【正文】 的 工 作 強(qiáng) 度 。 如 果 高 壓 變 頻 器 采 用 的 是能 量 回 饋 型 變 頻 器 ， 變 頻 器 將 會(huì) 把 這 種 電 能 回 饋 給 電 網(wǎng) 。 圖 224 是 變 壓 變 頻 主 電 路 原 理 圖 ， 圖 224 SPWM 變壓變頻器主電路原理圖SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12圖 中 VT1VT6 是 逆 變 器 的 六 個(gè) 全 控 是 功 率 開(kāi) 關(guān) 器 件 ， 它 們 個(gè) 有 一 個(gè) 續(xù) 流 二極 管 反 并 聯(lián) 接 。同理，當(dāng)由 VT3 和 VT6 交替導(dǎo)通 ，VT5 和 VT2 交替導(dǎo)通便可得到三相雙極式正弦波脈寬調(diào)制波形。它們被平均分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大部分，每部分具有 6 副三相小繞組，之間均勻相位移 10 度。 無(wú) 論 是 電 流 源還 是 電 壓 源 變 頻 器 產(chǎn) 生 共 模 電 壓 是 必 然 的 ?！? （ 11） 輸 入 功 率 因 數(shù) 高 ， 輸 出 電 壓 諧 波 含 量 小 ， 無(wú) 需 功 率 因 數(shù) 補(bǔ) 償 和 諧 波抑 制 器 。SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19操 作 臺(tái) ： 操 作 臺(tái) 設(shè) 置 兩 個(gè) 手 柄 ， 分 別 用 于 速 度 輔 助 給 定 及 制 動(dòng) 力 給 定 。 靠 性 高 ， 抗 干 擾 能 力 強(qiáng)這 是 PLC 用 戶 關(guān) 心 的 首 要 問(wèn) 題 。SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）213． 程 序 設(shè) 計(jì) 簡(jiǎn) 單 ， 易 學(xué) 易 懂PLC 是 一 種 工 業(yè) 自 動(dòng) 化 控 制 裝 置 ， 其 主 要 的 使 用 對(duì) 象 是 廣 大 電 氣 技 術(shù) 人 員 。 擬 量 控 制在 現(xiàn) 代 工 業(yè) 生 產(chǎn) 過(guò) 程 中 ， 除 必 不 可 少 的 開(kāi) 關(guān) 量 和 數(shù) 字 量 外 ， 還 有 許 多 連 續(xù)變 化 的 模 擬 量 ， 如 溫 度 、 壓 力 、 流 量 、 液 位 等 都 是 模 擬 量 。本調(diào)速系統(tǒng)選用日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N32M PLC，屬于整體式 PLC。輸 入 濾 波 器 調(diào) 節(jié) 功 能 可 以 用 輸 入 濾 波 器 平 整 輸 入 信 號(hào) （ 在 基 本 單 元 中 x000 到x017） 。兩者的差別是，當(dāng)極低頻率下電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩不足時(shí)，反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不能起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，直到頻率升高到電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)才能夠起動(dòng)。當(dāng)速度操作命令不為零時(shí)，PLC立即給出變頻器運(yùn)行指令，但速度指令為零，要經(jīng)過(guò)延時(shí)以后，才輸出對(duì)應(yīng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速指令給變頻器，同時(shí)輸出機(jī)械制動(dòng)解除指令給制動(dòng)控制電路。除少量能量會(huì)損耗在電動(dòng)機(jī)和變頻器內(nèi)部外，大部分位能都會(huì)回饋到變頻器的直流母線上。停止時(shí)，先輸出零速度指令而不撤消運(yùn)行指令，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零后，機(jī)械制動(dòng)閘瓦抱住，變頻器運(yùn)行指令才撤消。 提升機(jī)在快速、減速或急停時(shí)的再生發(fā)電能量處理問(wèn)題提升機(jī)屬于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。 時(shí) 鐘 功 能 和 小 時(shí) 表 功 能 在 所 有 的 FX2NPLC 中 都 有 實(shí) 時(shí) 時(shí)鐘 標(biāo) 準(zhǔn) 。8． 通 信 和 聯(lián) 網(wǎng)PLC 的 控 制 已 從 早 期 的 單 機(jī) 控 制 發(fā) 展 到 了 多 機(jī) 控 制 ， 實(shí) 現(xiàn) 了 工 業(yè) 自 動(dòng) 化 。近 年 來(lái) ， 隨 著 微 處 理 器 芯 片 及 其 有 關(guān) 元 器 件 的 價(jià) 格 大 幅 度 下 降 ， 使 得 PLCSS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22成 本 也 隨 之 下 降 。 某 些 PLC 的 生 產(chǎn) 廠 家 甚 至宣 布 ， 今 后 生 產(chǎn) 的 可 編 程 序 控 制 器 不 再 標(biāo) 明 可 靠 性 這 一 指 標(biāo) ， 因 為 對(duì) 可 編 程 序控 制 器 這 一 指 標(biāo) 已 毫 無(wú) 意 義 了 。 它 具 有 體積 小 、 功 能 強(qiáng) 、 程 序 設(shè) 計(jì) 簡(jiǎn) 單 、 靈 活 通 用 、 維 護(hù) 方 便 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 特 別 是 它 的 高 可靠 性 和 較 強(qiáng) 的 適 應(yīng) 惡 劣 工 業(yè) 環(huán) 境 的 能 力 更 是 得 到 用 戶 的 好 評(píng) 。各 部 分 功 能 如 下 ：311　 立 井 提 升 機(jī) 高 壓 變 頻 控 制 示 意 圖動(dòng) 力 裝 置 ： 包 括 主 電 機(jī) 、 減 速 器 、 卷 筒 、 制 動(dòng) 器 和 底 座 ， 完 成 人 、 物 、 料的 運(yùn) 輸 任 務(wù) ?！? （ 6） 系 統(tǒng) 的 整 流 單 元 、 逆 變 單 元 設(shè) 計(jì) ， 選 用 組 合 模 塊 化 積 木 結(jié) 構(gòu) ， 整 機(jī) 占地 面 積 小 、 重 量 輕 ， 便 于 安 裝 、 維 護(hù) 。 原因 在 于 共 模 電 壓 的 存 在 。以 6 單元串聯(lián)為例。 上述的為單極性 SPWM 控制方式，如果讓一橋臂上、下兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件交替地導(dǎo)通與關(guān)斷，則輸出脈沖在“正”和“負(fù)”之間變化，就得到雙極式的 SPWM 波形。所 謂 正 弦 波 脈 寬 調(diào) 制 （ SPWM） 波 形 ， 也 就 是 與 正 弦 波 等 效 的 一 系 列 等 副不 等 寬 的 矩 形 波 脈 沖 波 形 。⑤ 節(jié) 能 。② 工 作 可 靠 性 不 高 。?采用等加速的速度圖形，在速度的轉(zhuǎn)折點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生力的沖擊并造成電網(wǎng)尖峰負(fù)荷，這種速度圖形不適于采用晶閘管供電直流拖動(dòng)的大型摩擦提升機(jī)。它表達(dá)了提升容器在一個(gè)提升循環(huán)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，該速度圖包括六個(gè)階段，故稱為六階段速度圖。隨著工業(yè)進(jìn)步以及對(duì)人的價(jià)值的更加重視，礦井提升設(shè)備的高度可靠性已成為提升設(shè)備設(shè)計(jì)思想的重要內(nèi)容。SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3第一章 煤礦提升機(jī)167。 主 電 路 其 他 抗 干 擾 對(duì) 策 .................................52結(jié)　 論 ..............................................................54SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV參考文獻(xiàn) ............................................................55致 謝 .............................................................56附　 錄 ..............................................................58SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）V符號(hào)說(shuō)明V 代表速度，單位 m/s。 used PLC to enhance the protection and monitoring system, allowing the system to a more safe and reliable. Keywords： mine hoist electric controlled system PLC transducer transformationSS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III目 錄符號(hào)說(shuō)明 ............................................................IV前 言 ...............................................................1第一章 煤礦提升機(jī) ...................................................3167。 煤 礦 提 升 機(jī) 概 述 ...........................................3167。 a 代表加速度，單位：m/s；t 代表時(shí)間，單位 s；U代表電壓，單位伏（v） ；SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 前 言礦井提升設(shè)備是沿井筒升降人員，提升煤炭、礦石、器材的機(jī)械設(shè)備。 煤礦提升機(jī)概述目 前 ， 我 國(guó) 絕 大 部 分 礦 井 提 升 機(jī) (超 過(guò) 80%)采 用 傳 統(tǒng) 的 交 流 電 控 系 統(tǒng) 。突出安全性的另一重要原因是提升運(yùn)輸事故率在煤礦電事故中占有不可忽視的比例，其中惡性事故也時(shí)有發(fā)生，因此提高設(shè)備的安全性，增加監(jiān)測(cè)控設(shè)備以及后備保護(hù)等措施，是具有實(shí)際意義的。圖 141 六階段速度示意圖1）初加速階段 。這是因?yàn)榫чl管供電的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，轉(zhuǎn)矩的突變將立即通過(guò)晶閘管變流裝置SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7傳至電網(wǎng)，引起對(duì)電網(wǎng)的沖擊。 由 于 在 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 側(cè) 串 接 的 電 阻 很 多 ， 而 在 分 段 調(diào) 速 過(guò) 程中 通 常 采 用 接 觸 器 短 接 上 一 級(jí) 電 阻 ， 接 觸 器 的 壽 命 主 要 體 現(xiàn) 在 它 的 機(jī) 械 部 分 的 壽 命 。 當(dāng) 提 升 絞 車 處 于 向 上 提 升 狀 態(tài) 時(shí) ， 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 于 電 動(dòng) 狀 態(tài) 。 如 圖 223SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11? tOua )b )圖 6 3Ou? t圖 223 PWM 調(diào) 制 原 理 圖等 效 的 原 則 是 每 一 個(gè) 區(qū) 間 的 面 積 相 等 。調(diào)制方法與單極性相似，只是輸出脈沖電壓的極性不同。整套變頻器共有 18 個(gè)功率單元，每相由 6 臺(tái)功率單元相串聯(lián)，并組成 Y 形連接，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 在 低 壓 變 頻 器 領(lǐng) 域 ， 近 年 來(lái) 發(fā) 現(xiàn) 的 電 機(jī) 軸 承 損 壞 ， 共模 電 壓 就 是 影 響 之 一 ， 在 高 壓 變 頻 器 的 領(lǐng) 域 中 ， 共 模 電 壓 更 是 必 須 解 決 的 關(guān) 鍵問(wèn) 題 之 一 。　 （ 7） 裝 置 可 在 本 機(jī) 上 操 作 ， 也 可 實(shí) 現(xiàn) 遠(yuǎn) 距 離 外 控 ， 具 備 完 善 、 方 便 的 操 作功 能 選 擇 。 主 電 機(jī) 通 過(guò) 減 速 器 向 卷 筒 提 供 牽 引 所 需 的 動(dòng) 力 。 它 將 傳 統(tǒng) 的 繼 電器 控 制 技 術(shù) 和 現(xiàn) 代 計(jì) 算 機(jī) 信 息 處 理 兩 者 的 優(yōu) 點(diǎn) 結(jié) 合 起 來(lái) ， 成 為 工 業(yè) 自 動(dòng) 化 領(lǐng) 域中 最 重 要 、 應(yīng) 用 最 多 的 控 制 設(shè) 備 。 經(jīng) 過(guò) 大 量 實(shí) 踐 ， 人 們 發(fā) 現(xiàn) PLC 系 統(tǒng) 在 使 用 中發(fā) 生 的 故 障 ， 大 多 是 由 于 PLC 的 外 部 開(kāi) 關(guān) 、 傳 感 器 、 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 引 起 的 ， 而 不 是PLC 自 身 的 問(wèn) 題 產(chǎn) 生 的 。 與 此 同 時(shí) ， PLC 的 性 能 卻 在 不 斷 完 善 ， 功 能 也 在 增 多 增 強(qiáng) ，應(yīng) 用 領(lǐng) 域 也 在 逐 漸 拓 寬 ， 使 PLC 的 應(yīng) 用 已 由 早 期 的 開(kāi) 關(guān) 邏 輯 到 現(xiàn) 在 工 業(yè) 控 制 的各 個(gè) 領(lǐng) 域 ?，F(xiàn) 代 的 PLC 一 般 都 具 有 通 信 功 能 ， 應(yīng) 用 遠(yuǎn) 程 I/O 模 塊 ， 可 實(shí) 現(xiàn) 遠(yuǎn) 程 控 制 ， 應(yīng) 用通 信 模 塊 ， 可 實(shí) 現(xiàn) PLC 與 PLC、 PLC 與 計(jì) 算 機(jī) 之 間 的 通 信 。 時(shí) 間 設(shè) 置 和 比 較 指 令 易 于 操 作 。位能負(fù)載調(diào)整的應(yīng)用價(jià)值主要在于抑制機(jī)械和電氣沖擊造成的有害影響，其變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要注意的主要方面是低速下的轉(zhuǎn)矩輸出能力、機(jī)械制動(dòng)配合關(guān)系以及位能功率的釋放問(wèn)題。顯然，這樣來(lái)解決配合關(guān)系要求變頻器處于轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制模式，而且要有比較快的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。如果提升和下放操。外部操作命令只有一個(gè)，即速度操作命令。實(shí)際上，反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載只要一起動(dòng)，也是以全轉(zhuǎn)矩加在電動(dòng)機(jī)軸上的。 持 續(xù) 掃 描 功 能 為 應(yīng) 用 所 需 求 的 持 續(xù) 掃 描 時(shí) 間 定 義 操 作 周 期 。 因 此 ， PLC 是 實(shí) 現(xiàn) 工 業(yè) 生 產(chǎn) 自 動(dòng) 化 的 理想 工 業(yè) 控 制 裝 置 。 PLC 具 有 較 強(qiáng) 的 邏 輯 運(yùn) 算 能 力 ， 可以 實(shí) 現(xiàn) 各 種 開(kāi) 關(guān) 量 從 簡(jiǎn) 單 到 復(fù) 雜 的 邏 輯 控 制 。 在 確 定 了 PLC 的 硬 件 配 置 和I/O 外 部 接 線 后 ， 用 戶 所 做 的 工 作 只 是 程 序 設(shè) 計(jì) 而 已 。SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20由 于 工 業(yè) 控 制 現(xiàn) 場(chǎng) 被 控 對(duì) 象 的 多 樣 性 和 復(fù) 雜 性 ， 可 編 程 序 控 制 器 的 使 用 環(huán)境 的 特 殊 性 和 運(yùn) 行 工 作 的 連 續(xù) 長(zhǎng) 期 性 ， 使 得 可 編 程 序 控 制 器 在 設(shè) 計(jì) 、 結(jié) 構(gòu) 上 具有 許 多 其 他 控 制 器 無(wú) 法 比 擬 的 特 點(diǎn) 。變 頻 器 ： 是 動(dòng) 力 站 的 能 量 供 給 單 元 ， 通 過(guò) 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(dòng) 機(jī) ， 以 達(dá) 到 控 制 交 流 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 的 目 的 ?！? （ 10） 具 備 全 面 的 故 障 監(jiān) 測(cè) 、 可 靠 的 故 障 報(bào) 警 保 護(hù) 功 能 ?！?　 共 模 電 壓 也 是 對(duì) 外 產(chǎn) 生 干 擾 的 原 因 ， 特 別 是 長(zhǎng) 線 傳 輸 設(shè) 備 ?！　∽冾l器的輸入部分是一臺(tái)移相變壓器，原邊 Y 形連接，副邊采用沿邊三角形連接，共 18 副三相繞組，分別為每臺(tái)功率單元供電。所以相電壓是以+Us/2 和Us/2 為幅值作正、負(fù)跳變的脈沖波形。 這 樣 ， 由 n 個(gè) 等 幅 不 等 寬 的 矩 形 所 組 成 的 波 形 就 與 正 弦 波 的 半 周 等效 ， 稱 作 SPWM 波 形 。 當(dāng) 提 升 絞 車 處 于 下放 狀 態(tài) 時(shí) ， 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 于 發(fā) 電 狀 態(tài)