出轉(zhuǎn)速變化，二者之間的關(guān)系近似線性。這樣，就起到了調(diào)速的作用。在提升過程中，控制提升機運行的主速度給定S形速度曲線由PLC編程產(chǎn)生，經(jīng)過A

42、/D轉(zhuǎn)換，由模擬量輸出口輸出，以驅(qū)動變頻器工作；對變頻器輸出頻率的調(diào)整控制，也可根據(jù)現(xiàn)場的工況需要，由操作臺速度控制手柄以輔助給定的方式進行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器可以檢測主電動機的轉(zhuǎn)速，并將此信號傳送給可編程控制器，PLC通過該信號可以累計計算提升機的行走距離。操作人員通過操作臺向PLC發(fā)送控制提升機運行的控制命令?？刂票O(jiān)視系統(tǒng)通過與PLC的通信，將電動機的所有運行參數(shù)和故障參數(shù)都顯示出來，并對礦車的位置及速度進行時時監(jiān)控。為操作人員分析故障、判斷故障和處理提供依據(jù)。3.3提升機電控系統(tǒng)變頻器選擇本調(diào)速控制系統(tǒng)包括：德國的西門子(Siemens)公司生產(chǎn)的模塊式PLC S7-300和變頻器各一臺。變

43、頻器選用森蘭公司的通用變頻器系列SB61G110KW通用變頻器，功率為110kW。根據(jù)變頻調(diào)速原理，在變頻器的控制輸入回路中接入頻率設(shè)定電路，由PLC輸出的模擬量，即電壓或電流信號來控制變頻器的輸出頻率，實現(xiàn)電機速度控制。本系統(tǒng)中調(diào)速采用PLC+D/A模塊配合變頻器進行，通過PLC輸出電壓信號(010V)來控制變頻器的頻率。此時的變頻器輸出頻率與設(shè)定電壓輸入成正比。為了便于監(jiān)控變頻器的運行狀態(tài)并及時發(fā)現(xiàn)異常，應取出變頻器的異常信號送到PLC的輸入模塊，以作為變頻器的事故報警信號及安全制動。為了與變頻調(diào)速系統(tǒng)配合，保證在啟動力矩、低頻轉(zhuǎn)矩、過載能力等方面滿足系統(tǒng)的要求，選用冶金起重專用變頻電動機

44、。變頻電動機的電磁設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和絕緣系統(tǒng)設(shè)計既考慮了對變頻器電源供電和寬范圍變頻調(diào)速的適應能力，又體現(xiàn)了冶金及起重專用三相異步電動機過載能力大、機械強度高的特點。與變頻調(diào)速良好的起、制動功能相結(jié)合，特別適用于采用變頻調(diào)速，短時間或斷續(xù)周期運行、頻繁啟動和制動的場合，既能保證電動機在高頻時的過載能力，又能在低頻時保持恒轉(zhuǎn)矩輸出。3.4變頻控制部分設(shè)計3.4.1變頻調(diào)速主系統(tǒng)設(shè)計變頻調(diào)速單元采用森蘭SB61系列SB61G110KW通用變頻器，其變頻調(diào)速系統(tǒng)主電路如圖32所示。與標準的電壓頻率控制裝置相比較，在速度參數(shù)和負載轉(zhuǎn)矩都改變的情況下，VVCPLus的動態(tài)和穩(wěn)定性較優(yōu)越，可實現(xiàn)一個全數(shù)字化

45、的保護，即使在最惡劣的操作條件下，也可確?？煽窟\行。SB61G110KW具有國際領(lǐng)先的無速度傳感器矢量控制技術(shù)和擬超導技術(shù)，使電機低速時機械特性變硬。同時具有短路、接地和過載保護功能。調(diào)速控制系統(tǒng)主電路主要部件的功能和原理：空氣斷路器：過流過載保護；交流接觸器：切斷電源和啟動；交流電抗器La：降低諧波，抑制浪涌電壓，改善功率因數(shù)；噪聲濾波LB：減小無線電干擾；電抗器LA：減小干擾和振動；熱繼電器FR：斷相保護，過載保護；1提升電動機選擇一般電動機的額定電流可以用如下公式計算，即： 根據(jù)上述公式對一般三相交流異步電功機的額定電流計算得出：異步電動機的額定電流與電動機額定功率的關(guān)系為：如果U380

46、V，電流大約為1kW是2A。因此在選擇電動機的保護元件時可以用1kw2A來估算電動機的額定電流值，從而達到快速選擇保護元件的目的。本調(diào)速系統(tǒng)所選電動機為：QABP系列三相異步變頻調(diào)速電動機。其技術(shù)數(shù)據(jù)如表31所示：2變頻器的容量選擇在一臺變頻器驅(qū)動一臺電機的情況下，變頻器的容量選擇要保證變頻器的額定電流大于該電動機的額定電流，或者是變頻器所適配的電動機功率大于當前該電動機的功率。另外礦用提升機屬于頻繁起動、加減速運轉(zhuǎn)，其變頻器容量的選定應根據(jù)加速、恒速、減速等各種運行狀態(tài)下的電流值，按下式確定：式中 ：變頻器額定輸出電流(A)； ：各運行狀態(tài)平均電流(A)；：各運行狀態(tài)下的時間；K0：安全系數(shù)

47、(運行頻繁時取1.2，其它條件下為1.1)?？紤]到礦用電機性能上的差異及機械負載的波動，變頻器容量取電動機容量的1.4倍，本系統(tǒng)中所需電動機的軸上功率為75KW，按1.4倍容量就選擇105KW以上變頻器。3變頻器的選擇絞車升降的運轉(zhuǎn)具有較大慣性，四象限運行的特點，與其他傳動機械相比對變頻器有著更為苛刻的安全和性能上的要求，SB61G系列通用變頻器是專為起重類負載而設(shè)計的專用變頻器，該系列產(chǎn)品采用了最優(yōu)的電機控制方法矢量控制技術(shù)，它可以對所有交流電動機的核心變量進行控制，并把定子磁通、轉(zhuǎn)矩作為主要控制變量。其對負載的變化和瞬時掉電，能做出迅速響應；開環(huán)控制精度可以達到閉環(huán)矢量控制的精度（誤差0.

48、1%0.5%），開環(huán)轉(zhuǎn)矩階躍上升時間小于5 ms，起動轉(zhuǎn)矩可達200%，并具有有效的磁通制動來提供最大可能的制動力矩。尤其它還提供了絞車應用宏程序，可以實現(xiàn)絞車過載保護、過卷保護、超速保護和各種故障監(jiān)控及報警，模塊化功能可方便實現(xiàn)施工現(xiàn)場多臺絞車同步控制，確保使用時安全快速運行、故障處理容易、維護簡單。根據(jù)變頻器所需容量，查變頻器型號規(guī)格：選擇森蘭SB61G110KW通用型變頻器。其標稱參數(shù)如表32所示：表32森蘭SB61G110KW通用型變頻器的參數(shù)3.4.2變頻器外部電路設(shè)計 變頻器可以輸出頻率可調(diào)的交流電源，另外在變頻器的外圍加設(shè)有聲光報警輸出口及制動單元，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器故障報警器和安全

49、制動，更有效的對控制系統(tǒng)進行安全保護，外部電路連接如圖33所示。1 聲光報警回路(1)、變頻器報警輸出的動斷（常閉）觸點“30B-30C”串聯(lián)在KM1的線圈電路內(nèi)，當變頻器因故障不能正常工作時，發(fā)出報警；同是報警輸出的常閉觸點動作，使KM1線圈失電，將變頻器與電源斷開，進行安全保護。為了保護報警輸出的觸點，在接觸器的線圈兩端，并聯(lián)阻容吸收電路（即RC震蕩電路）。(2)、聲光報警電路由報警輸出的動合（常開）觸點“30B-30A”控制，當變頻器跳閘時，觸點“30B-30A”閉合，將報警指示燈HL和電笛HA接通，進行聲光報警。與此同時，斷電器KA1得電，其觸點將聲光報警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報警能持續(xù)下去，直到工作人員按下ST1為止，報警才能解除。另外繼電器線圈和電笛線圈的兩端，也需要并聯(lián)阻容吸收電路，以保護變頻器內(nèi)部報警繼電器觸點。2 制動控制回路提升機負載由于慣性較大，當變頻器的輸出頻率下降至0 Hz時，常常停不住，而有“蠕動”(也稱爬行)現(xiàn)象，在礦山提升機這種大負載機械中，蠕動現(xiàn)象有可能造成十分危險的后果。為此，變頻器調(diào)速時應設(shè)置能耗制動和直流制動功能。一、能耗制動電路的作用在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動機的降速和停機，是通過逐漸減小頻率來實現(xiàn)的。這時：1、電動機