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)用畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 基于plc控制的變頻調(diào)速系 系統(tǒng)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用 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）任務(wù)書姓名 張 熙 專業(yè) 機(jī)電一體化 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2011 年 2 月 26 日設(shè)計(jì)（論文）開始日期 2011 年 2 月 26 日設(shè)計(jì)（論文）完成日期 2011 年 5 月 29 日設(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 a 編制設(shè)計(jì) b 設(shè)計(jì)專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 龐元俊 董德銘 系(部)主 任 年 月 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評語第 頁共 頁學(xué)生姓名: 張 熙 專業(yè): 機(jī)電

2、一體化 年級: 09級 畢業(yè)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 評閱人: 指導(dǎo)教師: (簽字) 年 月 日成 績: 系(院)主任: (簽字) 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)及答辯評語: 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會記錄 系 專業(yè),學(xué)生 于 年 月 日 進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯。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)答辯委員會討論評定,給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員

3、會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， ， ， 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81.1 十一礦新副井絞車電控系統(tǒng)簡介81.2十一礦新副井原來轉(zhuǎn)子切電阻調(diào)速電動機(jī)運(yùn)行方式81.3十一礦新副井絞車原來使用拖動系統(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112.1變頻技術(shù)簡介112.2變頻調(diào)速的基本原理152.3雙饋調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和運(yùn)行原理192.4電平雙pwm變換器212.5全控雙饋調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成222.6雙饋調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行方式232.7矢量控制全控雙饋調(diào)速方案242.8全控雙饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)252.9多plc網(wǎng)絡(luò)

4、控制系統(tǒng)27第三章 操作臺及外部設(shè)備的作用313.1操作臺313.2上位機(jī)監(jiān)視部分323.3外部傳感器的安裝與作用33第四章 兩種方案比較34 總結(jié).37參考文獻(xiàn)39致謝.40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 要目前我國礦井提升機(jī)中的大多交流異步電機(jī)拖動系統(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。本文以安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點(diǎn)，以可靠性原則為依據(jù)，對礦井交流提升機(jī)電控系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速部分，進(jìn)行改革，由可編程控制器(plc)控制的變頻調(diào)速控制代替原有的串，切電阻的調(diào)速方式。本文以jkmd-3.5x4le型多繩摩擦提升機(jī)為例，

5、提出了研究設(shè)計(jì)方案，并且在中平能化集團(tuán)十一礦新副井提升絞車上成功實(shí)施。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)自動化高，保護(hù)齊全，安全性高，減少了人工操作失誤率。關(guān)鍵詞：礦井交流提升機(jī) 變頻調(diào)速 plc電控技術(shù)研究前 言在煤礦生產(chǎn)中，礦井提升機(jī)起著非常重要的作用。礦井提升是礦井生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它的任務(wù)是提升有用礦物和矸石；升降人員和設(shè)備；下放材料等。提升機(jī)電控裝置的技術(shù)性能，既直接影響礦山生產(chǎn)的效率及安全，又代表著礦井提升機(jī)發(fā)展的整體

6、水平，是礦井安全生產(chǎn)中重中之重的一大環(huán)節(jié)。我國目前正在服務(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)與直流電動機(jī)組成的gm直流調(diào)速系統(tǒng)和晶閘管整流裝置供電的vm直流調(diào)速系統(tǒng)。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)。而這種電控系統(tǒng)存在著很多的問題:（l) 電機(jī)轉(zhuǎn)差功率全部消耗于轉(zhuǎn)子電阻回路中，而提升機(jī)有較長時(shí)間運(yùn)行在重載加速、減速的工況下，此時(shí)轉(zhuǎn)差功率非常大，這就造成了巨大的能源浪費(fèi)。根據(jù)有關(guān)調(diào)查研究 ，我國2006年的電能消耗中，6070%為動力電；而在總?cè)萘扛哌_(dá)5.8億kw的電動機(jī)總?cè)萘恐?，卻只有不到2000萬kw的電動機(jī)是采用

7、節(jié)能型的變頻調(diào)速方式。電機(jī)節(jié)能，特別是大型電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能是降低國家能源消耗的重要手段。（2)電阻分級切換，為有級調(diào)速，設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)，容易引起電氣及機(jī)械沖擊。（3)繼電器、接觸器頻繁動作，電弧燒蝕觸點(diǎn)，影響接觸器使用壽命，維修成本較高。（4)交流繞線異步電動機(jī)的滑環(huán)存在接觸不良問題，容易引起設(shè)備事故。（5)電動機(jī)依靠轉(zhuǎn)子電阻獲得的低速，其運(yùn)行特性較軟。（6)提升容器通過給定的減速點(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。上述問題使提升機(jī)運(yùn)行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。因此，需研制更加安全可靠的控制系統(tǒng)，使提升機(jī)運(yùn)行的可靠性和

8、安全性得到提高。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)，對原有提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級換代。在八十年代后期，特別是九十年代以來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，交-直-交變頻技術(shù)發(fā)展越來越成熟，應(yīng)用也越來越廣。因此，以全數(shù)字變頻控制技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的tkd控制方式已經(jīng)成為一種趨勢。其控制方式為“全數(shù)字變頻調(diào)速+多plc冗余控制+上位機(jī)監(jiān)控”全數(shù)字電控系統(tǒng)。與原系統(tǒng)相比較新系統(tǒng)存在能耗小、噪音低，特別是配備全數(shù)字控制系統(tǒng)時(shí)可靠性更高、維護(hù)極為方便的優(yōu)點(diǎn)。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)模集成電路，元器

9、件少，結(jié)構(gòu)簡單，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。（2）可控精度高，工作穩(wěn)定性好全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)設(shè)有微處理器，整個(gè)控制功能與調(diào)速算法均由軟件完成，控制參數(shù)一經(jīng)確定，就不會發(fā)生改變，所以控制精度高，工作穩(wěn)定性好；而老式電控系統(tǒng)的控制功能與調(diào)速算法均由硬件實(shí)現(xiàn)，控制參數(shù)離散性大，控制精度低，工作穩(wěn)定性差。（3）故障自診斷能力強(qiáng)，大大降低使用維護(hù)成本全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)中，硬件工作狀態(tài)可以通過軟件來反映，軟件運(yùn)行情況也可以通過硬件來監(jiān)視，這樣硬、軟件故障可以通過指示直接反映出來，維護(hù)方便。（4）具有較高的可構(gòu)置性，擴(kuò)展方便，運(yùn)行靈活性高全數(shù)字

10、電控系統(tǒng)硬件采用以總線聯(lián)系的模塊化結(jié)構(gòu)，控制算法和系統(tǒng)控制采用軟件完成，具有較高的可構(gòu)置性，在系統(tǒng)投入運(yùn)行以后，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和系統(tǒng)要求的提高，可以進(jìn)行功能擴(kuò)展，具有較高的運(yùn)行靈活性；而原電控系統(tǒng)一經(jīng)設(shè)計(jì)完成，就無法進(jìn)行功能擴(kuò)展，具有功能單一，運(yùn)行靈活性差的缺點(diǎn)。（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。（6）性能價(jià)格比高一方面，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，集成器件的成本越來越低，這樣全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)的成本將越來越低；另一方面，全數(shù)字調(diào)速電控系

11、統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能強(qiáng)大，因此具有很高的性能價(jià)格比。進(jìn)一步來說，全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)發(fā)展成熟，因此在傳動領(lǐng)域采用全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)并大力發(fā)展是一種必然趨勢，它終將取老式調(diào)速電控系統(tǒng)。盡管礦井變頻調(diào)速提升機(jī)全數(shù)字電控系統(tǒng)具有以上特點(diǎn)，但針對我國礦山常用的高壓繞線式異步電動機(jī)拖動的提升機(jī)而言，仍然因元件耐壓等因素而難以實(shí)現(xiàn)，采用電平疊加的方式解決了耐壓問題，但終究因變壓器、器件等損耗而使得效率較低，且價(jià)格昂貴。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)，于是針對高壓繞線異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子雙饋?zhàn)儔鹤冾l調(diào)速成為可能，也就解決了上述問題，特別適合我國國情。第一章

12、十一礦新副井提升絞車電控系統(tǒng)概況1.1 十一礦新副井絞車電控系統(tǒng)簡介十一礦新副井絞車是一套主導(dǎo)輪直徑為3.5米的落地式摩擦輪交流絞車，型號為jkmd3.54（）e（pds），電機(jī)功率800kw，提升高度為724米，最大提升速度為6.46米/秒；以前的電控系統(tǒng)采用焦作華飛電力電子工業(yè)有限公司的tkd系統(tǒng)，采用“繞線異步電機(jī)+轉(zhuǎn)子串電阻加速+高壓接觸器換向+低頻拖動減速”的控制方式；轉(zhuǎn)子切電阻調(diào)速，能耗高，效率低。按照09年安全治理項(xiàng)目計(jì)劃，對新副井電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，新系統(tǒng)為“全數(shù)字轉(zhuǎn)子雙饋?zhàn)冾l調(diào)速+多plc冗余控制+上位機(jī)監(jiān)控”全數(shù)字電控系統(tǒng)。改造后可降低能耗20-30%，生產(chǎn)效率、調(diào)速性能可大

13、大提高，系統(tǒng)自動化程度，減少人工操作失誤率。1.2 十一礦新副井原來轉(zhuǎn)子切電阻調(diào)速電動機(jī)運(yùn)行方式提升機(jī)電動機(jī)的運(yùn)行方式 ,主要根據(jù)系統(tǒng)的力圖來確定。（1） 加速階段。提升時(shí)為正力 ,采用電動加速。下放時(shí)為負(fù)力 ,若負(fù)力值較小 ,可考慮自由加速 ,并配合使用盤式制動器 ,若負(fù)力值較大 ,則采用動力制動加速。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 ,使提升電動機(jī)從零速升至全速。（2） 勻速階段。提升時(shí)為正力 ,采用電動拖動。下放時(shí)為負(fù)力 ,采用能耗制動、閉環(huán)控制 ,單閉環(huán)速度控制系統(tǒng)由與距離有關(guān)的理想速度給定電路、速度負(fù)反饋電路、pid 調(diào)節(jié)器、移相觸發(fā)電路及雙向可

14、控硅能耗制動電路組成 ,下放速度由 pid 調(diào)節(jié)。（3） 主減速階段。提升時(shí)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。下放時(shí)為負(fù)力 ,一方面接入轉(zhuǎn)子附加電阻 ,另一方面增大制動電流并輔以機(jī)械制動方式減速。（4） 爬行階段。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;當(dāng)為負(fù)力時(shí) ,在能耗制動方式下接入轉(zhuǎn)子附加電阻。1.3 十一礦新副井絞車原來使用拖動系統(tǒng)系統(tǒng)框圖及功能圖1 轉(zhuǎn)子切電阻調(diào)速系統(tǒng)原理圖（1）主控部分：包括操作臺和雙plc控制柜，是該系統(tǒng)的心臟。它取代了傳統(tǒng)的操作臺、給定裝置、控制屏、穩(wěn)壓電源、深度指示器、后備保護(hù)、軸瓦溫度指示、安全回路動作指示、故障記錄儀等，

15、還能完成傳統(tǒng)系統(tǒng)根本不可能實(shí)現(xiàn)的許多功能。（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、過流、短路等保護(hù)功能，且具有計(jì)量檢測儀表。（3）高壓、低頻換向柜：在加速、等速向電機(jī)定子施加交流高壓，并完成換向功能：在減速段和爬行段向電機(jī)定子施加直流或低壓電源，使電機(jī)處于可控制狀態(tài)。（4）低頻電源柜：可調(diào)幅值的低頻電源，完成減速段負(fù)力時(shí)的制動，為晶閘管交交無環(huán)流低頻電源。（5）磁力站：用于改變轉(zhuǎn)子回路金屬電阻接入量的大小，用來調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速。一般為5至10組低壓交流開關(guān)構(gòu)成。（6）金屬電阻：轉(zhuǎn)子回路的三組調(diào)速電阻，每組分成8級或5級、10級；一般為生鐵電阻，用于速度調(diào)節(jié)。（7

16、）變壓器：將6000v高壓變成與低頻電源相適應(yīng)的低電壓。（8）編碼器：與主滾筒及導(dǎo)向輪同軸，將旋轉(zhuǎn)量變成數(shù)字變化量加到plc中，給出容器位置、按行程的速度給定和計(jì)算出當(dāng)前速度。（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。（10）低壓電源：三相四線制380v控制電源。（11）主電機(jī)：提升機(jī)拖動電動機(jī)為繞線轉(zhuǎn)子型。第二章 雙饋?zhàn)冾l調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)方案2.1 變頻技術(shù)簡介目前，在高耗能的大功率交流提升系統(tǒng)領(lǐng)域，采用節(jié)能降耗的高效變頻電控設(shè)備已成為大趨勢，國內(nèi)外主流的大功率變頻設(shè)備主要有以下幾種：1. 交-交變頻由晶閘管（scr

17、）組成的交交變頻器可滿足交流提升的四象限運(yùn)行要求，調(diào)速性能較好，但需選配低速電機(jī)，運(yùn)行時(shí)諧波大，對電網(wǎng)污染嚴(yán)重，功率因數(shù)低，必須加裝諧波抑制和無功補(bǔ)償裝置，目前國外已不再推廣交交變頻產(chǎn)品，其原有產(chǎn)品也已即將停止備件供應(yīng)和相關(guān)售后服務(wù)。其系統(tǒng)原理圖如圖2所示圖2 交-交變頻系統(tǒng)原理圖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問題，往往采用相應(yīng)的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來滿足大功率、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

18、壓變頻器原理圖優(yōu)點(diǎn)：主回路拓?fù)浜唵?，易于?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。缺點(diǎn)：需施加動、靜態(tài)均壓措施，系統(tǒng)可靠性較差，輸出波形畸變率較大，du/dt高，輸出電壓、電流諧波含量大，對高壓電機(jī)繞組絕緣有潛在威脅，實(shí)際應(yīng)用需加裝正弦波輸出濾波器，同時(shí)emi影響較重，威脅自身控制系統(tǒng)和其他電子設(shè)備的正常運(yùn)行。 （b）多獨(dú)立電源級聯(lián)型多電平高壓變頻器 圖5 多獨(dú)立電源級聯(lián)型多電平高壓變頻器原理圖優(yōu)點(diǎn)：采用單元化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將多個(gè)單相全橋單元疊加起來，采用載波移相等pwm調(diào)制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多電平疊加輸出，系統(tǒng)電平數(shù)越多，輸出波形越接近于正弦，du/

19、dt低，可不用輸出濾波器而直接應(yīng)用于普通電機(jī)，系統(tǒng)冗余度較好。 缺點(diǎn)：較難實(shí)現(xiàn)高性能矢量控制，目前大多應(yīng)用于調(diào)速要求不高的風(fēng)機(jī)、水泵等應(yīng)用場合。系統(tǒng)功率器件數(shù)量眾多，如對每個(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。 （c）鉗位型多電平高壓變頻器圖6 鉗位型多電平高壓變頻器優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，功率布局配置合理，功率密度高，符合大功率變頻器的發(fā)展方向。輸出波形畸變率、du/dt、emi等指標(biāo)較兩電平方式有較大改善。采用背靠背雙三電平結(jié)構(gòu)可

20、按照“電網(wǎng)-變頻器-電機(jī)”一體化方式進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，在實(shí)現(xiàn)高性能矢量控制的同時(shí)，對于網(wǎng)側(cè)諧波含量、網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)等關(guān)鍵指標(biāo)均有良好控制效果。 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，國外成熟產(chǎn)品以三電平為主。du/dt對高壓電機(jī)的絕緣影響仍不容忽視，在6kv及以上高壓應(yīng)用場合仍需選配正弦波輸出濾波器。2.2 變頻調(diào)速的基本原理異步電機(jī)的vvvf調(diào)速系統(tǒng)一般簡稱變頻調(diào)速系統(tǒng)。由于在變頻調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)差功率不變，在各種異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中效率較高，同時(shí)性能也最好，故是交流調(diào)速的主要發(fā)展方向。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

21、同的用途適當(dāng)組合可構(gòu)成各種閉環(huán)系統(tǒng)。異步電動機(jī)定子對稱的三相繞組中通入對稱的三相交流電，在電機(jī)氣隙內(nèi)會產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，其旋轉(zhuǎn)速度為同步轉(zhuǎn)速 式中定子繞組電源頻率;p電機(jī)磁極對數(shù)。異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差率 則異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速由上式可知，異步電動機(jī)調(diào)速方法有如下幾種a.變同步轉(zhuǎn)速:變極p、變頻、b.變轉(zhuǎn)差率s:定子調(diào)壓、轉(zhuǎn)子串電阻、電磁轉(zhuǎn)差離合器、串極調(diào)速。由電機(jī)學(xué)可知，轉(zhuǎn)差功率:式中電磁功率;cu2轉(zhuǎn)子銅耗。由式可知，變頻調(diào)速與變極調(diào)速為轉(zhuǎn)差功率不變型不論其轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率消耗基本不變，因此調(diào)速效率為最高。由電機(jī)與電力拖動可知，異步電動機(jī)等效電路如圖7所示，圖7 異步電動機(jī)等效電路對交流異步電動機(jī)進(jìn)行

22、變頻調(diào)速，交流異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 表達(dá)式為:式中: 同 步轉(zhuǎn)速 (r/min); 定子頻率(hz); 磁極對數(shù)。而異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為:式中:s -異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率 改變異步電動機(jī)的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行。當(dāng)然，也可以通過改變轉(zhuǎn)差率，和磁極對數(shù)n ，來改變異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 但是變極 對 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。交流變頻器正是通過均勻的改變輸入異步電動機(jī)定子的供電頻率來調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的。對異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，希望電動機(jī)的主磁通保持不變。磁通太弱，鐵心利用不充分，同

23、樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)的負(fù)荷能力下降;磁通太強(qiáng)，則由于過勵(lì)磁狀態(tài)，使勵(lì)磁電流過大，這就限制了定子電流的負(fù)載分量，為使電動機(jī)不過熱，負(fù)載能力要下降。異步電動機(jī)的氣隙磁通 ( 主磁通)是定、轉(zhuǎn)子合成磁動勢產(chǎn)生的。由電機(jī)理論知道，三相異步電動機(jī)定子每相電動勢的有效值為: 式中 定子每相由氣隙磁通感應(yīng)的電動勢的均方根值(v) ; 定子頻率(hz) ; 定子相繞組有效匝數(shù); m 每相磁通量(wb)。由上式可見,m的值是由e1 和f1共同決定的，對e1和f1進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?就可以使氣隙磁通m保持額定值不變。下面分兩種情況說明: 1 .基頻以下的恒磁通 變頻調(diào)速這是考慮從基頻(電動機(jī)額定頻率an

24、)向下調(diào)速的情況，為了保持電動機(jī)的負(fù)載能力， 應(yīng)保持氣隙主磁通m不變， 這就要求降 低供電頻率的同時(shí)降低感應(yīng)電動勢，保持e1/ f1 = 常數(shù)， 即保持電動勢和頻率之比為常數(shù)進(jìn)行控制。 這種控制又稱為恒磁通變頻調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。但是，e1難于檢測和直接控制。當(dāng)el和f1值較高時(shí)，定子的漏阻抗壓降相對比較小，如果忽略不計(jì)，則可以近似的保持定子相電壓u1和頻率f1的比值為常數(shù)即可。這就是恒壓頻比，是近似的恒磁通控制。當(dāng)頻率較低時(shí)，u1和e1都變小， 定子漏阻抗壓降(主要是定子電阻壓降)不能再忽略,這種情況下，可以適當(dāng)?shù)奶岣叨ㄗ与妷阂?補(bǔ)償定子電阻壓降的影響,使氣隙磁通基本保持不變 。2.3

25、 雙饋調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和運(yùn)行原理圖8 全數(shù)字轉(zhuǎn)子雙饋?zhàn)冾l調(diào)速電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖傳統(tǒng)雙饋電機(jī)即為繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，因其定、轉(zhuǎn)子各有一套繞組與外部電源（電網(wǎng)或變頻器）相連，功率流向可分別由定、轉(zhuǎn)子饋入或饋出，故稱雙饋電機(jī)。早期得到較廣泛應(yīng)用的繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)串級調(diào)速其實(shí)為雙饋調(diào)速的一種方式，因其只能從轉(zhuǎn)子側(cè)饋出能量，只能運(yùn)行在同步轉(zhuǎn)速以下，沒有制動停車功能，可理解為狹義雙饋。與之相對應(yīng)的廣義雙饋是指電機(jī)定、轉(zhuǎn)子均可進(jìn)行能量的雙向流動。結(jié)構(gòu)形式通常為電機(jī)定子側(cè)接入恒壓恒頻電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子側(cè)接入變壓變頻裝置。通過控制轉(zhuǎn)子附加電勢的頻率、幅值和相位進(jìn)行調(diào)速和功率因數(shù)控制。圖9雙饋調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行原理示意圖上圖為

26、由晶閘管功率器件組成的六拍逆變雙饋調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子側(cè)功率變換單元由cu1和cu2組成，當(dāng)轉(zhuǎn)子側(cè)饋入功率時(shí)，cu1工作在逆變狀態(tài)，cu2工作在整流狀態(tài)；當(dāng)轉(zhuǎn)子側(cè)饋出功率時(shí)，cu1工作在整流狀態(tài)，cu2工作在逆變狀態(tài)。此外，另一種由晶閘管功率器件組成的轉(zhuǎn)子側(cè)功率變換單元為交交變頻器，由于變頻器自身的特點(diǎn)，一方面可以自然實(shí)現(xiàn)功率雙向流動，另一方面會給電網(wǎng)帶來較大的諧波，在功率較大的場合需使用諧波抑制裝置。目前使用晶閘管功率器件的雙饋調(diào)速系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中有一定數(shù)量的應(yīng)用，但已不再推薦使用。2.4 電平雙pwm變換器以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)。近年來，隨著全控器件的

27、容量不斷提高， 使得在高壓大功率調(diào)速應(yīng)用場合也有可能使用pwm變換器進(jìn)行變壓變頻調(diào)速，其效率、功率因數(shù)、電壓利用率等各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于晶閘管半控器件組成的相控變換器。圖10 二極管中點(diǎn)鉗位三電平變換器的基本結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的兩電平逆變器的大功率運(yùn)用中存在許多問題：需要笨重、耗能、昂貴的變壓器，為了得到高質(zhì)量的輸出波形而提高開關(guān)頻率，造成很高的開關(guān)損耗，而為了適應(yīng)高電壓的要求，需采用器件串聯(lián)，因而需要復(fù)雜的動態(tài)均壓電路。三電平變換器由早期的兩電平變換器演化而來，在變換器的橋臂上有4個(gè)電力半導(dǎo)體開關(guān)器件。每個(gè)期間三電平變換器作為一種新型的高壓大容量功率變換器，從電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手，在得到高質(zhì)量的輸出波形的同時(shí)，

28、克服了兩電平逆變器的諸多缺點(diǎn)：無須輸出變壓器和動態(tài)均壓電路，開關(guān)頻率低，因而開關(guān)器件應(yīng)力小，系統(tǒng)效率高等。其主要優(yōu)點(diǎn)是：電平數(shù)越高，輸出的電壓諧波含量越低，開關(guān)器件的開關(guān)頻率低，開關(guān)損耗小，器件應(yīng)力小，無須動態(tài)均壓。采用不同的控制方式，可使三電平變換器工作在逆變狀態(tài)或整流狀態(tài)。在逆變運(yùn)行狀態(tài)，通過對直流側(cè)的分壓和開關(guān)動作的不同組合實(shí)現(xiàn)多電平階梯波電壓輸出，從而使得輸出的電壓波形更加接近正弦波。在整流運(yùn)行狀態(tài)，可在直流輸出電壓可控的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)測功率因數(shù)調(diào)節(jié)。目前，在電力系統(tǒng)中正越來越多的使用由三電平全控整流器構(gòu)成的有源濾波器。2.5 全控雙饋調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成 全控雙饋系統(tǒng)構(gòu)成與圖1類似，只是其中

29、的功率變換單元均由全控器件組成的三電平變換器構(gòu)成。當(dāng)轉(zhuǎn)子饋出能量時(shí)，變換器cu1工作在全控整流狀態(tài)，cu2工作在變壓變頻的逆變狀態(tài)；當(dāng)轉(zhuǎn)子饋入能量時(shí)，兩個(gè)變換器的工作狀態(tài)與上述相反。由cu1和cu2組成的雙三電平pwm變換器的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖11雙三電平pwm變換器2.6 雙饋調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行方式雙饋控制所具有的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)在調(diào)速的同時(shí)，能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)定子側(cè)無功功率，改善系統(tǒng)的功率因數(shù)。由于電機(jī)定子側(cè)直接接入恒壓恒頻電網(wǎng)，因此在實(shí)際應(yīng)用中，合理地選擇轉(zhuǎn)子電流的控制方式，使系統(tǒng)獲得某種能量指標(biāo)最優(yōu)。一般雙饋調(diào)速系統(tǒng)有以下四種運(yùn)行方式：（1）全補(bǔ)償工作方式：即全部補(bǔ)償定子的無功功率，使定子無功

30、電流為零。在轉(zhuǎn)子不過流的情況下，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將小于額定轉(zhuǎn)矩。這種工作方式控制簡單，較易實(shí)現(xiàn)，比較適用于負(fù)載變化不大的場合。（2）轉(zhuǎn)子電流量最小工作方式：這種工作方式的實(shí)際意義在于降低轉(zhuǎn)子側(cè)功率變換器的容量。由于轉(zhuǎn)子有功電流分量取決于負(fù)載，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子電流無功分量為零時(shí)，轉(zhuǎn)子電流達(dá)到最小值。在這種情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)矩為額定時(shí)，轉(zhuǎn)子的全電流即為額定的有功電流。（3）轉(zhuǎn)子電流恒定工作方式：當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)子電流幅值不變，但相位改變。重載時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的轉(zhuǎn)矩分量較大。滿足負(fù)載要求，在不過流，發(fā)揮改善功率因數(shù)的作用；輕載時(shí)，則提供較大的超前無功電流，盡量發(fā)揮改善功率因數(shù)的作用，這種工作方式特別適合負(fù)載變動較

31、大，經(jīng)常輕載而電網(wǎng)又常常需要補(bǔ)償功率因數(shù)的場合。（4）最小損耗工作方式：這種工作方式的基本原理是通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子典雅的幅值和相位，合理的分配定子電流的有功分量和無功分量，使得在任何夫在下雙饋調(diào)速的異步電動機(jī)的損耗為最小。這種控制方式效率最高，但控制復(fù)雜。上述四種工作方式各有特點(diǎn)，在使用中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，也可采用多方式切換來滿足不同工況的需要。2.7矢量控制全控雙饋調(diào)速方案 對于雙饋電機(jī)而言，由于電機(jī)的定子接在工頻電網(wǎng)上，轉(zhuǎn)子接在可控的三相電源上，在動態(tài)過程中有轉(zhuǎn)子側(cè)引起的磁場波動必將在定子側(cè)進(jìn)行解耦補(bǔ)償，考慮到?jīng)_擊性負(fù)載及電網(wǎng)在瞬間畸變情況下磁鏈應(yīng)具有很強(qiáng)的抗擾特性，因此選定磁鏈?zhǔn)噶孔鳛橥?/p>

32、步定向坐標(biāo)軸系。磁鏈定向方法可分為轉(zhuǎn)子磁鏈定向，定子磁鏈定向和氣隙磁鏈定向。在雙饋調(diào)速中，一般應(yīng)用定子或氣隙磁鏈定向進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量的解耦。 圖12 雙饋調(diào)速矢量控制示意圖當(dāng)采用磁鏈定向后，轉(zhuǎn)子電流m-t分量的解耦控制直接對應(yīng)于定子電流在有功與無功電流方向上的正交控制。因此，分別采用有功和無功電流調(diào)節(jié)器可以使系統(tǒng)對無功電流的調(diào)節(jié)構(gòu)成更好的實(shí)時(shí)控制效果。2.8全控雙饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖13全控雙饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)全控雙饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成：系統(tǒng)主處理單元：使用mpc5554，32位risc主處理器，實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)、開停機(jī)條件檢查及控制、設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)視。該模塊通過信號處理接口單元和現(xiàn)場具體信號

33、相連。模擬量接口單元：提供16路模擬量輸出，將系統(tǒng)運(yùn)行信息通過模擬量供給外部儀表和操作設(shè)備。通信借口單元： 提供can和profibus工業(yè)控制總線，和絕大多數(shù)plc實(shí)現(xiàn)無縫連接。顯示操作接口單元：提供設(shè)備顯示和操作鍵盤接口。功率驅(qū)動接口單元：為脈沖觸發(fā)處理單元提供必要的輸入信號，并將其輸出的脈沖觸發(fā)信號進(jìn)行功率放大。脈沖觸發(fā)處理單元：為系統(tǒng)的核心單元，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖14 脈沖觸發(fā)單元示意圖如圖所示，脈沖觸發(fā)單元的輸入信號包括三路零電流，三路同步，三路電壓、電流，輸出為三相正反組觸發(fā)脈沖（橋式變流器為36路觸發(fā)脈沖，零式變流器為18路觸發(fā)脈沖）。在脈沖觸發(fā)單元中需完成矢量控制，電流調(diào)節(jié)

34、，觸發(fā)脈沖分配等任務(wù)。脈沖觸發(fā)單元由tms2812，32位dsp為主運(yùn)算單元，主要進(jìn)行矢量控制和電流調(diào)節(jié)任務(wù)，脈沖觸發(fā)分配由fpga硬件實(shí)現(xiàn)，最大程度的保證系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過16位并行總線和高速串行總線相連，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和可擴(kuò)展性。2.9 多plc網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)提升機(jī)是礦山咽喉設(shè)備，為滿足其高可靠性、高安全性要求，建立以網(wǎng)絡(luò)為連接紐帶的多plc冗余控制系統(tǒng)，用于完成提升機(jī)行程控制、邏輯操作和故障保護(hù)、液壓制動控制以及其他輔機(jī)設(shè)備自動控制等。plc網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，由多臺西門子s7-300plc構(gòu)成，所有plc均通過mpi和profibus雙網(wǎng)連接，從而保證了重要數(shù)據(jù)的

35、同一性，每臺plc的基本配置有：電源模塊、cpu模塊、數(shù)字量i/o模塊、a/d和d/a模塊以及通訊模塊等。（1）plc提升行程控制要由行程監(jiān)控plc、叁個(gè)軸編碼器(兩個(gè)裝在驅(qū)動輪上，另一個(gè)裝在天輪上)和井筒同步開關(guān)（裝在減速點(diǎn)前）構(gòu)成。叁臺軸編碼器將提升機(jī)鋼繩在線速度和行程位置轉(zhuǎn)換成脈沖信號分別送入plc中，plc將部分操作信號、保護(hù)信號以及設(shè)定的一些行程參數(shù)與軸編碼器信號結(jié)合起來進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，自動產(chǎn)生提升機(jī)所需的速度給定信號(即運(yùn)行曲線),為了盡量減少起動、制動過程中的機(jī)械沖擊，提高提升機(jī)控制精度，速度給定信號的加速、減速段為“s”型曲線，減速段行程通過plc實(shí)際運(yùn)算來調(diào)節(jié)減速度以保證其

36、為一固定值，從而保證了停車點(diǎn)不變和停車點(diǎn)的精度。主要技術(shù)參數(shù)為： 傳感器：（1）增量式軸編碼器2048脈沖/轉(zhuǎn)（2）行程測量范圍：000.00999.99,分辨率:0.01m（3）速度測量范圍：00.0019.99,分辨率:0.01m/s主要功能為:（1）與操作保護(hù)plc之間相互保護(hù)、相互監(jiān)視。（2）產(chǎn)生速度包絡(luò)曲線對提升機(jī)的速度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視。（3）提升機(jī)進(jìn)行法定試驗(yàn)時(shí)，可以更安全、可靠和容易，通過啟動一個(gè)試驗(yàn)開關(guān)，就可以將井筒長度“縮短”到一個(gè)特定預(yù)置的數(shù)值，提升容器以任何試驗(yàn)速度接近“縮短”了的井筒端部時(shí)，就會使提升機(jī)停車，這樣，在試驗(yàn)時(shí)，各種保護(hù)的效果，以及制動系統(tǒng)的效果，可以得到可靠的

37、保護(hù)。（4）補(bǔ)償由于運(yùn)行磨損帶來的鋼絲繩和滾筒直徑的變化及鋼絲繩滑動引起的位置變化。具體做法是，當(dāng)提升容器在井筒底部時(shí)按下標(biāo)定按鈕，提升機(jī)慢速提升一個(gè)循環(huán)即可，這種操作在軟件中得到了充分的安全保護(hù)。（2）操作保護(hù)plc操作保護(hù)plc的主要功能是：（1）執(zhí)行操作程序，生成開車信號和方向；（2）實(shí)現(xiàn)各種故障保護(hù)及閉鎖。（3）與行程監(jiān)控plc之間相互保護(hù)、相互監(jiān)視。（3）安全保護(hù)回路由操作保護(hù)plc、閘控plc與繼電器構(gòu)成雙線制提升機(jī)安全保護(hù)回路。來自提升機(jī)各部分的保護(hù)信號分為立即施閘、井口施閘、電氣制動和報(bào)警4類。其中井口施閘、電氣制動和報(bào)警類事故信號直接引入到plc中，plc將其處理后送監(jiān)視器顯

38、示故障類型并控制聲光報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警并施閘，而立即施閘類事故信號除引入到plc中處理、顯示、報(bào)警外，還直接引入到安全直動回路，動作施閘系統(tǒng)施閘。系統(tǒng)的安全回路有兩套，一套由plc構(gòu)成，另一套為繼電器直動回路，如圖所示。圖15 各類保護(hù)示意圖系統(tǒng)的主要保護(hù)有：（1）立即施閘類故障保護(hù)（就是說發(fā)生下列各類故障時(shí)，系統(tǒng)能立即進(jìn)行安全制動停車）：-高、低壓電源斷電； -整流逆變故障;-主回路過電壓或接地; -整流器過電流;-逆變器過電流； -調(diào)節(jié)裝置電源故障;-整流裝置故障; -錯(cuò)向操作;-制動油路系統(tǒng)故障; -軸編碼器故障;-提升容器過卷; -變壓器調(diào)閘;-提升速度超過最大速度15%及減速段過速10%;

39、-提升容器達(dá)到終端位置時(shí)的速度超過2m/s；-鋼絲繩滑動超限; -按下安全制動按鈕;-定子、轉(zhuǎn)子回路故障； （2）終端施閘類故障保護(hù)(就是說發(fā)生下列各類故障時(shí)，允許一次提升循環(huán)結(jié)束后再停車): -制動油油溫超限； -電機(jī)溫度和主軸承溫度超限; -運(yùn)行過程中通風(fēng)機(jī)故障; -變壓器溫度偏高。 -閘盤故障（3） 電氣制動類故障保護(hù)(就是說發(fā)生下列各類故障時(shí)，系統(tǒng)自動降低速度到1米/秒,然后再施閘停車):-信號電源欠壓; -液壓制動系統(tǒng)油溫偏高;-液壓制動系統(tǒng)油位偏低; （4）制動控制系統(tǒng)對液壓站各閥進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的電氣控制系統(tǒng)能與制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，對接收的信號在控制器中加以處理，并對制動系統(tǒng)進(jìn)行控制

40、。自動送閘 /施閘;油壓值的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)恒制動力制動;液壓站的故障信號。制動系統(tǒng)的屏幕顯示包括在提升機(jī)電控系統(tǒng)中并由不間斷電源供電。第三章 操作臺及外部設(shè)備的作用3.1操作臺操作臺采用操作方便的分體式結(jié)構(gòu)，共由左操作臺、右操作臺和指示臺三部分構(gòu)成，左操作臺上有制動手柄，高壓送電按鈕、磁場送電按鈕，快開控制按鈕，安全復(fù)位按鈕、緊停按鈕、燈試驗(yàn)按鈕、閘試驗(yàn)按鈕、過卷旁通按鈕等。右操作臺上有主令操作手柄、工作方式選擇開關(guān)、控制方式選擇開關(guān)、自動控制按鈕和信號聯(lián)絡(luò)按鈕等。右側(cè)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，中間指示臺上有運(yùn)行參數(shù)顯示儀表、重要操作信號和故障信號指示燈，顯示儀表有：- 深度指示器：包括一套柱式顯示器（粗

41、針）和一套數(shù)字顯示器（精針）；- 速度表； - 液壓表；- 可調(diào)閘毫安表； - 定子電流表；- 轉(zhuǎn)子電流表； - 6kv電源電壓表。重要操作信號和故障指示燈有：- 1#高壓柜指示； - 錠子送電指示；- 轉(zhuǎn)子送電指示； - 液壓站正常指示；- 潤滑站正常指示； - 輔助電壓工作指示；- 安全回路正常指示； - 滿倉指示；- 主令零位 - 閘把零位等。司機(jī)可操作操作臺上的開關(guān)及按鈕來控制提升機(jī)運(yùn)行，并通過指示燈和顯示儀表以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及時(shí)了解提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)。3.2上位機(jī)監(jiān)視部分：由上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，它可顯示：-提升系統(tǒng)全貌及介紹；-主回路及勵(lì)磁回路；-低壓系統(tǒng)；-提升系統(tǒng)全

42、貌；-速度圖、力圖-液壓制動系統(tǒng)圖；-生產(chǎn)報(bào)表；-故障信息； -幫助（如何閱讀畫面）等。上述所有畫面都是動態(tài)畫面，它們反映了提升機(jī)所有的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)以及故障類型和故障發(fā)生時(shí)間，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)能使司機(jī)對提升機(jī)的運(yùn)行狀況一目了然，若發(fā)生故障，司機(jī)能及時(shí)從上位計(jì)算機(jī)上了解到故障類型及位置，能及時(shí)通知維修人員排除故障，從而縮短排除故障時(shí)間，提高勞動生產(chǎn)率。3.3外部傳感器的安裝與作用（1）井筒開關(guān)：選用磁性非接觸開關(guān)，分別設(shè)置在井筒中過卷、齊平、同步、減速點(diǎn)等位置。（2）軸編碼器：選用2臺堅(jiān)固型編碼器分別安裝在導(dǎo)向輪和驅(qū)動輪上。（3）測速機(jī)：選用與軸編碼器一體化的進(jìn)口產(chǎn)品，安裝在驅(qū)動輪上。軸編碼

43、器pg1信號進(jìn)入行控，軸編碼器pg3信號進(jìn)入主控plc2，作為兩路完全獨(dú)立的行程和速度監(jiān)測信號，行控plc3實(shí)現(xiàn)速度控制，plc2、plc3分別實(shí)現(xiàn)有關(guān)行程和速度的監(jiān)視保護(hù)。通過網(wǎng)絡(luò)通訊，plc2和plc3進(jìn)行行程和速度參數(shù)的相比較，實(shí)現(xiàn)鋼繩滑動監(jiān)視及pg1和pg3的相互監(jiān)視。測速機(jī)（tg1）信號同時(shí)進(jìn)入主控plc1和plc2，用于速度的監(jiān)視保護(hù)，及測速機(jī)和軸編碼器的相互監(jiān)視。（4）軸編碼器pg3信號輸入調(diào)速控制計(jì)算機(jī)，用于閉環(huán)調(diào)速控制。（5）裝設(shè)一套井筒開關(guān)，用于完成控制與保護(hù)功能，包括：過卷開關(guān)、減速開關(guān)、停車開關(guān)、同步校正開關(guān)。第四章 兩種方案比較（1）能耗明顯降低：矢量控制全控雙饋調(diào)速

44、方案與串電阻調(diào)速方式相比，節(jié)約了消耗于轉(zhuǎn)子電阻回路中的能量，且在制動過程中可以發(fā)電并回饋電網(wǎng)，每年可節(jié)約電能消耗約20-30%。（2）生產(chǎn)效率大提高：目前系統(tǒng)的速度圖如下：圖16 新系統(tǒng)速度圖從改造前后的速度圖可看出：(1) 以上為改造后的速度圖，在最大速度沒有增加的情況下，加減速均取保守值。(2)提升時(shí)間：t總=5.5+10.72+99.15+9.1+7.7+3.3=135.47s改造后速度圖 v（m/s） vbh=7.48m/svm=6.5m/s v1=0.3m/s v2=1.5m/s vp1=1.0m/s vp2=0.5m/s vp3=0.22m/sa(m/s 2)0 0.2 0.6 0

45、 0.48 0.044 0.05 0.06 s(m) 15.4 32.6 630 44 8.6 2 0.4t(s) 3 6 8.2 96.9 11.5 11.3 5 2t總=3+6+8.2+96.9+11.5+11.3+5+2=143.9s圖17 老系統(tǒng)速度圖較目前系統(tǒng)提人163s 和提物155.62s減少運(yùn)行時(shí)間為27.53和20.15秒目前絞車速度運(yùn)行速度每勾因重量不同，速度在6米/秒至6.46米/秒之間，所以每勾時(shí)間不固定。改為轉(zhuǎn)子雙饋?zhàn)冾l系統(tǒng)后，調(diào)速性能同直流系統(tǒng)，速度按設(shè)定的s曲線運(yùn)行，加速、減速、等速段固定，速度可控制為6.46米/秒，每勾時(shí)間固定，減少每勾運(yùn)行時(shí)間。（3）調(diào)速性能：傳統(tǒng)tkd在啟動和減速時(shí)都屬于有極調(diào)速，失量控制可實(shí)現(xiàn)類似直流拖動控制系統(tǒng)的優(yōu)良調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。系統(tǒng)能自動高精度地按設(shè)計(jì)的提升速度圖控制提升速度，系統(tǒng)的安全得到保證，極大地降低了操縱難度；減速時(shí)電氣制動減速，司機(jī)無需再用施閘手段控制絞車減速，避免了超速、過卷的發(fā)生。（4）無機(jī)械沖擊：由于實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)速解決了tkd系統(tǒng)切換電阻沖擊電流大，運(yùn)行平穩(wěn)性差的問題