畢業(yè)設(shè)計：礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)改造設(shè)計說明書-wenkub.com
2024-11-29 16:26 本頁面
【正文】 如何使電動機(jī)、變頻器、制動組件的合理匹配是系統(tǒng)要良好運(yùn)行的關(guān)鍵。同時由于電動機(jī)不再需要頻繁地起動和停止，不必再由繼電器、接觸器進(jìn)行控制，使整個系統(tǒng)的壽命大為延長。 變頻調(diào)速裝置采用無觸點(diǎn)控制，電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)采用計算機(jī)控制，加上變頻調(diào)速裝置的功率器件及控制計算機(jī)模件均系德國進(jìn)口產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良可靠，維護(hù)量極低。這樣就提高了功率因數(shù)，減少了無功消耗，此項可節(jié)約電能 15％左右。 、節(jié)電性能 串電阻調(diào)速裝置在減速和重物下放時需投入動力制動，消耗外加直流電源功率，并將電動機(jī)的再生能量消耗在轉(zhuǎn)子電阻上。 上位機(jī)有如下顯示功能 ① 提升速度數(shù)字顯示， ② 容器位置數(shù)字顯示； ③ 液壓站油壓顯示； 21 ④ 提升勾數(shù)顯示 ； ⑤ 提升方向顯示； ⑥ 安全回路狀態(tài)顯示； ⑦ 檢修畫面顯示； ⑧ 提升容器位置柱狀圖顯示； ⑨ 提升速度實(shí)時曲線圖、速度保護(hù)包絡(luò)曲線圖顯示； ⑩ 歷史故障查詢顯示； ⑾ 操作方式顯示 。 六、上位機(jī)組態(tài)設(shè)計 上位機(jī)的主要功能 對提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)多畫面實(shí)時監(jiān)控， 對狀態(tài)、故障做到準(zhǔn)確 顯示和實(shí)時報警，具備齊全的人機(jī)對話及記錄顯示功能， 畫面上能直觀了解到提升機(jī)運(yùn)行的實(shí)時工況，發(fā)生故障時能自動彈出故障界面，并引起司機(jī)注意。當(dāng)閘瓦磨損開關(guān)動作時，PLC 會輸出保護(hù)信號，斷開安全回路，進(jìn)行安全制動。若司機(jī)將過卷復(fù)位開關(guān)位置扭錯，則不能開車，以保證開車方向與原開車方向相反。減速后，接近井口速度 超過 2m/s，則安全回路斷開。 等速段超速保護(hù) 當(dāng)提升機(jī)的運(yùn)行速度超過最大提升速度的 15%時， PLC 組成的“軟”安全回路和由繼電器組成的“硬”安全路同時斷開，實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。系統(tǒng)對這一現(xiàn)象進(jìn)行兩路保護(hù)，一路由油壓傳感器送 PLC 內(nèi)部進(jìn)行保護(hù)，另一路通過電接點(diǎn)壓力表上的觸點(diǎn)，在超壓時觸點(diǎn)的動作進(jìn)行硬保護(hù)，從而保證了更高的安全性。 安全 保護(hù) 回路的 組成 主令控制手柄零位聯(lián)鎖 當(dāng)主令控制手柄處于中間零位時，零位繼電器閉合，允許安全回路接通。 17 操作 與顯示 選用操作顯示一體化操作臺。 速度環(huán)的速度反饋信號來自提升電動機(jī)軸上安裝的旋轉(zhuǎn)編碼器 。 調(diào)繩調(diào)閘控制方式。 手動控制方式 —— 司機(jī)通 過控制手柄 給出給定速 度完成提 升機(jī)的 工作。 四、 PLC 控制系統(tǒng)及功能 雙 PLC 的熱備控制 選用兩套可編程控制器進(jìn)行主、輔控制，主 PLC 進(jìn)行控制時，輔 PLC進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)與控制用的 PLC 通 15 過電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，所有報警和操作信號都能在顯示器顯示，實(shí)現(xiàn)提升全過程的位置、速度監(jiān)控。 9） 主回路采用變頻調(diào)速、四象限運(yùn)行，應(yīng)用直接轉(zhuǎn)矩控制實(shí)現(xiàn)在任何負(fù)載條件下進(jìn)行最有效的控制，有較寬的調(diào)速范圍，并 帶有完善的保護(hù)功能，滿足主電機(jī)的安全運(yùn)行。對提升機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵信號（如速度、容器位置、安全保護(hù)、減速、過卷、限速等等）均采用雙線制多重保護(hù)。 4） 安全回路由一套硬安全回路、兩套軟安全回路構(gòu)成，軟安全回路的輸出點(diǎn)接入硬安全回路中。 2） 采用 PLC 控制的高新技術(shù)，保護(hù)功能齊全 。制動組件的平均放電能量大于平均回饋能量 。在某一轉(zhuǎn)速下，當(dāng)負(fù)載一定時，存在著一個最佳工作點(diǎn)。本系統(tǒng)使用 260kw 的電動機(jī)，配置佳靈牌 jp6c350kw 變頻器，采用提升特性專 用控制軟件，具有良好的性價比。該變頻器使電動機(jī)系統(tǒng)具有 2 倍的過載能力 (200%,1min)。 使該系統(tǒng)的可靠性更加穩(wěn)定。二極管 D1 和 D2 為隔離二極管，其主要作用是隔離正常逆變部分和回饋逆變部分。其中正常逆變過程是其核心部分，它改變電機(jī)定子的供電頻率，從而改變輸出電壓，起到調(diào)速作用。 s―― 轉(zhuǎn)差率 。 礦用提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 變頻器是通過改變電機(jī)定子供電頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn) 提升機(jī) 的調(diào)速。 系統(tǒng)平面布置示意圖： （供貨范圍 ： AC660V 電源柜； 操作臺 ； 變頻柜 ； AC380V 動力控制柜 ；PLC 柜 ； 制動電阻柜 ； 旋轉(zhuǎn)編碼器 ；其他外圍信號及行程開關(guān)；上位監(jiān)控系統(tǒng)； 660V 260KW 電機(jī)一臺。 輔助電源由礦 方原有 380V 提供 。 將 原 繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻的調(diào)速方式改為變頻調(diào)速方式，具體為 將 原有 6 千伏電壓經(jīng)變壓器變?yōu)榻涣?660V，通過變頻器驅(qū)動 AC660V 電動機(jī)運(yùn)行。為安全性考慮，液壓機(jī)械制動需要保留，并在設(shè)計過程中對液壓機(jī)械制動和變頻器的制動加以整合。變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來達(dá)到電機(jī)調(diào)速的目的，無論轉(zhuǎn)速高低，其機(jī)械特性基本上與自然機(jī)械特性平行，所消耗的轉(zhuǎn)差功率都基本不變，因此效率很高，有著明顯的節(jié)電效果，且調(diào)速的平穩(wěn)性大大提高。這種串電阻調(diào)速方式，利用控制器或磁力站對串入轉(zhuǎn)子回路中不同阻值的電阻進(jìn)行組合，達(dá)到調(diào)速目的。最后通過新舊系統(tǒng)的對比，說明了變頻技術(shù)在控制、自動化、節(jié)能及設(shè)備維修方面的優(yōu)點(diǎn)。這種串電阻調(diào)速方式，利用控制器對串入轉(zhuǎn)子回路中不同阻值的電阻進(jìn)行組合，達(dá)到調(diào)速目的。本方案需配置一臺變壓器（ 630KVA 6/） 和更換一臺AC660V 的電動機(jī)，電動機(jī)功率不變。 設(shè)計（論文）的研究目的、對象、目標(biāo)、內(nèi)容、方法： 研究目的： 改變提升機(jī)傳統(tǒng)的電控模式，采用變頻調(diào)速及 PLC 控制， 在節(jié)能、減少維修、 自動化方面都有很大提高。另外維修麻煩。 指導(dǎo)教師簽字： 2021 年 ４月 １２ 日 2 機(jī)械 設(shè)計及其自動化 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 指導(dǎo)教師 茹藝賓 學(xué)員名 陳輝 學(xué)號 20211140134053 設(shè)計題目 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)改造 設(shè)計（論文）選題來源： 目前在礦井提升機(jī)中，以繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻（金屬或液體電阻）調(diào)速為主。輔助電源由礦方原有 380V 提供。 設(shè)計內(nèi)容： 配置一臺變壓器（ 630KVA 6/） 和更換一臺 AC660V 的電動機(jī)，電動機(jī)功率不變。主要考慮的問題為：電機(jī)的底 座和基礎(chǔ)配套問題。 系統(tǒng)構(gòu)成 AC660V 電源柜； 操作臺； 變頻柜； AC380V 動力控制柜； PLC 柜；
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