畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機(jī)中的

1、.PAGE ：.；畢業(yè)設(shè)計(jì)論文闡明書畢業(yè)設(shè)計(jì)論文標(biāo)題 基于PLC控制的變頻調(diào)速系 系統(tǒng)在礦井提升機(jī)中的運(yùn)用 年級(jí)專業(yè) 09機(jī)電一體化 學(xué)生姓名 指點(diǎn)教師 龐元俊 董德銘 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 年 5 月 25 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文義務(wù)書姓名 張 熙 專業(yè) 機(jī)電一體化 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2021 年 2 月 26 日設(shè)計(jì)論文開場(chǎng)日期 2021 年 2 月 26 日設(shè)計(jì)論文完成日期 2021 年 5 月 29 日設(shè)計(jì)論文標(biāo)題： 基于PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機(jī)中的運(yùn)用 編制設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)專題畢業(yè)論文 指 導(dǎo) 教 師 龐元俊 董德銘 系(部)主 任

2、年 月 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)語(yǔ)第 頁(yè)共 頁(yè)學(xué)生姓名: 張 熙 專業(yè): 機(jī)電一體化 年級(jí): 09級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)標(biāo)題: 基于PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機(jī)中的運(yùn)用 評(píng)閱人: 指點(diǎn)教師: (簽字) 年 月 日成 績(jī): 系(院)主任: (簽字) 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)及爭(zhēng)辯評(píng)語(yǔ): 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文爭(zhēng)辯委員會(huì)記錄 系 專業(yè),學(xué)生 于 年 月 日 進(jìn)展了畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)爭(zhēng)辯。設(shè)計(jì)論文標(biāo)題：基于PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機(jī)中的運(yùn)用 專題(論文)標(biāo)題: 指點(diǎn)教師: 龐元俊 董德銘 爭(zhēng)辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)資料,根據(jù)學(xué)生爭(zhēng)辯情況,

3、經(jīng)爭(zhēng)辯委員會(huì)討論評(píng)定,給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成果為 。爭(zhēng)辯委員會(huì) 人，出席 人爭(zhēng)辯委員會(huì)主任簽字： 爭(zhēng)辯委員會(huì)副主任簽字： 爭(zhēng)辯委員會(huì)委員： ， ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文闡明書 第 PAGE 42 頁(yè)目 錄 TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc155592659 HYPERLINK l _Toc155592659 目錄1摘要.3 HYPERLINK l _Toc155592659 前言 4 HYPERLINK l _Toc155592661 第一章 十一礦新副井提升絞車電控系統(tǒng)概略8 HYPERLINK l _Toc

4、155592662 1.1 十一礦新副井絞車電控系統(tǒng)簡(jiǎn)介8 HYPERLINK l _Toc155592664 1.2十一礦新副井原來(lái)轉(zhuǎn)子切電阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方式8 HYPERLINK l _Toc155592664 1.3十一礦新副井絞車原來(lái)運(yùn)用拖動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)框圖及功能9 HYPERLINK l _Toc155592666 第二章 雙饋?zhàn)冾l調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)方案11 HYPERLINK l _Toc155592667 2.1變頻技術(shù)簡(jiǎn)介11 HYPERLINK l _Toc155592667 2.2變頻調(diào)速的根本原理15 HYPERLINK l _Toc155592667 2.3雙饋調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)造圖和

5、運(yùn)轉(zhuǎn)原理19 HYPERLINK l _Toc155592667 2.4電平雙PWM變換器21 HYPERLINK l _Toc155592667 2.5全控雙饋調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成22 HYPERLINK l _Toc155592667 2.6雙饋調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式23 HYPERLINK l _Toc155592667 2.7矢量控制全控雙饋調(diào)速方案24 HYPERLINK l _Toc155592667 2.8全控雙饋調(diào)理系統(tǒng)構(gòu)造25 HYPERLINK l _Toc155592667 2.9多PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)27 HYPERLINK l _Toc155592671 第三章 操作臺(tái)及外部設(shè)備的作

6、用31 HYPERLINK l _Toc155592672 3.1操作臺(tái)31 HYPERLINK l _Toc155592675 3.2上位機(jī)監(jiān)視部分32 HYPERLINK l _Toc155592675 3.3外部傳感器的安裝與作用33 HYPERLINK l _Toc155592675 第四章 兩種方案比較34 HYPERLINK l _Toc155592675 總結(jié).37 HYPERLINK l _Toc155592677 參考文獻(xiàn)39致謝40基于PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機(jī)中的運(yùn)用 摘 要目前我國(guó)礦井提升機(jī)中的大多交流異步電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，采用的電氣控制系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)子串、切電阻調(diào)速

7、，由繼電器一接觸器構(gòu)成邏輯控制安裝。本文以平安、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點(diǎn)，以可靠性原那么為根據(jù)，對(duì)礦井交流提升機(jī)電控系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速部分，進(jìn)展改革，由可編程控制器(PLC)控制的變頻調(diào)速控制替代原有的串，切電阻的調(diào)速方式。本文以JKMD-3.5X4LE型多繩摩擦提升機(jī)為例，提出了研討設(shè)計(jì)方案，并且在中平能化集團(tuán)十一礦新副井提升絞車上勝利實(shí)施。PLC變頻調(diào)速電控系統(tǒng)主要有一下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：1. 能耗明顯降低；2. 消費(fèi)效率大提高；3. 調(diào)速性能好，無(wú)機(jī)械沖擊；4. 電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子溫度均下降很多，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的缺點(diǎn)率大幅減少；5. 系統(tǒng)自動(dòng)化高，維護(hù)齊全，平安性高，減少了人工操作失誤率。關(guān)鍵

8、詞：礦井交流提升機(jī) 變頻調(diào)速 PLC電控技術(shù)研討前 言在煤礦消費(fèi)中，礦井提升機(jī)起著非常重要的作用。礦井提升是礦井消費(fèi)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它的義務(wù)是提升有用礦物和矸石；升降人員和設(shè)備；下放資料等。提升機(jī)電控安裝的技術(shù)性能，既直接影響礦山消費(fèi)的效率及平安，又代表著礦井提升機(jī)開展的整體程度，是礦井平安消費(fèi)中重中之重的一大環(huán)節(jié)。我國(guó)目前正在效力的礦井提升機(jī)的電控系統(tǒng)主要有以下3幾種方案：轉(zhuǎn)子電路串電阻的交流調(diào)速系統(tǒng)、直流發(fā)電機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)組成的GM直流調(diào)速系統(tǒng)和晶閘管整流安裝供電的VM直流調(diào)速系統(tǒng)。中平能化十一礦新副井以前就是采用轉(zhuǎn)子電路串電阻的交流調(diào)速系統(tǒng)。而這種電控系統(tǒng)存在著很多的問(wèn)題:l) 電

9、機(jī)轉(zhuǎn)差功率全部耗費(fèi)于轉(zhuǎn)子電阻回路中，而提升機(jī)有較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)在重載加速、減速的工況下，此時(shí)轉(zhuǎn)差功率非常大，這就呵斥了宏大的能源浪費(fèi)。根據(jù)有關(guān)調(diào)查研討 ，我國(guó)2006年的電能耗費(fèi)中，6070%為動(dòng)力電；而在總?cè)萘扛哌_(dá)5.8億kW的電動(dòng)機(jī)總?cè)萘恐?，卻只需不到2000萬(wàn)kW的電動(dòng)機(jī)是采用節(jié)能型的變頻調(diào)速方式。電機(jī)節(jié)能，特別是大型電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能是降低國(guó)家能源耗費(fèi)的重要手段。2)電阻分級(jí)切換，為有級(jí)調(diào)速，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，容易引起電氣及機(jī)械沖擊。3)繼電器、接觸器頻繁動(dòng)作，電弧燒蝕觸點(diǎn)，影響接觸器運(yùn)用壽命，維修本錢較高。4)交流繞線異步電動(dòng)機(jī)的滑環(huán)存在接觸不良問(wèn)題，容易引起設(shè)備事故。5)電動(dòng)機(jī)依托轉(zhuǎn)子電阻獲得

10、的低速，其運(yùn)轉(zhuǎn)特性較軟。6)提升容器經(jīng)過(guò)給定的減速點(diǎn)時(shí)，由于負(fù)載的不同，而將得到不同的減速度，不能到達(dá)穩(wěn)定的低速爬行，最后導(dǎo)致停車位置不準(zhǔn)，不能正常裝卸載。上述問(wèn)題使提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和平安性不能得到有效的保證。因此，需研制更加平安可靠的控制系統(tǒng)，使提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和平安性得到提高。在提升機(jī)控制系統(tǒng)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)，對(duì)原有提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)展晉級(jí)換代。在八十年代后期，特別是九十年代以來(lái)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的開展，交-直-交變頻技術(shù)開展越來(lái)越成熟，運(yùn)用也越來(lái)越廣。因此，以全數(shù)字變頻控制技術(shù)來(lái)替代傳統(tǒng)的TKD控制方式曾經(jīng)成為一種趨勢(shì)。其控制方式為“全數(shù)字變頻調(diào)速+多PLC冗余控制+上

11、位機(jī)監(jiān)控全數(shù)字電控系統(tǒng)。與原系統(tǒng)相比較新系統(tǒng)存在能耗小、噪音低，特別是配備全數(shù)字控制系統(tǒng)時(shí)可靠性更高、維護(hù)極為方便的優(yōu)點(diǎn)。礦井變頻調(diào)速提升機(jī)全數(shù)字電控系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：1硬件構(gòu)造簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)點(diǎn)少，可靠性高全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)的硬件電路均采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，元器件少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)點(diǎn)少，可靠性高；傳統(tǒng)TKD系統(tǒng)那么以分立元件為主，元器件多，線路復(fù)雜，缺點(diǎn)點(diǎn)多，可靠性差。2可控精度高，任務(wù)穩(wěn)定性好全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)設(shè)有微處置器，整個(gè)控制功能與調(diào)速算法均由軟件完成，控制參數(shù)一經(jīng)確定，就不會(huì)發(fā)生改動(dòng)，所以控制精度高，任務(wù)穩(wěn)定性好；而老式電控系統(tǒng)的控制功能與調(diào)速算法均由硬件實(shí)現(xiàn)，控制參數(shù)離散性大，控

12、制精度低，任務(wù)穩(wěn)定性差。3缺點(diǎn)自診斷才干強(qiáng)，大大降低運(yùn)用維護(hù)本錢全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)中，硬件任務(wù)形狀可以經(jīng)過(guò)軟件來(lái)反映，軟件運(yùn)轉(zhuǎn)情況也可以經(jīng)過(guò)硬件來(lái)監(jiān)視，這樣硬、軟件缺點(diǎn)可以經(jīng)過(guò)指示直接反映出來(lái)，維護(hù)方便。4具有較高的可構(gòu)置性，擴(kuò)展方便，運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏性高全數(shù)字電控系統(tǒng)硬件采用以總線聯(lián)絡(luò)的模塊化構(gòu)造，控制算法和系統(tǒng)控制采用軟件完成，具有較高的可構(gòu)置性，在系統(tǒng)投入運(yùn)轉(zhuǎn)以后，隨著科學(xué)技術(shù)的開展和系統(tǒng)要求的提高，可以進(jìn)展功能擴(kuò)展，具有較高的運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏性；而原電控系一致經(jīng)設(shè)計(jì)完成，就無(wú)法進(jìn)展功能擴(kuò)展，具有功能單一，運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏性差的缺陷。5可與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊，并與其它

13、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，它可將系統(tǒng)中的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)、運(yùn)轉(zhuǎn)形狀傳送到網(wǎng)絡(luò)上，便于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理，而模擬調(diào)速電控系統(tǒng)就很難實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。6性能價(jià)錢比高一方面，隨著電子技術(shù)的開展，集成器件的本錢越來(lái)越低，這樣全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)的本錢將越來(lái)越低；另一方面，全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能強(qiáng)大，因此具有很高的性能價(jià)錢比。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)在技術(shù)上曾經(jīng)開展成熟，因此在傳動(dòng)領(lǐng)域采用全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)并大力開展是一種必然趨勢(shì)，它終將取老式調(diào)速電控系統(tǒng)。雖然礦井變頻調(diào)速提升機(jī)全數(shù)字電控系統(tǒng)具有以上特點(diǎn)，但針對(duì)我國(guó)礦山常用的高壓繞線式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的提升機(jī)而言，依然因元件耐壓等要素而難以實(shí)現(xiàn)，采用電平疊加的方

14、式處理了耐壓?jiǎn)栴}，但終究因變壓器、器件等損耗而使得效率較低，且價(jià)錢昂貴。隨著以IGBT為代表全控器件組成的PWM變換器具有諧波分量小的顯著優(yōu)點(diǎn)，于是針對(duì)高壓繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子雙饋?zhàn)儔鹤冾l調(diào)速成為能夠，也就處理了上述問(wèn)題，特別適宜我國(guó)國(guó)情。第一章 十一礦新副井提升絞車電控系統(tǒng)概略1.1 十一礦新副井絞車電控系統(tǒng)簡(jiǎn)介十一礦新副井絞車是一套主導(dǎo)輪直徑為3.5米的落地式摩擦輪交流絞車，型號(hào)為JKMD3.54EPDS，電機(jī)功率800KW，提升高度為724米，最大提升速度為6.46米/秒；以前的電控系統(tǒng)采用焦作華飛電力電子工業(yè)的TKD系統(tǒng)，采用“繞線異步電機(jī)+轉(zhuǎn)子串電阻加速+高壓接觸器換向+低頻拖動(dòng)減速的

15、控制方式；轉(zhuǎn)子切電阻調(diào)速，能耗高，效率低。按照09年平安治理工程方案，對(duì)新副井電控系統(tǒng)進(jìn)展改造，新系統(tǒng)為“全數(shù)字轉(zhuǎn)子雙饋?zhàn)冾l調(diào)速+多PLC冗余控制+上位機(jī)監(jiān)控全數(shù)字電控系統(tǒng)。改造后可降低能耗20-30%，消費(fèi)效率、調(diào)速性能可大大提高，系統(tǒng)自動(dòng)化程度，減少人工操作失誤率。1.2 十一礦新副井原來(lái)轉(zhuǎn)子切電阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方式提升機(jī)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式 ,主要根據(jù)系統(tǒng)的力圖來(lái)確定。1 加速階段。提升時(shí)為正力 ,采用電動(dòng)加速。下放時(shí)為負(fù)力 ,假設(shè)負(fù)力值較小 ,可思索自在加速 ,并配合運(yùn)用盤式制動(dòng)器 ,假設(shè)負(fù)力值較大 ,那么采用動(dòng)力制動(dòng)加速。加速階段不實(shí)行閉環(huán)調(diào)理 ,而以時(shí)間、速度為函數(shù) ,逐漸短接轉(zhuǎn)子附加

16、電阻 ,使提升電動(dòng)機(jī)從零速升至全速。2 勻速階段。提升時(shí)為正力 ,采用電動(dòng)拖動(dòng)。下放時(shí)為負(fù)力 ,采用能耗制動(dòng)、閉環(huán)控制 ,單閉環(huán)速度控制系統(tǒng)由與間隔 有關(guān)的理想速度給定電路、速度負(fù)反響電路、PID 調(diào)理器、移相觸發(fā)電路及雙向可控硅能耗制動(dòng)電路組成 ,下放速度由 PID 調(diào)理。3 主減速階段。提升時(shí)為正力 ,采取逐級(jí)接入轉(zhuǎn)子附加電阻和機(jī)械制動(dòng)的方式。下放時(shí)為負(fù)力 ,一方面接入轉(zhuǎn)子附加電阻 ,另一方面增大制動(dòng)電流并輔以機(jī)械制動(dòng)方式減速。4 爬行階段。當(dāng)為正力時(shí) ,轉(zhuǎn)子接入幾段附加電阻 ,由 PLC控制運(yùn)轉(zhuǎn);當(dāng)為負(fù)力時(shí) ,在能耗制動(dòng)方式下接入轉(zhuǎn)子附加電阻。1.3 十一礦新副井絞車原來(lái)運(yùn)用拖動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)

17、框圖及功能圖1 轉(zhuǎn)子切電阻調(diào)速系統(tǒng)原理圖1主控部分：包括操作臺(tái)和雙PLC控制柜，是該系統(tǒng)的心臟。它取代了傳統(tǒng)的操作臺(tái)、給定安裝、控制屏、穩(wěn)壓電源、深度指示器、后備維護(hù)、軸瓦溫度指示、平安回路動(dòng)作指示、缺點(diǎn)記錄儀等，還能完成傳統(tǒng)系統(tǒng)根本不能夠?qū)崿F(xiàn)的許多功能。2高壓饋電開關(guān)柜：6KV高壓進(jìn)線開關(guān)，有運(yùn)用和備用兩路輸入，具有失壓、過(guò)流、短路等維護(hù)功能，且具有計(jì)量檢測(cè)儀表。3高壓、低頻換向柜：在加速、等速向電機(jī)定子施加交流高壓，并完成換向功能：在減速段和爬行段向電機(jī)定子施加直流或低壓電源，使電機(jī)處于可控制形狀。4低頻電源柜：可調(diào)幅值的低頻電源，完成減速段負(fù)力時(shí)的制動(dòng)，為晶閘管交交無(wú)環(huán)流低頻電源。5磁力

18、站：用于改動(dòng)轉(zhuǎn)子回路金屬電阻接入量的大小，用來(lái)調(diào)理電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。普通為5至10組低壓交流開關(guān)構(gòu)成。6金屬電阻：轉(zhuǎn)子回路的三組調(diào)速電阻，每組分成8級(jí)或5級(jí)、10級(jí)；普通為生鐵電阻，用于速度調(diào)理。7變壓器：將6000V高壓變成與低頻電源相順應(yīng)的低電壓。8編碼器：與主滾筒及導(dǎo)向輪同軸，將旋轉(zhuǎn)量變成數(shù)字變化量加到PLC中，給出容器位置、按行程的速度給定和計(jì)算出當(dāng)前速度。9必要的外部控制端子：諸如到位開關(guān)、減速點(diǎn)開關(guān)、過(guò)卷開關(guān)、液壓站控制端子、軸瓦磨損開關(guān)、松繩開關(guān)等必需的外部控制端子。10低壓電源：三相四線制380V控制電源。11主電機(jī)：提升機(jī)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)為繞線轉(zhuǎn)子型。第二章 雙饋?zhàn)冾l調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)方案2.

19、1 變頻技術(shù)簡(jiǎn)介目前，在高耗能的大功率交流提升系統(tǒng)領(lǐng)域，采用節(jié)能降耗的高效變頻電控設(shè)備已成為大趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外主流的大功率變頻設(shè)備主要有以下幾種：1. 交-交變頻由晶閘管SCR組成的交交變頻器可滿足交流提升的四象限運(yùn)轉(zhuǎn)要求，調(diào)速性能較好，但需選配低速電機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)諧波大，對(duì)電網(wǎng)污染嚴(yán)重，功率因數(shù)低，必需加裝諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償安裝，目前國(guó)外已不再推行交交變頻產(chǎn)品，其原有產(chǎn)品也已即將停頓備件供應(yīng)和相關(guān)售后效力。其系統(tǒng)原理圖如圖2所示圖2 交-交變頻系統(tǒng)原理圖2. 交-直-交變頻由全控器件組成的交直交變頻安裝逐漸成為大功率變頻器的開展方向，由于目前功率器件的耐壓等級(jí)問(wèn)題，往往采用相應(yīng)的多電平拓?fù)錁?gòu)造來(lái)滿足

20、大功率、高電壓的實(shí)踐運(yùn)用要求，其系統(tǒng)原理圖如圖3所示圖3 交-直-交變頻系統(tǒng)原理圖其成熟產(chǎn)品主要有以下幾種：(a)多管直接串聯(lián)兩電平高壓變頻器 圖4 多管直接串聯(lián)兩電平高壓變頻器原理圖優(yōu)點(diǎn)：主回路拓?fù)浜?jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)矢量控制，采用一樣構(gòu)造的前端全控整流單元可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)整體功率密度程度和效率較高。缺陷：需施加動(dòng)、靜態(tài)均壓措施，系統(tǒng)可靠性較差，輸出波形畸變率較大，du/dt高，輸出電壓、電流諧波含量大，對(duì)高壓電機(jī)繞組絕緣有潛在要挾，實(shí)踐運(yùn)用需加裝正弦波輸出濾波器，同時(shí)EMI影響較重，要挾本身控制系統(tǒng)和其他電子設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 b多獨(dú)立電源級(jí)聯(lián)型多電平高壓變頻器 圖5 多獨(dú)立電源級(jí)聯(lián)型多電平

21、高壓變頻器原理圖優(yōu)點(diǎn)：采用單元化構(gòu)造設(shè)計(jì)，將多個(gè)單相全橋單元疊加起來(lái)，采用載波移相等PWM調(diào)制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多電平疊加輸出，系統(tǒng)電平數(shù)越多，輸出波形越接近于正弦，du/dt低，可不用輸出濾波器而直接運(yùn)用于普通電機(jī)，系統(tǒng)冗余度較好。 缺陷：較難實(shí)現(xiàn)高性能矢量控制，目前大多運(yùn)用于調(diào)速要求不高的風(fēng)機(jī)、水泵等運(yùn)用場(chǎng)所。系統(tǒng)功率器件數(shù)量眾多，如對(duì)每個(gè)獨(dú)立的直流電源配置前端全控整流以實(shí)現(xiàn)高性能能量回饋和網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)控制功能，那么系統(tǒng)所用功率器件和傳感器數(shù)量將會(huì)急劇擴(kuò)展，系統(tǒng)功率密度低，移相變壓器制造工藝復(fù)雜，系統(tǒng)占地面積大，缺點(diǎn)點(diǎn)多，可靠性普通。 C鉗位型多電平高壓變頻器圖6 鉗位型多電平高壓變頻器優(yōu)點(diǎn)：系

22、統(tǒng)采用構(gòu)造化設(shè)計(jì)，功率規(guī)劃配置合理，功率密度高，符合大功率變頻器的開展方向。輸出波形畸變率、du/dt、EMI等目的較兩電平方式有較大改善。采用背靠背雙三電平構(gòu)造可按照“電網(wǎng)-變頻器-電機(jī)一體化方式進(jìn)展協(xié)調(diào)控制，在實(shí)現(xiàn)高性能矢量控制的同時(shí)，對(duì)于網(wǎng)側(cè)諧波含量、網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)等關(guān)鍵目的均有良好控制效果。 缺陷：隨著電平數(shù)的擴(kuò)展，系統(tǒng)輸出波形質(zhì)量有進(jìn)一步的改善，但算法復(fù)雜程度急劇上升，普通實(shí)踐運(yùn)用限制在七電平，國(guó)外成熟產(chǎn)品以三電平為主。du/dt對(duì)高壓電機(jī)的絕緣影響仍不容忽視，在6KV及以上高壓運(yùn)用場(chǎng)所仍需選配正弦波輸出濾波器。2.2 變頻調(diào)速的根本原理異步電機(jī)的VVVF調(diào)速系統(tǒng)普通簡(jiǎn)稱變頻調(diào)速系統(tǒng)。

23、由于在變頻調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)差功率不變，在各種異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中效率較高，同時(shí)性能也最好，故是交流調(diào)速的主要開展方向。交流調(diào)速系統(tǒng)的控制量最根本上是轉(zhuǎn)矩、速度、位置，根據(jù)不同的用途適當(dāng)組合可構(gòu)成各種閉環(huán)系統(tǒng)。異步電動(dòng)機(jī)定子對(duì)稱的三相繞組中通入對(duì)稱的三相交流電，在電機(jī)氣隙內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其旋轉(zhuǎn)速度為同步轉(zhuǎn)速 式中定子繞組電源頻率;P電機(jī)磁極對(duì)數(shù)。異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率 那么異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由上式可知，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有如下幾種a.變同步轉(zhuǎn)速:變極p、變頻、b.變轉(zhuǎn)差率s:定子調(diào)壓、轉(zhuǎn)子串電阻、電磁轉(zhuǎn)差離合器、串極調(diào)速。由電機(jī)學(xué)可知，轉(zhuǎn)差功率:式中電磁功率;Cu2轉(zhuǎn)子銅耗。由式可知，變頻調(diào)速與變極調(diào)速為轉(zhuǎn)差

24、功率不變型不論其轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率耗費(fèi)根本不變，因此調(diào)速效率為最高。由電機(jī)與電力拖動(dòng)可知，異步電動(dòng)機(jī)等效電路如圖7所示，圖7 異步電動(dòng)機(jī)等效電路對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)展變頻調(diào)速，交流異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 表達(dá)式為:式中: 同 步轉(zhuǎn)速 (r/min); 定子頻率(Hz); 磁極對(duì)數(shù)。而異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為:式中:s 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 改動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的供電頻率，可以改動(dòng)其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)然，也可以經(jīng)過(guò)改動(dòng)轉(zhuǎn)差率，和磁極對(duì)數(shù)n ，來(lái)改動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 但是變極 對(duì) 數(shù)和變轉(zhuǎn)差率在調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)的運(yùn)用范圍較小，而變頻調(diào)速具有高效率、高范圍和高精度的調(diào)速性能，是比較合理的調(diào)速方法

25、。交流變頻器正是經(jīng)過(guò)均勻的改動(dòng)輸入異步電動(dòng)機(jī)定子的供電頻率來(lái)調(diào)理電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)展調(diào)速控制時(shí)，希望電動(dòng)機(jī)的主磁通堅(jiān)持不變。磁通太弱，鐵心利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷才干下降;磁通太強(qiáng)，那么由于過(guò)勵(lì)磁形狀，使勵(lì)磁電流過(guò)大，這就限制了定子電流的負(fù)載分量，為使電動(dòng)機(jī)不過(guò)熱，負(fù)載才干要下降。異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通 ( 主磁通)是定、轉(zhuǎn)子合成磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的。由電機(jī)實(shí)際知道，三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值為: 式中 定子每相由氣隙磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的均方根值(V) ; 定子頻率(Hz) ; 定子相繞組有效匝數(shù); m 每相磁通量(Wb)。由上式可見(jiàn),m的值是由E1 和f

26、1共同決議的，對(duì)E1和f1進(jìn)展適當(dāng)?shù)目刂?就可以使氣隙磁通m堅(jiān)持額定值不變。下面分兩種情況闡明: 1 .基頻以下的恒磁通 變頻調(diào)速這是思索從基頻(電動(dòng)機(jī)額定頻率AN)向下調(diào)速的情況，為了堅(jiān)持電動(dòng)機(jī)的負(fù)載才干， 應(yīng)堅(jiān)持氣隙主磁通m不變， 這就要求降 低供電頻率的同時(shí)降低感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，堅(jiān)持E1/ f1 = 常數(shù)， 即堅(jiān)持電動(dòng)勢(shì)和頻率之比為常數(shù)進(jìn)展控制。 這種控制又稱為恒磁通變頻調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。但是，E1難于檢測(cè)和直接控制。當(dāng)El和f1值較高時(shí)，定子的漏阻抗壓降相對(duì)比較小，假設(shè)忽略不計(jì)，那么可以近似的堅(jiān)持定子相電壓U1和頻率f1的比值為常數(shù)即可。這就是恒壓頻比，是近似的恒磁通控制。當(dāng)頻率較低

27、時(shí)，U1和E1都變小， 定子漏阻抗壓降(主要是定子電阻壓降)不能再忽略,這種情況下，可以適當(dāng)?shù)奶岣叨ㄗ与妷阂?補(bǔ)償定子電阻壓降的影響,使氣隙磁通根本堅(jiān)持不變 。2.3 雙饋調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)造圖和運(yùn)轉(zhuǎn)原理圖8 全數(shù)字轉(zhuǎn)子雙饋?zhàn)冾l調(diào)速電控系統(tǒng)構(gòu)造圖傳統(tǒng)雙饋電機(jī)即為繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，因其定、轉(zhuǎn)子各有一套繞組與外部電源電網(wǎng)或變頻器相連，功率流向可分別由定、轉(zhuǎn)子饋入或饋出，故稱雙饋電機(jī)。早期得到較廣泛運(yùn)用的繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速其實(shí)為雙饋調(diào)速的一種方式，因其只能從轉(zhuǎn)子側(cè)饋出能量，只能運(yùn)轉(zhuǎn)在同步轉(zhuǎn)速以下，沒(méi)有制動(dòng)停車功能，可了解為狹義雙饋。與之相對(duì)應(yīng)的廣義雙饋是指電機(jī)定、轉(zhuǎn)子均可進(jìn)展能量的雙向流動(dòng)。構(gòu)

28、造方式通常為電機(jī)定子側(cè)接入恒壓恒頻電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子側(cè)接入變壓變頻安裝。經(jīng)過(guò)控制轉(zhuǎn)子附加電勢(shì)的頻率、幅值和相位進(jìn)展調(diào)速和功率因數(shù)控制。圖9雙饋調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)原理表示圖上圖為由晶閘管功率器件組成的六拍逆變雙饋調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子側(cè)功率變換單元由CU1和CU2組成，當(dāng)轉(zhuǎn)子側(cè)饋入功率時(shí)，CU1任務(wù)在逆變形狀，CU2任務(wù)在整流形狀；當(dāng)轉(zhuǎn)子側(cè)饋出功率時(shí)，CU1任務(wù)在整流形狀，CU2任務(wù)在逆變形狀。此外，另一種由晶閘管功率器件組成的轉(zhuǎn)子側(cè)功率變換單元為交交變頻器，由于變頻器本身的特點(diǎn)，一方面可以自然實(shí)現(xiàn)功率雙向流動(dòng)，另一方面會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)較大的諧波，在功率較大的場(chǎng)所需運(yùn)用諧波抑制安裝。目前運(yùn)用晶閘管功率器件的雙饋調(diào)速系統(tǒng)在

29、實(shí)踐消費(fèi)中有一定數(shù)量的運(yùn)用，但已不再引薦運(yùn)用。2.4 電平雙PWM變換器以IGBT為代表全控器件組成的PWM變換器具有諧波分量小的顯著優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，隨著全控器件的容量不斷提高， 使得在高壓大功率調(diào)速運(yùn)用場(chǎng)所也有能夠運(yùn)用PWM變換器進(jìn)展變壓變頻調(diào)速，其效率、功率因數(shù)、電壓利用率等各項(xiàng)目的均優(yōu)于晶閘管半控器件組成的相控變換器。圖10 二極管中點(diǎn)鉗位三電平變換器的根本構(gòu)造傳統(tǒng)的兩電平逆變器的大功率運(yùn)用中存在許多問(wèn)題：需求笨重、耗能、昂貴的變壓器，為了得到高質(zhì)量的輸出波形而提高開關(guān)頻率，呵斥很高的開關(guān)損耗，而為了順應(yīng)高電壓的要求，需采用器件串聯(lián)，因此需求復(fù)雜的動(dòng)態(tài)均壓電路。三電平變換器由早期的兩電平變

30、換器演化而來(lái)，在變換器的橋臂上有4個(gè)電力半導(dǎo)體開關(guān)器件。每個(gè)期間三電平變換器作為一種新型的高壓大容量功率變換器，從電路拓?fù)錁?gòu)造入手，在得到高質(zhì)量的輸出波形的同時(shí)，抑制了兩電平逆變器的諸多缺陷：無(wú)須輸出變壓器和動(dòng)態(tài)均壓電路，開關(guān)頻率低，因此開關(guān)器件應(yīng)力小，系統(tǒng)效率高等。其主要優(yōu)點(diǎn)是：電平數(shù)越高，輸出的電壓諧波含量越低，開關(guān)器件的開關(guān)頻率低，開關(guān)損耗小，器件應(yīng)力小，無(wú)須動(dòng)態(tài)均壓。采用不同的控制方式，可使三電平變換器任務(wù)在逆變形狀或整流形狀。在逆變運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，經(jīng)過(guò)對(duì)直流側(cè)的分壓和開關(guān)動(dòng)作的不同組合實(shí)現(xiàn)多電平階梯波電壓輸出，從而使得輸出的電壓波形更加接近正弦波。在整流運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，可在直流輸出電壓可控的根底

31、上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)測(cè)功率因數(shù)調(diào)理。目前，在電力系統(tǒng)中正越來(lái)越多的運(yùn)用由三電平全控整流器構(gòu)成的有源濾波器。2.5 全控雙饋調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成 全控雙饋系統(tǒng)構(gòu)成與圖1類似，只是其中的功率變換單元均由全控器件組成的三電平變換器構(gòu)成。當(dāng)轉(zhuǎn)子饋出能量時(shí)，變換器CU1任務(wù)在全控整流形狀，CU2任務(wù)在變壓變頻的逆變形狀；當(dāng)轉(zhuǎn)子饋入能量時(shí)，兩個(gè)變換器的任務(wù)形狀與上述相反。由CU1和CU2組成的雙三電平PWM變換器的構(gòu)造如以下圖所示： 圖11雙三電平PWM變換器2.6 雙饋調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式雙饋控制所具有的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)在調(diào)速的同時(shí)，可以獨(dú)立調(diào)理定子側(cè)無(wú)功功率，改善系統(tǒng)的功率因數(shù)。由于電機(jī)定子側(cè)直接接入恒壓恒頻電網(wǎng)，因此在

32、實(shí)踐運(yùn)用中，合理地選擇轉(zhuǎn)子電流的控制方式，使系統(tǒng)獲得某種能量目的最優(yōu)。普通雙饋調(diào)速系統(tǒng)有以下四種運(yùn)轉(zhuǎn)方式：1全補(bǔ)償任務(wù)方式：即全部補(bǔ)償定子的無(wú)功功率，使定子無(wú)功電流為零。在轉(zhuǎn)子不過(guò)流的情況下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將小于額定轉(zhuǎn)矩。這種任務(wù)方式控制簡(jiǎn)單，較易實(shí)現(xiàn)，比較適用于負(fù)載變化不大的場(chǎng)所。2轉(zhuǎn)子電流量最小任務(wù)方式：這種任務(wù)方式的實(shí)踐意義在于降低轉(zhuǎn)子側(cè)功率變換器的容量。由于轉(zhuǎn)子有功電流分量取決于負(fù)載，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子電流無(wú)功分量為零時(shí)，轉(zhuǎn)子電流到達(dá)最小值。在這種情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)矩為額定時(shí)，轉(zhuǎn)子的全電流即為額定的有功電流。3轉(zhuǎn)子電流恒定任務(wù)方式：當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)子電流幅值不變，但相位改動(dòng)。重載時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的轉(zhuǎn)

33、矩分量較大。滿足負(fù)載要求，在不過(guò)流，發(fā)揚(yáng)改善功率因數(shù)的作用；輕載時(shí)，那么提供較大的超前無(wú)功電流，盡量發(fā)揚(yáng)改善功率因數(shù)的作用，這種任務(wù)方式特別適宜負(fù)載變動(dòng)較大，經(jīng)常輕載而電網(wǎng)又經(jīng)常需求補(bǔ)償功率因數(shù)的場(chǎng)所。4最小損耗任務(wù)方式：這種任務(wù)方式的根本原理是經(jīng)過(guò)調(diào)理轉(zhuǎn)子典雅的幅值和相位，合理的分配定子電流的有功分量和無(wú)功分量，使得在任何夫在下雙饋調(diào)速的異步電動(dòng)機(jī)的損耗為最小。這種控制方式效率最高，但控制復(fù)雜。上述四種任務(wù)方式各有特點(diǎn)，在運(yùn)用中應(yīng)根據(jù)實(shí)踐情況進(jìn)展選擇，也可采用多方式切換來(lái)滿足不同工況的需求。2.7矢量控制全控雙饋調(diào)速方案 對(duì)于雙饋電機(jī)而言，由于電機(jī)的定子接在工頻電網(wǎng)上，轉(zhuǎn)子接在可控的三相電源

34、上，在動(dòng)態(tài)過(guò)程中有轉(zhuǎn)子側(cè)引起的磁場(chǎng)動(dòng)搖必將在定子側(cè)進(jìn)展解耦補(bǔ)償，思索到?jīng)_擊性負(fù)載及電網(wǎng)在瞬間畸變情況下磁鏈應(yīng)具有很強(qiáng)的抗擾特性，因此選定磁鏈?zhǔn)噶孔鳛橥蕉ㄏ蜃鴺?biāo)軸系。磁鏈定向方法可分為轉(zhuǎn)子磁鏈定向，定子磁鏈定向和氣隙磁鏈定向。在雙饋調(diào)速中，普通運(yùn)用定子或氣隙磁鏈定向進(jìn)展轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量的解耦。 圖12 雙饋調(diào)速矢量控制表示圖當(dāng)采用磁鏈定向后，轉(zhuǎn)子電流M-T分量的解耦控制直接對(duì)應(yīng)于定子電流在有功與無(wú)功電流方向上的正交控制。因此，分別采用有功和無(wú)功電流調(diào)理器可以使系統(tǒng)對(duì)無(wú)功電流的調(diào)理構(gòu)成更好的實(shí)時(shí)控制效果。2.8全控雙饋調(diào)理系統(tǒng)構(gòu)造圖13全控雙饋調(diào)理系統(tǒng)構(gòu)造全控雙饋調(diào)理系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成：系統(tǒng)

35、主處置單元：運(yùn)用MPC5554，32位RISC主處置器，實(shí)現(xiàn)速度調(diào)理、開停機(jī)條件檢查及控制、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況監(jiān)視。該模塊經(jīng)過(guò)信號(hào)處置接口單元和現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)信號(hào)相連。模擬量接口單元：提供16路模擬量輸出，將系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)信息經(jīng)過(guò)模擬量供應(yīng)外部?jī)x表和操作設(shè)備。通訊借口單元： 提供CAN和PROFIBUS工業(yè)控制總線，和絕大多數(shù)PLC實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接。顯示操作接口單元：提供設(shè)備顯示和操作鍵盤接口。功率驅(qū)動(dòng)接口單元：為脈沖觸發(fā)處置單元提供必要的輸入信號(hào)，并將其輸出的脈沖觸發(fā)信號(hào)進(jìn)展功率放大。脈沖觸發(fā)處置單元：為系統(tǒng)的中心單元，其構(gòu)造如以下圖所示： 圖14 脈沖觸發(fā)單元表示圖如下圖，脈沖觸發(fā)單元的輸入信號(hào)包括三路零電流，

36、三路同步，三路電壓、電流，輸出為三相正反組觸發(fā)脈沖橋式變流器為36路觸發(fā)脈沖，零式變流器為18路觸發(fā)脈沖。在脈沖觸發(fā)單元中需完成矢量控制，電流調(diào)理，觸發(fā)脈沖分配等義務(wù)。脈沖觸發(fā)單元由TMS2812，32位DSP為主運(yùn)算單元，主要進(jìn)展矢量控制和電流調(diào)理義務(wù)，脈沖觸發(fā)分配由FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，最大程度的保證系統(tǒng)呼應(yīng)的實(shí)時(shí)性。整個(gè)調(diào)理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)16位并行總線和高速串行總線相連，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處置才干和可擴(kuò)展性。2.9 多PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)提升機(jī)是礦山咽喉設(shè)備，為滿足其高可靠性、高平安性要求，建立以網(wǎng)絡(luò)為銜接紐帶的多PLC冗余控制系統(tǒng)，用于完成提升機(jī)行程控制、邏輯操作和缺點(diǎn)維護(hù)、液壓制動(dòng)控制以及其他輔

37、機(jī)設(shè)備自動(dòng)控制等。PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，由多臺(tái)西門子S7-300PLC構(gòu)成，一切PLC均經(jīng)過(guò)MPI和PROFIBUS雙網(wǎng)銜接，從而保證了重要數(shù)據(jù)的同一性，每臺(tái)PLC的根本配置有：電源模塊、CPU模塊、數(shù)字量I/O模塊、A/D和D/A模塊以及通訊模塊等。1PLC提升行程控制要由行程監(jiān)控PLC、叁個(gè)軸編碼器(兩個(gè)裝在驅(qū)動(dòng)輪上，另一個(gè)裝在天輪上)和井筒同步開關(guān)裝在減速點(diǎn)前構(gòu)成。叁臺(tái)軸編碼器將提升機(jī)鋼繩在線速度和行程位置轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)分別送入PLC中，PLC將部分操作信號(hào)、維護(hù)信號(hào)以及設(shè)定的一些行程參數(shù)與軸編碼器信號(hào)結(jié)合起來(lái)進(jìn)展邏輯運(yùn)算處置，自動(dòng)產(chǎn)生提升機(jī)所需的速度給定信號(hào)(即運(yùn)轉(zhuǎn)曲線),為了盡量減少

38、起動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械沖擊，提高提升機(jī)控制精度，速度給定信號(hào)的加速、減速段為“S型曲線，減速段行程經(jīng)過(guò)PLC實(shí)踐運(yùn)算來(lái)調(diào)理減速度以保證其為一固定值，從而保證了停車點(diǎn)不變和停車點(diǎn)的精度。主要技術(shù)參數(shù)為： 傳感器：1增量式軸編碼器2048脈沖/轉(zhuǎn)2行程丈量范圍：000.00999.99,分辨率:0.01m3速度丈量范圍：00.0019.99,分辨率:0.01m/s主要功能為:1與操作維護(hù)PLC之間相互維護(hù)、相互監(jiān)視。2產(chǎn)生速度包絡(luò)曲線對(duì)提升機(jī)的速度進(jìn)展延續(xù)監(jiān)視。3提升機(jī)進(jìn)展法定實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以更平安、可靠和容易，經(jīng)過(guò)啟動(dòng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)開關(guān)，就可以將井筒長(zhǎng)度“縮短到一個(gè)特定預(yù)置的數(shù)值，提升容器以任何實(shí)驗(yàn)速度接

39、近“縮短了的井筒端部時(shí)，就會(huì)使提升機(jī)停車，這樣，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，各種維護(hù)的效果，以及制動(dòng)系統(tǒng)的效果，可以得到可靠的維護(hù)。4補(bǔ)償由于運(yùn)轉(zhuǎn)磨損帶來(lái)的鋼絲繩和滾筒直徑的變化及鋼絲繩滑動(dòng)引起的位置變化。詳細(xì)做法是，當(dāng)提升容器在井筒底部時(shí)按下標(biāo)定按鈕，提升機(jī)慢速提升一個(gè)循環(huán)即可，這種操作在軟件中得到了充分的平安維護(hù)。2操作維護(hù)PLC操作維護(hù)PLC的主要功能是：1執(zhí)行操作程序，生成開車信號(hào)和方向；2實(shí)現(xiàn)各種缺點(diǎn)維護(hù)及閉鎖。3與行程監(jiān)控PLC之間相互維護(hù)、相互監(jiān)視。3平安維護(hù)回路由操作維護(hù)PLC、閘控PLC與繼電器構(gòu)成雙線制提升機(jī)平安維護(hù)回路。提升機(jī)各部分的維護(hù)信號(hào)分為立刻施閘、井口施閘、電氣制動(dòng)和報(bào)警4類。其中

40、井口施閘、電氣制動(dòng)和報(bào)警類事故信號(hào)直接引入到PLC中，PLC將其處置后送監(jiān)視器顯示缺點(diǎn)類型并控制聲光報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警并施閘，而立刻施閘類事故信號(hào)除引入到PLC中處置、顯示、報(bào)警外，還直接引入到平安直動(dòng)回路，動(dòng)作施閘系統(tǒng)施閘。系統(tǒng)的平安回路有兩套，一套由PLC構(gòu)成，另一套為繼電器直動(dòng)回路，如下圖。圖15 各類維護(hù)表示圖系統(tǒng)的主要維護(hù)有：1立刻施閘類缺點(diǎn)維護(hù)就是說(shuō)發(fā)生以下各類缺點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)能立刻進(jìn)展平安制動(dòng)停車：高、低壓電源斷電； 整流逆變?nèi)秉c(diǎn);主回路過(guò)電壓或接地; 整流器過(guò)電流;逆變器過(guò)電流； 調(diào)理安裝電源缺點(diǎn);整流安裝缺點(diǎn); 錯(cuò)向操作;制動(dòng)油路系統(tǒng)缺點(diǎn); 軸編碼器缺點(diǎn);提升容器過(guò)卷; 變壓器調(diào)閘;提

41、升速度超越最大速度15%及減速段過(guò)速10%;提升容器到達(dá)終端位置時(shí)的速度超越2m/s；鋼絲繩滑動(dòng)超限; 按下平安制動(dòng)按鈕;定子、轉(zhuǎn)子回路缺點(diǎn)； 2終端施閘類缺點(diǎn)維護(hù)(就是說(shuō)發(fā)生以下各類缺點(diǎn)時(shí)，允許一次提升循環(huán)終了后再停車): 制動(dòng)油油溫超限； 電機(jī)溫度和主軸承溫度超限; 運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中通風(fēng)機(jī)缺點(diǎn); 變壓器溫度偏高。 閘盤缺點(diǎn)3 電氣制動(dòng)類缺點(diǎn)維護(hù)(就是說(shuō)發(fā)生以下各類缺點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)降低速度到1米/秒,然后再施閘停車):信號(hào)電源欠壓; 液壓制動(dòng)系統(tǒng)油溫偏高;液壓制動(dòng)系統(tǒng)油位偏低; 4制動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)液壓站各閥進(jìn)展控制和調(diào)理的電氣控制系統(tǒng)能與制動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，對(duì)接納的信號(hào)在控制器中加以處置，并對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)

42、進(jìn)展控制。自動(dòng)送閘 /施閘;油壓值的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)恒制動(dòng)力制動(dòng);液壓站的缺點(diǎn)信號(hào)。制動(dòng)系統(tǒng)的屏幕顯示包括在提升機(jī)電控系統(tǒng)中并由不延續(xù)電源供電。 操作臺(tái)及外部設(shè)備的作用3.1操作臺(tái)操作臺(tái)采用操作方便的分體式構(gòu)造，共由左操作臺(tái)、右操作臺(tái)和指示臺(tái)三部分構(gòu)成，左操作臺(tái)上有制動(dòng)手柄，高壓送電按鈕、磁場(chǎng)送電按鈕，快開控制按鈕，平安復(fù)位按鈕、緊停按鈕、燈實(shí)驗(yàn)按鈕、閘實(shí)驗(yàn)按鈕、過(guò)卷旁通按鈕等。右操作臺(tái)上有主令操作手柄、任務(wù)方式選擇開關(guān)、控制方式選擇開關(guān)、自動(dòng)控制按鈕和信號(hào)聯(lián)絡(luò)按鈕等。右側(cè)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，中間指示臺(tái)上有運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)顯示儀表、重要操作信號(hào)和缺點(diǎn)信號(hào)指示燈，顯示儀表有： 深度指示器：包括一套柱式顯示器粗針

43、和一套數(shù)字顯示器精針； 速度表； 液壓表； 可調(diào)閘毫安表； 定子電流表； 轉(zhuǎn)子電流表； 6KV電源電壓表。重要操作信號(hào)和缺點(diǎn)指示燈有： 1#高壓柜指示； 錠子送電指示； 轉(zhuǎn)子送電指示； 液壓站正常指示； 光滑站正常指示； 輔助電壓任務(wù)指示； 平安回路正常指示； 滿倉(cāng)指示； 主令零位 閘把零位等。司機(jī)可操作操作臺(tái)上的開關(guān)及按鈕來(lái)控制提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并經(jīng)過(guò)指示燈和顯示儀表以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及時(shí)了解提升機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀及運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。3.2上位機(jī)監(jiān)視部分：由上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，它可顯示：提升系統(tǒng)全貌及引見(jiàn)；主回路及勵(lì)磁回路；低壓系統(tǒng)；提升系統(tǒng)全貌；速度圖、力圖液壓制動(dòng)系統(tǒng)圖；消費(fèi)報(bào)表；缺點(diǎn)信息； 協(xié)助 如何

44、閱讀畫面等。上述一切畫面都是動(dòng)態(tài)畫面，它們反映了提升機(jī)一切的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)形狀以及缺點(diǎn)類型和缺點(diǎn)發(fā)生時(shí)間，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)能使司機(jī)對(duì)提升機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況一目了然，假設(shè)發(fā)生缺點(diǎn)，司機(jī)能及時(shí)從上位計(jì)算機(jī)上了解到缺點(diǎn)類型及位置，能及時(shí)通知維修人員排除缺點(diǎn)，從而縮短排除缺點(diǎn)時(shí)間，提高勞動(dòng)消費(fèi)率。3.3外部傳感器的安裝與作用1井筒開關(guān)：選用磁性非接觸開關(guān)，分別設(shè)置在井筒中過(guò)卷、齊平、同步、減速點(diǎn)等位置。2軸編碼器：選用2臺(tái)鞏固型編碼器分別安裝在導(dǎo)向輪和驅(qū)動(dòng)輪上。3測(cè)速機(jī)：選用與軸編碼器一體化的進(jìn)口產(chǎn)品，安裝在驅(qū)動(dòng)輪上。軸編碼器PG1信號(hào)進(jìn)入行控，軸編碼器PG3信號(hào)進(jìn)入主控PLC2，作為兩路完全獨(dú)立的行程和速度

45、監(jiān)測(cè)信號(hào)，行控PLC3實(shí)現(xiàn)速度控制，PLC2、PLC3分別實(shí)現(xiàn)有關(guān)行程和速度的監(jiān)視維護(hù)。經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊，PLC2和PLC3進(jìn)展行程和速度參數(shù)的相比較，實(shí)現(xiàn)鋼繩滑動(dòng)監(jiān)視及PG1和PG3的相互監(jiān)視。測(cè)速機(jī)TG1信號(hào)同時(shí)進(jìn)入主控PLC1和PLC2，用于速度的監(jiān)視維護(hù)，及測(cè)速機(jī)和軸編碼器的相互監(jiān)視。4軸編碼器PG3信號(hào)輸入調(diào)速控制計(jì)算機(jī)，用于閉環(huán)調(diào)速控制。5裝設(shè)一套井筒開關(guān)，用于完成控制與維護(hù)功能，包括：過(guò)卷開關(guān)、減速開關(guān)、停車開關(guān)、同步校正開關(guān)。第四章 兩種方案比較1能耗明顯降低：矢量控制全控雙饋調(diào)速方案與串電阻調(diào)速方式相比，節(jié)約了耗費(fèi)于轉(zhuǎn)子電阻回路中的能量，且在制動(dòng)過(guò)程中可以發(fā)電并回饋電網(wǎng)，每年可節(jié)

46、約電能耗費(fèi)約20-30%。2消費(fèi)效率大提高：目前系統(tǒng)的速度圖如下：圖16 新系統(tǒng)速度圖從改造前后的速度圖可看出：(1) 以上為改造后的速度圖，在最大速度沒(méi)有添加的情況下，加減速均取保守值。(2)提升時(shí)間：t總=5.5+10.72+99.15+9.1+7.7+3.3=.47s改造后速度圖 Vm/s Vbh=7.48m/sVm=6.5m/s V1=0.3m/s V2=1.5m/s Vp1=1.0m/s Vp2=0.5m/s Vp3=0.22m/sa(m/s 2)0 0.2 0.6 0 0.48 0.044 0.05 0.06 S(m) 15.4 32.6 630 44 8.6 2 0.4t(s)

47、3 6 8.2 96.9 11.5 11.3 5 2t總=3+6+8.2+96.9+11.5+11.3+5+2=143.9s圖17 老系統(tǒng)速度圖較目前系統(tǒng)提人163S 和提物155.62S減少運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為27.53和20.15秒目前絞車速度運(yùn)轉(zhuǎn)速度每勾因分量不同，速度在6米/秒至6.46米/秒之間，所以每勾時(shí)間不固定。改為轉(zhuǎn)子雙饋?zhàn)冾l系統(tǒng)后，調(diào)速性能同直流系統(tǒng)，速度按設(shè)定的S曲線運(yùn)轉(zhuǎn)，加速、減速、等速段固定，速度可控制為6.46米/秒，每勾時(shí)間固定，減少每勾運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。3調(diào)速性能：傳統(tǒng)TKD在啟動(dòng)和減速時(shí)都屬于有極調(diào)速，失量控制可實(shí)現(xiàn)類似直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)良調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。系統(tǒng)能自動(dòng)高精度地按設(shè)計(jì)的提升速度圖控制提升速度，系統(tǒng)的平安得到保證，極大地降低了支配難度；減速時(shí)電氣