毕业设计-煤矿主斜井皮带系统自动化改造-文库吧资料

　　

【正文】 Lh= 倾 角： α =16176。 4— 控制电路是用来产生输出逆变桥所需要的各驱动 信号，这些信号是受外部指令决定的，有频率、频率上升下降速率、外部通断控制以及变频器内部各种各样的保护和反馈信号的综合控制等。 2— 滤波部分，把脉动较大的交流电进行滤波变成比较平滑的直流电 。 所以 , 在改变频率时 , 必须同时改变定子侧的输入电压。 但反电动势是由定子绕组切割旋转磁通而感生的，无法从外部进行控制。 （ c）电磁功率的计算 主磁通是穿过空气隙与转子绕组相连的部分，是把能量传递给转子的部分。 TM电动机轴上的转矩， N。 用 4象限描述电 机的运行状态：首先确定两个参数，一个是转子受的电磁转矩 m 用 Y 轴，一个是运转方向 n 用 X 轴，那么四象限分别描述电机的四个运行状态分别是：①象限为正转电动状态；②象限为反转制动发电状态；③象限为 反转电动状态；④象限为正转制动发电状态； (a) 电动机的输入功率 众所周知，电动机是将电能转换成机械能的器件。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。其实质是将交流电动机等效为直流电动 机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。举例，电机在 100Hz 时产生的转矩大约要降低到 50Hz 时产生转矩的 1/2。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速 . (T=Te,P=Pe) 变频器输出频率大于 50Hz 频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当变频器调速到大于 60Hz 频率时，电机的输出转矩将降低。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。如果用大的电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电，就会产生一个大的起动冲击（大的起动电流）。请选用 制动电阻 、 制动单元 或 功率再生变换器 等选件来改善变频器的制动容量 当电机的旋转速度改变时，其输出转矩会怎样？ 1） 工频电源由电网提供的动力电源（商用电源） 2） 起动电流当电机开始运转时，变频器的输出电流变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动。 2）怎样提高制动能力： 为了用散热来消耗再生功率，需要在变频器侧安装制动电阻。在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到变频器电源侧的方法叫做 功率返回再生方法 。这些功率可以用电阻发热消耗。对于变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。当动能减为零时，该事物就处在停止状态。此功能对改善电机低速时温升也有效。 矢量控制 把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量（如励磁分量）的数值。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高。变频器的这个功能叫做 转矩提升 （ *1）。对于常规的 V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机不能获得足够的旋转力。 ？ 转矩提升 :此功能增加变频器的输出电压，以使电机的输出转矩和电压的平方成正比的关系增加，从而改善电机的输出转矩。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压 .(目的 。如果仅改变频率，电机将被烧坏。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。由于该极数值不是一个连续的数值（为 2的倍数，例如极数为 2， 4， 6），所以不适和 改变该值来调整电机的速度。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。 . 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？ r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为 ： 4极电机 60Hz 1,800 [r/min]， 4极电机 50Hz 1,500 [r/min]，电机的旋转速度同频率成比例。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。把直流电（ DC）变换为交流电（ AC）的装置，其科学术语为 “inverter”( 逆变器 )。通常，把电压和频率固定不变 的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作 “ 变频器 ” 。 *2: CVCF 恒电压、恒 频率（ Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写。 3 变频器工作方式 : ？ 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。所有故障情况，均在中文用户界面上显示出来，预留打印功能接口。 变频装置系统有过电压 、过电流、欠电压、短路、接地、过载、过热、桥臂保护等保护功能。在运行中若主机出现故障全部机群作自由停止方式停机，单台从机出现故障时单台停机，其余继续运行。无故障机显示当前运行界面并作闪烁提示。同时检测各自变频器 的直流母线上出现的再生电压波形和电压差值，通过主机转速预置值比较、运算出转差率，再由子机 cpu调节频率增益补偿的加或减值，来实现电机的同步。在启动和运行过程中，通过各自变频器的直流母线电流检测，送子机 cpu 比较器与主机母线代码电流数值比较，获得误差信号，经 cpu运算后，发出新的 u/f调节的 pwm波形去实现功率平衡运行。主、从机的加、减速时间都需要设定为一致，从机在机群全部停机后或电机接线是可单独点动运行。主机保持与外控信息输入与信息保持联 系。、从机的操作运行 主机控制从机的启动和停止。按所设定目标控制运行模式稳定运行。 、从机的定义 主机是变频器群控中的首机，其他变频器都是从机，主机只有一台。使用中可以任意设置其中一台为主机，其余两台为从机。此高压系统针对三台电机的工作情况，在三台变频间增加主－从控制方式，其工作原理如图 3所示。输入、输出采用本公司独特的 lc滤波方式。工作台上有高低速选择，可以根据工况需要来自由设定运行频率，完全可以满足工艺要求 。在触摸屏上进行运行和停止操作。变频器操作可以在本机控制，也可在远程控制。 (3) 主回路硬件 变频 器逆变器，采用成熟的佳灵 jcp6kv/500kw— igbt直接串联高压变频器平台增、减。 (2) 高压变频器主电气系统架构设计 同轴两台电机采用共直流母线系统，调速系统分开，单台电机单独拖动、集中控制。实现对三台电机的同轴同步软启动，软停止功能。 (1) 控制架构体系 采用了 80c196mh六片单片机在虚拟总线的通讯格式下，任意主令其中一片为主控 cpu单元，其它自动按序堆栈为从控 cpu单元和子控 cpu单元。 (8) 变频器启动过程要求平稳，无冲击，另要求体积小，好搬运 。 (7) 皮带运输机在煤量不大和在安装皮带的情况下要求降速运行，不需要满负荷运行。 （ 5） 具有制动能量和电机的转差再生能量的利用功能 。 （ 4) 变频器的输出力矩不小于电动机额定力矩的 200%，可使电机能输出 200%的起动输出转矩 1min。起动、停止能按所设定的皮带特性曲线运行。 （ 2) 变频器具有工频运行的旁路功能，一旦出现故障，能够让电机切换到工频运行 。基 于以上工作特点，变频器设计中须满足的主要技术条件如下 : (1) 高压变频器具有高可靠性、稳定性、防护性。另外高压变频器须安装在环境相当恶劣，煤灰比较重，粉尘大的场合。 主斜井高压变频器采用日本明电舍 VT710型 6KV高压变频器 2台，采用一拖 一方式分别为两台电机提供变频电源，不配置互投切换回路和工频旁路回路， 变频调速装置采用一体化设计，集成隔离变压器和变频器两部分，隔离变压器采用可靠性极高、绝缘等级为 H 级、免维护设计的干式变压器。 低压开关柜额定电压： 380V，最高工作电压： 400V，主要电气元器件选择国外知名品牌产品 （ AB、施耐德） 。 柜内 所有接触器必须具有 2常开 2常闭接点，具有远方就地控制闭锁功能，并可就地显示送电、停电状态。 n、 6kV保护配置 采用微机保护单元 （南自产品） ，就地安装于高压开关柜上。 l、提供备用小 车一台，备用真空断路器一台； PT 柜熔断器备用两个；二次控 制回路熔断器备用 10个。 j、每台开关柜的电流、电压端子预留 20%作为备用。6mm 。 g、各断路器具有监视电源及跳闸的完整性。反应一次回路模拟图、开关状态、断路器位置、接地刀闸位置、弹簧储能状态、高压带电指示、高压带电闭锁及温度湿度控制等功能。 d、开关柜配置柜内照明及自动温控加热器。 b、开关柜具有可靠的五防功能，并按有关规定配置接地装置。  高压柜技术性能： a、 开关柜内装设真空断路器，额定短路开断电流 25kA；真空断路器操作机构选用弹簧储能操作机构， 交流 220V操作 ，操作电源由 PT提供 。并能实现网络发布功能 主斜井井口房 6kV 供电系统： 6kV 采用单母线不分段接线方式，选用 矿用一般型 高压真空开关柜，作为 6kV系统受、馈电设备 ， 包括 5 台矿用一般型高压柜，高压柜采用 KNY281A 型，配置为：进线柜 2台、变频器出线柜 2台， PT柜 1台。  PLC与变频器、与保护传感器及供电部分采用现场总线通讯、 PLC 之间、 PLC与监控系统之间采用工业以太网通讯。  配置一套具备闭锁功能和声光报警的信号系统及直通电话，同时具备井底给煤机、主斜井输送机的运转信号显示。视频监控系统采用网络型摄像头。  主斜井皮带配置 2 台 1000Kw 的 6KV 高压变频器，且变频器之间设有实现均转矩和功率平衡得控制器，不设计工频启动旁路。  系统结构主要包括：供电部分、变频器部分、 PLC 控制部分、监测保护传感器和监控系统部分。 ： 采用高 /中压变频 器作为各胶带机的驱动及调速装置，依靠高效可靠的检测及保护装置，利用先进的 PLC控制技术实现单一胶带输送机的集中控制（变频调速、起停控制、安全保护等功能）以及多条胶带输送机之间的智能联动控制（顺/逆煤流起停、给煤机联动、煤仓闭锁等功能），并借助视频系统、语音系统和网络化上位机监控系统实现胶带输送机的远程监控，最终实现胶带输送机无人值守、有人巡视的运行模式，实现提升安全、节能降耗、减员提效的综合效益。尤其是最近高压变频器的飞速发展，让高压电机高性能地调速变为现实。整个系统效率低，调速范围有限，稳定性差。该调速系统在解决电机间同步，以及处理不均的问题是能力明显不足。原有系统采用交流绕线式电机串电阻调速系统。中央变电所所带负荷约为 4720KW。新区由风井地面变电所向井下中央变电所供电，两趟 MVV4263179。 河西沟地面变电所引出两躺 6KV线路供给主斜井为电源，主斜井强力皮带为 6KV高压开关控制。 河东矿生产区供电形式为双回路环形供电，电源取自崔家沟 35KV 区域变