【正文】 育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文 ） 說(shuō) 明 書 第 18 頁(yè) 子電流的負(fù)載分量，為使電動(dòng)機(jī)不過(guò)熱，負(fù)載能力要下降。 但是變極 對(duì) 數(shù)和變轉(zhuǎn)差率在調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng) 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。 1f — 定子頻率 (Hz)。 由電機(jī)學(xué)可知，轉(zhuǎn)差功 率 : 2Cuems PsPP ?? 式中 emP — 電磁功率 。 交流調(diào)速系統(tǒng)的控制量最基本上是轉(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)。 缺點(diǎn)：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，一般實(shí)際應(yīng)用限制在七電平，國(guó)外成熟產(chǎn)品以三電平 為主。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，則系統(tǒng)所用功率器件和傳感器數(shù)量將會(huì)急劇擴(kuò)大，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，故障點(diǎn)多，可靠性一般。其系統(tǒng)原理圖如圖 2 所示 圖 2 交 交變頻系統(tǒng)原理圖 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 ） 說(shuō) 明 書 第 12 頁(yè) 2. 交 直 交變頻 由全控器件組成的交直交變頻裝置逐漸成為大功率變頻器的發(fā)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)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)滿足大功率、高電壓的實(shí)際應(yīng)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 Sa 1Sa 2Sa 3Sa 4Sb 1Sb 2Sb 3Sb 4Sc 1Sc 2Sc 3Sc 4C 1C 2nabc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 ） 說(shuō) 明 書 第 13 頁(yè) 優(yōu)點(diǎn)：主回路拓?fù)浜?jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)矢量控制，采用相同結(jié)構(gòu)的前 端全控整流單元可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，系統(tǒng)整體功率密度水平和效率較高。 （ 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)等必須的外部控制端子。一般為 5 至 10 組低壓交流開關(guān)構(gòu)成。 （ 2）高壓饋電開關(guān)柜： 6KV高壓進(jìn)線開關(guān)，有使用和備用兩路輸入，具有失壓、過(guò)流、短路等保護(hù)功能，且具有計(jì)量檢測(cè)儀表。當(dāng)為正力時(shí) ,轉(zhuǎn)子接入幾段附加電阻 ,由 PLC 控制運(yùn)行 。 （ 3） 主減速階段。加速階段不實(shí)行閉環(huán)調(diào)節(jié) ,而以時(shí)間、速度為函數(shù) ,逐步短接轉(zhuǎn)子附加電阻 ,使提升電動(dòng)機(jī)從零速升至全速。 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)行方式 提升機(jī)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式 ,主要根據(jù)系統(tǒng)的力圖來(lái)確定。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)速成為可能，也就解決了上述問(wèn)題，特別適合我國(guó)國(guó)情。 （ 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，并與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，它可將系統(tǒng)中的運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)傳遞到網(wǎng)絡(luò)上，便于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管平頂山工業(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 ） 說(shuō) 明 書 第 7 頁(yè) 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。 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）硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障點(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 ） 說(shuō) 明 書 第 6 頁(yè) 路，元器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障點(diǎn)少，可靠性高；傳統(tǒng) TKD 系統(tǒng)則以分立元件為主，元器件多，線路復(fù)雜，故障點(diǎn)多，可靠性差。 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)的發(fā)展，交 直 交變頻技術(shù)發(fā)展越來(lái)越成熟，應(yīng)用也越來(lái)越廣。 （ 6)提升容器通過(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，不能達(dá)到穩(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。 （ 2)電阻分級(jí)切換，為有級(jí)調(diào)速，設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)，容易引起電氣及機(jī)械沖擊。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)。 關(guān)鍵詞 ：礦井交流提升機(jī) 變頻調(diào)速 PLC電控技術(shù)研究 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 ） 說(shuō) 明 書 第 4 頁(yè) 前 言 在煤礦生產(chǎn)中 ，礦井提升機(jī)起著非常重要的作用。 答辯委員會(huì) 人，出席 人 答辯委員會(huì)主任（簽字）： 答辯委員會(huì)副主任（簽字）： 答 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 ） 說(shuō) 明 書 第 1 頁(yè) 目 錄 目錄 ...................................................1 摘要 .. …………………………………………………………… .3 前言 ..................................................4 第一章 十一礦新副井提升絞車電控系統(tǒng)概況 ...............8 十一礦新副井絞車電控系統(tǒng)簡(jiǎn)介 .................................. 8 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)行方式 ................. 8 十一礦新副井絞車原來(lái)使用拖動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)框圖及功能 ............... 9 第二章 雙饋?zhàn)冾l調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)方案 ........................11 變頻技術(shù)簡(jiǎn)介 ................................................ 11 變頻調(diào)速的基本原理 .......................................... 15 雙饋調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和運(yùn)行原理 ................................ 19 電平雙 PWM 變換器 ............................................ 21 全控雙饋調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成 ........................................ 22 雙饋調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行方式 ........................................ 23 矢量控制全控雙饋調(diào)速方案 .................................... 24 全控雙饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ........................................ 25 多 PLC 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) .......................................... 27 第三章 操作臺(tái)及外部設(shè)備的作用 .........................31 操作臺(tái) ...................................................... 31 上位機(jī)監(jiān)視部分 .............................................. 32 外部傳感器的安裝與 作用 ...................................... 33 第四章 兩種方案比較 ........................................... 34 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 ） 說(shuō) 明 書 第 2 頁(yè) 總結(jié) . ............................................................ 37 參考文獻(xiàn) ........................................................... 39 致謝 ................................................................40 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 ） 說(shuō) 明 書 第 3 頁(yè) 基于 PLC 控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)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，由繼電器一接觸器構(gòu)成邏輯控制裝置。 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于 PLC 控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用 專題 (論文 )題目 : 指導(dǎo)老師 : 龐元俊 董德銘 答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué) 生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )材料 ,根據(jù)學(xué)生答辯情況 ,經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定 ,給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )成績(jī)?yōu)? 。 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. 生產(chǎn)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)行的故障率大幅減少； 5. 系統(tǒng)自動(dòng)化高，保護(hù)齊全，安全性高，減少了人工操作失誤率 。我國(guó)目前正在服務(wù)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 G— M 直流調(diào)速系統(tǒng)和晶閘管整流裝置供電的 V— M 直流調(diào)速系統(tǒng)。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)家能源消耗的重要手段。 （ 5)電動(dòng)機(jī)依靠轉(zhuǎn)子電阻獲得的低速，其運(yùn)行特性較軟。在提升機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)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)行升級(jí)換代。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