【正文】 。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級調(diào)速可分為電機(jī)串級調(diào)速、機(jī)械串級調(diào)速及晶閘管串級調(diào)速形式。串入的電阻越大，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。當(dāng)改變電動機(jī)的定子電壓時，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。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。在生產(chǎn)機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速等。 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(dǎo)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。這種直流調(diào)速系統(tǒng)稱 “晶閘管—電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)”簡稱“VM 系統(tǒng)” （V—晶閘管整流裝置） 。原動機(jī)一般采用交流感應(yīng)電動機(jī)或交流同步電動機(jī)，使直流電源以電機(jī)機(jī)組的形式構(gòu)成。其各有優(yōu)缺點(diǎn)，下面分別敘述。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(yùn)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。(6)采用新技術(shù)和節(jié)能設(shè)備，易于實(shí)現(xiàn)自動化控制和提高整個系統(tǒng)的工作效率。要保證負(fù)載變化時，提升速度基本上不受影響，防止負(fù)載不同時速降過大，影響系統(tǒng)正常工作(當(dāng)然，當(dāng)負(fù)載超過一定的限度時，還要求系統(tǒng)能有效的自我保護(hù)。要求速度平穩(wěn)，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大，能滿足各種運(yùn)行方式及提升階段(如加速、減速、等速、爬行等)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。綜合以上提升機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)以及礦山生產(chǎn)固有的特點(diǎn)，提升機(jī)工藝對提升機(jī)電控系統(tǒng)的要求如下：(1)加(減) 速度符合國家有關(guān)安全生產(chǎn)規(guī)程的規(guī)定。其給定的速度圖和力圖如圖 36 所示:LdF?1在加速段： , 。也就是說，在整個提升過程中，電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)切換兩次。其給定速度圖與力圖如圖 35 所示LF?3d在加速段其中 為加速力矩與勻速力矩之差1dF加速力矩為： ；01???L在勻速段，勻速力矩為： ；2L在減速段， ，但 ,所以減速段力矩為： ,3d?ldF3 03d3???FL其中 為減速力矩與勻速力矩之差；平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁在爬行段，爬行力矩為： ；04??LF根據(jù)此力圖可知，電動機(jī)在各段均工作在正向電動狀態(tài)。這意味著電動機(jī)不僅要工作在電動狀態(tài)，還應(yīng)能工作在制動狀態(tài)。提升機(jī)的負(fù)載靜力矩，決定于提升機(jī)輥筒承受的靜張力差，在雙罐籠的平衡提升系統(tǒng)中，力矩也就是提升物體的凈載重。as2當(dāng) 時, ,勻速運(yùn)行；0?CF時 , ，加速運(yùn)行；?時 , ,減速運(yùn)行。脈動爬行 ,此時電動機(jī)轉(zhuǎn)子串有大量的電阻 ,故mV4平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁有特性軟、不易控和電耗大等缺點(diǎn)。fI（3） 主減速階段 ：為使提升機(jī)準(zhǔn)確停車 ,在停車前應(yīng)進(jìn)行減速。投入動力制動時,盤式制動器松閘 ,將電動機(jī)的定子從交流電網(wǎng)上切除 ,并通過整流變壓器 T 和調(diào)壓模塊 ,向定子繞阻通以直流電 ,從而產(chǎn)生固定的直流磁場 ,由于慣性作5v用 ,旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子在固定磁場中運(yùn)動 ,轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生感應(yīng)電流 ,轉(zhuǎn)子電流與固定磁場相互作用便產(chǎn)生了制動力矩 ,此后電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由于制動作用而降低 。 提升機(jī)的速度圖和力圖合理地確定提升機(jī)的力圖和速度圖,可以提高其運(yùn)行的安全可靠性 ,以及減小電動機(jī)的功耗。提升時為正力,采取逐級接入轉(zhuǎn)子附加電阻和機(jī)械制動的方式。2. 勻速階段。1. 加速階段。觀覽車在一長度為 400 m、坡度為 35176。 罐 體 節(jié) 點(diǎn)的 連 接 主 要 有 鉚 接 、 栓 接 和 焊 接 三 種 。 3） 按罐籠的罐道型式可分為鋼絲繩罐道罐籠和剛性罐道罐籠兩種，剛性罐籠又可分為鋼軌罐道和組合鋼罐道。對于中、小型礦井，罐籠也可以作為主井提升，作為提升煤炭使用，罐籠是礦井提升中的重要設(shè)備之一。4）游動天輪的輪體除作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動外，還可以軸向移動，主要適用于串車提升。 、 鋼絲繩1．按捻制特性分：1）點(diǎn)接觸鋼繩2) 線接觸鋼繩3) 多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩4) 面接觸鋼絲繩5) 密封鋼絲繩2．結(jié)構(gòu)：單股、三股、4 股、6 股、8 股、18 股、35 股3．鋼絲繩規(guī)格表表 21 鋼絲繩規(guī)格表鋼絲繩結(jié)構(gòu) 鋼絲繩直徑mm允許偏差，mm最小破斷拉力，KN參考重量，kg/100m+0+013+0 天輪1. 天輪分類：①立井天輪，②鑿井天輪，③游動輪。加速階段是提升機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)起動加速到最高速度；等速階段是提升機(jī)的主要運(yùn)行階段，提升機(jī)以最高速度穩(wěn)速運(yùn)行；減速階段是提升機(jī)從最高速度減速到爬行速度；爬行階段是箕斗定位和準(zhǔn)備安全停車階段礦井提升的工作特點(diǎn)：箕斗在一定的距離（井深）內(nèi)，以較高的速度往復(fù)運(yùn)行，完成上升與下降的任務(wù)。 提升機(jī)的工作原理煤車廂與火車的運(yùn)貨車廂類似，只不過高度和體積小一些。 第二階段 t2：重車以最大速度穩(wěn)定運(yùn)行，一般這段時間最長。每提升一次運(yùn)行的時間，與系統(tǒng)的運(yùn)行速度、加速度 及井深有關(guān)。按提升繩的數(shù)量又分為單繩摩擦式礦井提升機(jī)和多繩摩 擦式礦井提升機(jī)。纏繞式礦井提升機(jī)大多用于年產(chǎn)量在 120 萬噸以下、井深小于 400 米的礦井中。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機(jī)和摩擦式礦井提升機(jī)。用鋼絲繩帶動容器（罐籠或箕斗）在井筒中升降，完成輸送物料和人員的任務(wù)。設(shè)計(jì)中充分考慮到保護(hù)系統(tǒng)惡劣的使用環(huán)境，采用控制功能強(qiáng)大的 PLC 來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型交流接觸器，簡化了控制線路，并應(yīng)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。本文介紹變頻器在提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。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(jī)改造中應(yīng)用。對于中、小型提升機(jī)，則多采用交流繞線式電動機(jī)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)。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。雖然礦井提升系統(tǒng)本身有一些安全保護(hù)措施，但是由于現(xiàn)場使用環(huán)境條件惡劣，造成了各種機(jī)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(hù)未能達(dá)到預(yù)期的效果，致使提升系統(tǒng)的事故至今仍未能消除。目前交流調(diào)速最有前途的是變頻調(diào)速技術(shù)， 在變頻調(diào)速技術(shù)中矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制都能滿足提升機(jī)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載這一特征，所以在提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中這兩種調(diào)速方案將是重要發(fā)展方向。改革開放以來，由于某些工程的急需，我國曾以很昂貴的價格從國外引進(jìn)一些提升機(jī)電控設(shè)備，這些引進(jìn)的提升機(jī)電控設(shè)備，有平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁的是晶閘管數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)，有的是交一交變頻的現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)。八十年代初，計(jì)算機(jī)又被用于提升機(jī)的監(jiān)視和管理。七十年代西門子發(fā)明矢量控制的交一交變頻原理后，標(biāo)志著可以用同步電動機(jī)來代替直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的技術(shù)時代已經(jīng)到來。這種控制系統(tǒng)存在可靠性差、操作復(fù)雜、故障率高、電能浪費(fèi)大、效率低等缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)主要采用繼電器接觸器進(jìn)行控制，這類提升機(jī)通常在電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串接附加電阻進(jìn)行啟動和調(diào)速。起初的提升機(jī)都是電動機(jī)通過減速機(jī)傳動卷筒的系統(tǒng)，后來先后出現(xiàn)了直流慢速電動機(jī)和直流電動機(jī)懸臂安裝直接傳動的提升機(jī)。早在七十年代，國外就將可編程控制器(PLC)應(yīng)用于提升機(jī)控制。就在國外科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展的時候，由于文化大革命的影響，我國沒有掌握世界上的技術(shù)發(fā)展動向，國內(nèi)有些很有作為的技術(shù)人員花許多精力在研究金屬水冷電阻之類的技術(shù)上，以至國內(nèi)這段時間在提升機(jī)電控技術(shù)方面沒有多少進(jìn)展，我國提升機(jī)電控系統(tǒng)很長時間都處于落后的狀況。近年來交流變頻調(diào)速技術(shù)迅速發(fā)展起來，調(diào)速方式的不斷進(jìn)步使得運(yùn)用于提升機(jī)系統(tǒng)的交流調(diào)速技術(shù)不僅僅局限于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子串電阻方式，變頻調(diào)速技術(shù)也越來越多地在提升機(jī)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，充分發(fā)揮出交流調(diào)速的優(yōu)勢。礦井提升系統(tǒng)具有環(huán)節(jié)多、控制復(fù)雜、運(yùn)行速度快、慣性質(zhì)量大、運(yùn)行特性復(fù)雜的特點(diǎn)，且工作狀況經(jīng)常交替轉(zhuǎn)換。電氣控制方式在很大程度上決定了提升機(jī)能否實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、安全、可靠地起制動運(yùn)行，避免了嚴(yán)重的機(jī)械磨損，防止較大的機(jī)械沖擊，減少機(jī)械部分維修的工作量，延長提升機(jī)械的使用壽命。這兩種系統(tǒng)大都采用數(shù)字控制方式實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的高自動化運(yùn)行，效率高，有準(zhǔn)確的制動和定位功能，運(yùn)行可靠性高，但造價昂貴，中小礦井難以承受。將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機(jī)是礦井提升機(jī)電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展方向。因此，變頻器在提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用具有十分廣闊的前景。本論文的研究目標(biāo)是將可編程控制器（PLC）與變頻器相結(jié)合并應(yīng)用于礦山實(shí)際生產(chǎn)中，對現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，提高精度，在更安全的范圍內(nèi)保證礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 5 頁第二章 提升機(jī)工作原理及機(jī)械結(jié)構(gòu) 提升機(jī)概述礦井提升機(jī)是礦井井下和地面的工作機(jī)械，是一種大型絞車。 礦井提升機(jī)主要由電動機(jī)、減速器、卷筒（或摩擦輪） 、制動系統(tǒng)、深度指 示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機(jī)驅(qū)動。雙筒的每個卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個容器， 運(yùn)轉(zhuǎn)時一個容器上升，另一個容器下降。摩擦式礦井提升機(jī)根據(jù)布置方式分為塔式 摩擦式礦井提升機(jī)（機(jī)房設(shè)在井筒頂部塔架上）和落地摩擦式礦井提升機(jī)（機(jī)房 直接設(shè)在地面上）兩種。 提升機(jī)無論正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，其工作過程是相同的，都有加速、穩(wěn)定運(yùn)行、減速、 爬行、制動停車五個階段。重車啟動后，加 速運(yùn)行，在加速時間內(nèi)，設(shè)備如果沒有問題，則立即再加速到正常運(yùn)行速度。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁第五階段 t5：快到停車位置時，變頻器立即停車，車減速到零，操作 工人發(fā)一個聯(lián)絡(luò)信號到井下，整個提升過程結(jié)束。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。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁適用用于：（200——300 米）滾筒 D= 米，L= 米。3）鑿井天輪用于立井鑿時懸吊吊盤及穩(wěn)繩。傳動方式：機(jī)械傳動，電氣傳動、流體傳動2. 在減速機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表中選擇合適型號的減速機(jī)廠家：江蘇泰興減速機(jī)長、上海銳進(jìn)減速機(jī)集團(tuán)價格：廠家和質(zhì)量不同，價格不同. 罐籠1. 用途：罐籠一般用于礦井的副井提升，作提升人員、礦石、設(shè)備、材料等。 2） 按罐籠的層數(shù)可分為單層、雙層和多層罐籠。罐 體 的 結(jié) 構(gòu) 型 主 要 有 扁 鋼 行 架 式 和 框 架 式 兩 種 ， 其 中 后 者 使 用 比 較 廣 泛 。韶關(guān)一旅游景點(diǎn)的斜井提升觀覽車其提升和下降的整個過程控制全部由可編程邏輯控制系統(tǒng)（PLC）自動完成 [6]。4 0 0 m 35?底端頂端X 0 1 4 x 0 0 4 x 0 0 6X 0 0 6 x 0 0 7 x 0 1 3圖 31 觀覽車提升系統(tǒng)平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁啟 動每 1 0 毫秒增加 1 2 則對應(yīng)電壓從0 v 增加到 7 . 5 v這 1 0 秒內(nèi)始終保持在 2 4 0 0 0對應(yīng)電壓為 7 . 5 v每 1 0 毫秒減掉 1 6 則對應(yīng)電壓從7 . 5 v 下降至 2 . 5 v這 2 0 秒內(nèi)始終保持在 8 0 0 0對應(yīng)電壓為 2 . 5 v每 1 0 毫秒減掉 1 6 則對應(yīng)電壓從2 . 5 v 下降至 0 v3 0 4 0 秒內(nèi)內(nèi)調(diào)用子程序 S B R _ 14 0 S = T = 6 0 S 時6 0 6 5 秒內(nèi)內(nèi)調(diào)用子