了很强的生命力。
这是今后一段时期乃至凡十年对我国占绝大多数采用继电控制的交流提升系统进行技术改造的必由之路。
1.3 本文内容及研究的意义1.3.1 研究内容 当前国内提升机电控绝大多数还是转子回路串电阻分段控制的交流绕线式电机继电器接触器系统,设备陈旧、技术落后。
而且这种控制方式存在着很多的问题: 1 转子回路串接电阻,消耗电能,造成能源浪费。
2 电阻分级切换,为有级调速,设备运行不平稳,容易引起电气及机械冲 5击。
3 继电器、接触器频繁动作,电弧烧蚀触点,影响接触器使用寿命,维修成本较高。
4 交流绕线异步电动机的滑环存在接触不良问题,容易引起设备事故。
5 电动机依靠转子电阻获得的低速,其运行特性较软。
6 提升容器通过给定的减速点时,由于负载的不同,而将得到不同的减速度,不能达到稳定的低速爬行,最后导致停车位置不准,不能正常装卸载。
上述问题使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。
因此,需要研制更加安全可靠的控制系统,使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。
在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术,对原有提升机控制系统进行升级换代。
就计算机技术在工业现场应用情况而言,可编程控制器PLC是目前作为工业控制最理想的机型,它是采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来完成设备的操作控制。
采用PLC控制,硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小,PLC 技术已经广泛应用于各种提升机控制,配合一些提升机专用电子模块组成的提升机控制设备,可供控制高压带动力制动或低频制动,单、双机拖动等。
操作、监控和安全保护系统选用可编程控制器。
主控计算机应用软件能完成提升机自动、半自动、手动、检修、低速爬行等各种运动方式的控制要求。
1.3.2 研究意义 在调研中发现,目前山西省各大煤矿的矿井提升机系统的调速方案大多采用继电器接触器控制的转子串电阻调速。
该方案耗能大,占地面积大,已不能适应现代矿业发展的需要.因此有必要对其调速方案进行改造。
在广泛考察现行的变频调速方案后,本文提升机系统控制单元采用目前工控适用的可编程控制器来控制,具有编程简单和控制可靠性高的优点:电力拖动系统中,选用先进的变频传动装置,运用先进的矢量控制技术,优化了调速系统的性能,这一控制方法目前仍为现代交流调速的重要研究方向之一。
采用先进的工业计算机、现场总线和工业自动化技术,按照结构标准化、产品系列化、性能现代化、体积小型化的原则,研制生产适合矿井提升机电控设备 6是进行技术改造和新建矿井设备选型的理想选择。
使用上位机监控系统,采用组态模式,实现良好的人-机对话实时监控提升机的运行状态,上位机动态模拟显示及故障闭锁:可进行故障报警、数据查询、报表打印记录提升钩数以及每班、每日、每月、每年的提升量累计故障声光指示、记忆及部分传感器上位机的紧急处理。
为保证提升设备无事故,在提升设备有可能出现故障的各个重要环节上,设置双回路系统,并在系统的各个环节上设有各种检测、控制、自诊断以及记录和保护装置如负载、速度、加减速、产量、运行时间等记录。
本文从解决实际矿井提升系统存在的问题出发,对传统的调速方案进行了控制方式的革新和数字化改造,降低了成本,提高了控制精度,加强了系统稳定性。
表明本文所提出的设计方案具有实用价值。
适用、经济、高效、可靠是本文提升机系统设计的追求目标。
72 矿井提升机调速控制系统的设计2.1 矿井提升机对电气控制系统的要求 提升机控制系统方案的选用应满足生产工艺的要求速度图。
所以需要先来分析提升机电控系统的静、动态特性。
提升机电气传动系统的给定速度uft如图2.1所示,根据动力学方程式 TdTe-Ti Tn e/375 2.1 式中 Te-电动机电动力矩Ti-传动系统的静阻转矩Tn-传动系统的飞轮力矩,Tn4gJ,其中J为转动惯量㎏㎡,g为重力加速度Td-传动系统的动态转矩e-加速度。
可以得出按给定速度图所需转矩Teft的特性,从而可以得到拖动系统所需的力Fft,提升机传动系统给定速度图、力图如图2.1所示。
图a 图b 图c 8 Fd t 图d 图2.1 提升机传动系统给定速度图、力图 提升机的负载静力FL决定于提升机滚筒承受的静张力差,在双罐笼的平衡提升系统中,静力凡也就是提升物体的净载重。
由于提升系统的负载为位势负载,所以静力F L 的作用方向始终是提升重物的重力方向,而与系统的运动状态和方向无关。
因此在电动机不带电时,为了使重的罐笼处于静止状态便于罐笼的装卸载,对滚筒必须施加机械闸。
从图2.1可以看出,要使提升机按照给定的速度图运行,电动力矩Te可能为正,也可能为负。
这意味着电动机不仅要工作在电动状态,还应能工作在制动状态。
由于不同的负载,不同的提升机运行阶段,电动机的运行状态也各.
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