【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 生作用。限速裝置：提升速度超過(guò)3m/s的提升絞車(chē)必須裝設(shè)限速裝置，以保證提升容器（或平衡錘）到達(dá)終端位置時(shí)的速度不超過(guò)2m/s。如果限速裝置為凸輪板，其在１個(gè)提升行程內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度應(yīng)不小于270176。深度指示器失效保護(hù)裝置：當(dāng)指示器失效時(shí)，能自動(dòng)停電并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。閘間隙保護(hù)裝置：當(dāng)閘間隙超過(guò)規(guī)定值時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警或自動(dòng)斷電。松繩保護(hù)裝置：纏繞式提升絞車(chē)必須設(shè)置松繩保護(hù)裝置并接入安全回路和報(bào)警回路，在鋼絲繩松弛時(shí)能自動(dòng)斷電并報(bào)警。箕斗提升時(shí)，送繩保護(hù)裝置動(dòng)作后，嚴(yán)禁受煤倉(cāng)放煤。滿(mǎn)倉(cāng)保護(hù)裝置：箕斗提升的井口煤倉(cāng)倉(cāng)滿(mǎn)時(shí)能自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)斷電。減速功能保護(hù)裝置：當(dāng)提升容器（或平衡錘）達(dá)到設(shè)計(jì)減速位置時(shí)，能示警開(kāi)始減速。防止過(guò)卷裝置、防止過(guò)速裝置、限速裝置、減速功能保護(hù)裝置應(yīng)設(shè)置為相互獨(dú)立的雙線(xiàn)型式。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)分析比較，權(quán)衡各種控制方案的優(yōu)劣，結(jié)合提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)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(xiàn)式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)，變頻調(diào)速是通過(guò)改變定子供電頻率來(lái)達(dá)到電機(jī)調(diào)速的目的，無(wú)論轉(zhuǎn)速高低，其機(jī)械特性基本上與自然機(jī)械特性平行，能夠滿(mǎn)足提升機(jī)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(duì)提升系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)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(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展方向?；赑LC控制的大功率礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由動(dòng)力裝置、液壓站、變頻器、操作臺(tái)和控制監(jiān)視系統(tǒng)組成。各部分功能如下：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)。主電機(jī)通過(guò)減速器向卷筒提供牽引所需的動(dòng)力；液壓站：為提升機(jī)提供制動(dòng)力，停車(chē)時(shí)先通過(guò)液壓站給卷筒施加機(jī)械制動(dòng)力，再取消直流制動(dòng)力；提升機(jī)起動(dòng)時(shí)，先對(duì)電機(jī)施加直流制動(dòng)，再松開(kāi)機(jī)械抱閘，防止溜車(chē)，以保證系統(tǒng)安全可靠地工作。變頻調(diào)速器：是動(dòng)力裝置的能量供給單元，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。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。它是整個(gè)礦井提升機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的控制核心，通過(guò)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(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)啟動(dòng)、加速、平穩(wěn)運(yùn)行、減速、停車(chē)以及緊急制動(dòng)等各種控制功能?？刂票O(jiān)視系統(tǒng)：是操作人員和控制系統(tǒng)及運(yùn)輸系統(tǒng)之間的橋梁，它可以在線(xiàn)監(jiān)測(cè)提升機(jī)運(yùn)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：，系統(tǒng)內(nèi)部采用矢量控制思想，AC380V三相動(dòng)力電源由隔爆接線(xiàn)腔R,S,T 3個(gè)接線(xiàn)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(guò)交—直變換之后經(jīng)過(guò)逆變器，利用設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行逆變，使得輸出為某一相應(yīng)設(shè)定頻率的交流電，經(jīng)變頻后輸出U,V,W來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。變頻器輸出頻率的變化，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速變化，二者之間的關(guān)系近似線(xiàn)性。這樣，就起到了調(diào)速的作用。在提升過(guò)程中，控制提升機(jī)運(yùn)行的主速度給定S形速度曲線(xiàn)由PLC編程產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，由模擬量輸出口輸出，以驅(qū)動(dòng)變頻器工作；對(duì)變頻器輸出頻率的調(diào)整控制，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工況需要，由操作臺(tái)速度控制手柄以輔助給定的方式進(jìn)行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器可以檢測(cè)主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將此信號(hào)傳送給可編程控制器，PLC通過(guò)該信號(hào)可以累計(jì)計(jì)算提升機(jī)的行走距離。操作人員通過(guò)操作臺(tái)向PLC發(fā)送控制提升機(jī)運(yùn)行的控制命令?？刂票O(jiān)視系統(tǒng)通過(guò)與PLC的通信，將電動(dòng)機(jī)的所有運(yùn)行參數(shù)和故障參數(shù)都顯示出來(lái)，并對(duì)礦車(chē)的位置及速度進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控。為操作人員分析故障、判斷故障和處理提供依據(jù)。 本調(diào)速控制系統(tǒng)包括：日本三菱公司的可編程控制器FX2N80MR和變頻器各一臺(tái)。變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(hào)來(lái)控制變頻器的輸出頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)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(jìn)行，通過(guò)PLC輸出電壓信號(hào)(0～10V)來(lái)控制變頻器的頻率。此時(shí)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(yùn)行狀態(tài)并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)取出變頻器的異常信號(hào)送到PLC的輸入模塊，以作為變頻器的事故報(bào)警信號(hào)及安全制動(dòng)。為了與變頻調(diào)速系統(tǒng)配合，保證在啟動(dòng)力矩、低頻轉(zhuǎn)矩、過(guò)載能力等方面滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，選用冶金起重專(zhuān)用變頻電動(dòng)機(jī)。變頻電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和絕緣系統(tǒng)設(shè)計(jì)既考慮了對(duì)變頻器電源供電和寬范圍變頻調(diào)速的適應(yīng)能力，又體現(xiàn)了冶金及起重專(zhuān)用三相異步電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力大、機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)。與變頻調(diào)速良好的起、制動(dòng)功能相結(jié)合，特別適用于采用變頻調(diào)速，短時(shí)間或斷續(xù)周期運(yùn)行、頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)的場(chǎng)合，既能保證電動(dòng)機(jī)在高頻時(shí)的過(guò)載能力，又能在低頻時(shí)保持恒轉(zhuǎn)矩輸出。變頻調(diào)速單元采用森蘭SB61系列SB61G110KW通用變頻器。與標(biāo)準(zhǔn)的電壓—頻率控制裝置相比較，在速度參數(shù)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩都改變的情況下，VVCPLus的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)定性較優(yōu)越，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)全數(shù)字化的保護(hù)，即使在最?lèi)毫拥牟僮鳁l件下，也可確?？煽窟\(yùn)行。SB61G110KW具有國(guó)際領(lǐng)先的無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)和擬超導(dǎo)技術(shù)，使電機(jī)低速時(shí)機(jī)械特性變硬。同時(shí)具有短路、接地和過(guò)載保護(hù)功能。 SB61G110電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)主電路調(diào)速控制系統(tǒng)主電路主要部件的功能和原理：①空氣斷路器：過(guò)流過(guò)載保護(hù)；②交流接觸器：切斷電源和啟動(dòng)；③交流電抗器La：降低諧波，抑制浪涌電壓，改善功率因數(shù)；④噪聲濾波LB：減小變頻器產(chǎn)生的無(wú)線(xiàn)電干擾；⑤電抗器LA：用于抑制變頻器的輻射干擾和感應(yīng)干擾，抑制電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)⑥熱繼電器FR：斷相保護(hù)，過(guò)載保護(hù)；提升電動(dòng)機(jī)選擇一般電動(dòng)機(jī)的額定電流可以用如下公式計(jì)算，即： 根據(jù)上述公式對(duì)一般三相交流異步電動(dòng)機(jī)的額定電流計(jì)算得出：異步電動(dòng)機(jī)的額定電流與電動(dòng)機(jī)額定功率的關(guān)系為：如果U＝380V，電流大約為1kW是2A。因此．在選擇電動(dòng)機(jī)的保護(hù)元件時(shí)可以用1kw2A來(lái)估算電動(dòng)機(jī)的額定電流值，從而達(dá)到快速選擇保護(hù)元件的目的。本調(diào)速系統(tǒng)所選電動(dòng)機(jī)為：QABP系列三相異步變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。此系列的電機(jī)屬于防爆電機(jī)，防爆電機(jī)與普通電機(jī)的區(qū)別是運(yùn)行時(shí)沒(méi)有火花產(chǎn)生，適合礦井的應(yīng)用場(chǎng)合。： 8極電機(jī)技術(shù)參數(shù)（50HZ同步轉(zhuǎn)速750r/min）型號(hào)標(biāo)稱(chēng)功率/A額定電流/A額定轉(zhuǎn)矩/Nm額定轉(zhuǎn)速（r/min）功率因數(shù)最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 倍轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/Kg315M8A75148955741 變頻器的容量選擇在一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)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(dòng)機(jī)的額定電流，或者是變頻器所適配的電動(dòng)機(jī)功率大于當(dāng)前該電動(dòng)機(jī)的功率。另外礦用提升機(jī)屬于頻繁起動(dòng)、加減速運(yùn)轉(zhuǎn)，其變頻器容量的選定應(yīng)根據(jù)加速、恒速、減速等各種運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)平均電流(A)；：各運(yùn)行狀態(tài)下的時(shí)間；K0：安全系數(shù)(，)?？紤]到礦用電機(jī)性能上的差異及機(jī)械負(fù)載的波動(dòng)，本系統(tǒng)中所需電動(dòng)機(jī)的軸上功率為75KW。變頻器的選擇絞車(chē)升降的運(yùn)轉(zhuǎn)具有較大慣性，四象限運(yùn)行的特點(diǎn)，與其他傳動(dòng)機(jī)械相比對(duì)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(zhuān)為起重類(lèi)負(fù)載而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用變頻器，該系列產(chǎn)品采用了最優(yōu)的電機(jī)控制方法—矢量控制技術(shù)，它可以對(duì)所有交流電動(dòng)機(jī)的核心變量進(jìn)行控制，并把定子磁通、轉(zhuǎn)矩作為主要控制變量。其對(duì)負(fù)載的變化和瞬時(shí)掉電，能做出迅速響應(yīng)；開(kāi)環(huán)控制精度可以達(dá)到閉環(huán)矢量控制的精度（%～%），開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩階躍上升時(shí)間小于5 ms，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)200%，并具有有效的磁通制動(dòng)來(lái)提供最大可能的制動(dòng)力矩。尤其它還提供了絞車(chē)應(yīng)用宏程序，可以實(shí)現(xiàn)絞車(chē)過(guò)載保護(hù)、過(guò)卷保護(hù)、超速保護(hù)和各種故障監(jiān)控及報(bào)警，模塊化功能可方便實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)絞車(chē)同步控制，確保使用時(shí)安全快速運(yùn)行、故障處理容易、維護(hù)簡(jiǎn)單。根據(jù)變頻器所需容量，查變頻器型號(hào)規(guī)格：選擇森蘭SB61G110KW通用型變頻器。：型號(hào)電壓容量電流功率SB61G110KW400V110KW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(bào)警輸出口及制動(dòng)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器故障報(bào)警器和安全制動(dòng)，更有效的對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)。 聲光報(bào)警回路(1)、變頻器報(bào)警輸出的動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)“30B30C”串聯(lián)在KM1的線(xiàn)圈電路內(nèi)，當(dāng)變頻器因故障不能正常工作時(shí)，發(fā)出報(bào)警；同是報(bào)警輸出的常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，使KM1線(xiàn)圈失電，將變頻器與電源斷開(kāi)，進(jìn)行安全保護(hù)。為了保護(hù)報(bào)警輸出的觸點(diǎn)，在接觸器的線(xiàn)圈兩端，并聯(lián)阻容吸收電路（即RC震蕩電路）。(2)、聲光報(bào)警電路由報(bào)警輸出的動(dòng)合（常開(kāi)）觸點(diǎn)“30B30A”控制，當(dāng)變頻器跳閘時(shí)，觸點(diǎn)“30B30A”閉合，將報(bào)警指示燈HL和電笛HA接通，進(jìn)行聲光報(bào)警。另外如果其他設(shè)備出現(xiàn)故障，經(jīng)PLC檢測(cè)出來(lái)后，繼電器K4動(dòng)作，報(bào)警回路接通同樣也有聲光報(bào)警。與此同時(shí)，斷電器KA1得電，其觸點(diǎn)將聲光報(bào)警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報(bào)警能持續(xù)下去，直到工作人員按下ST1為止，報(bào)警才能解除。另外繼電器線(xiàn)圈和電笛線(xiàn)圈的兩端，也需要并聯(lián)阻容吸收電路，以保護(hù)變頻器內(nèi)部報(bào)警繼電器觸點(diǎn)。一、能耗制動(dòng)電路的作用以及構(gòu)成在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的降速和停機(jī)，是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這時(shí)：電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)在頻率剛減小的瞬間，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180176。，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。與此同時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降。從電動(dòng)機(jī)的角度來(lái)看，處于再生制動(dòng)狀態(tài)。由于直流電路的電能無(wú)法回輸給電網(wǎng)，盡管各部分電路還在消耗電能，但電容上仍有短時(shí)間的電荷堆積，形成“泵生電壓”，使直流電壓升高。過(guò)高的直流電壓將使各部分器件受到損害。因此，當(dāng)直流電壓超過(guò)一定值時(shí)，就要求提供一條放電回路，將再生的電能消耗掉。所以，從變頻調(diào)速系統(tǒng)的角度來(lái)看，拖動(dòng)系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速下降時(shí)減少的動(dòng)能，由電動(dòng)機(jī)“再生”電能后，在變頻器的直流電路中被消耗掉了。歸根結(jié)底，是通過(guò)消耗能量而獲得制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的，屬于能耗制動(dòng)狀態(tài)。用于消耗電動(dòng)機(jī)再生電能的電路，就是能耗制動(dòng)電路。，上下兩根為圖變頻器內(nèi)部的直流母線(xiàn)，當(dāng)電機(jī)處于減速狀態(tài)時(shí)，電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)處于發(fā)電的狀態(tài)。制動(dòng)單元用于采集直流母線(xiàn)上的電壓有多大，當(dāng)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，制動(dòng)單元內(nèi)部的大功率晶閘管導(dǎo)通，通過(guò)制動(dòng)電阻進(jìn)行放電，避免直流母線(xiàn)上電壓過(guò)高而損壞變頻器。當(dāng)變頻器的功率大于22KW時(shí)，變頻器就要使用外置的制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。本次設(shè)計(jì)選用變頻器功率為110KW，所以需要外置制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。通過(guò)變頻器手冊(cè)我們可以查詢(xún)到當(dāng)使用的電機(jī)為75KW時(shí)，需要的制動(dòng)電阻為3個(gè)20歐姆的電阻串聯(lián)，電阻的功率為18KW。能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：制作簡(jiǎn)單，對(duì)電網(wǎng)污染小；缺點(diǎn)是：電能浪費(fèi)，使制動(dòng)電阻周?chē)h(huán)境溫度升高。二、直流制動(dòng)單元能耗制動(dòng)和直流制動(dòng)配合使用能達(dá)到理想的制動(dòng)效果。(1)直流制動(dòng)原理：所謂直流制動(dòng)，就是向電