毕业设计--基于PLC控制的变频调速系统在矿井提升机中的应用

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1、 毕业设计毕业设计（论论文）文） 说说明明书书 毕业设计（论文）题目毕业设计（论文）题目 基于 PLC 控制的变频调速系 系统在矿井提升机中的应用 年级专业 09 机电一体化 学生姓名 2011 年 5 月 25 日 毕业设计毕业设计（论论文）文）任任务书务书 姓名 张 熙 专业 机电一体化 任 务 下 达 日 期 2011 年 2 月 26 日 设计（论文）开始日期 2011 年 2 月 26 日 设计（论文）完成日期 2011 年 5 月 29 日 设计（论文）题目： 基于 PLC 控制的变频调速系统在矿井提升机中的应用 A 编制设计 B 设计专题（毕业论文） 年 月 日 第 1 页 目

2、录 目录 .1 摘要 .3 前言 4 第一章 十一矿新副井提升绞车电控系统概况 .8 1.1 十一矿新副井绞车电控系统简介 8 1.2 十一矿新副井原来转子切电阻调速电动机运行方式 . 8 1.3 十一矿新副井绞车原来使用拖动系统系统框图及功能 . 9 第二章 双馈变频调速系统技术方案11 2.1 变频技术简介 11 2.2 变频调速的基本原理 15 2.3 双馈调速系统结构图和运行原理 19 2.4 电平双 PWM 变换器 21 2.5 全控双馈调速系统构成 22 2.6 双馈调速系统运行方式 23 2.7 矢量控制全控双馈调速方案 24 2.8 全控双馈调节系统结构 25 2.9 多 PL

3、C 网络控制系统 27 第三章 操作台及外部设备的作用 .31 3.1 操作台 31 3.2 上位机监视部分 32 3.3 外部传感器的安装与作用 33 第四章 两种方案比较 . 34 第 2 页 总结. 37 参考文献 . 39 致谢40 第 3 页 基于基于 PLCPLC 控制的变频调速系统在矿井提升机中的应用控制的变频调速系统在矿井提升机中的应用 摘摘 要要 目前我国矿井提升机中的大多交流异步电机拖动系统，采用的电 气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器一接触器构成逻辑控 制装置。本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为 依据，对矿井交流提升机电控系统中转子电路串电阻调速

4、部分，进行 改革，由可编程控制器(PLC)控制的变频调速控制代替原有的串，切电 阻的调速方式。本文以JKMD-3.5X4LE型多绳摩擦提升机为例，提 出了研究设计方案，并且在中平能化集团十一矿新副井提升绞车上成 功实施。PLC变频调速电控系统主要有一下几方面的优点：1. 能耗明 显降低；2. 生产效率大提高；3. 调速性能好，无机械冲击；4. 电机 定子、转子温度均下降很多，使电机运行的故障率大幅减少；5. 系统 自动化高，保护齐全，安全性高，减少了人工操作失误率。 关键词关键词：矿井交流提升机 变频调速 PLC电控技术研究 第 4 页 前前 言言 在煤矿生产中，矿井提升机起着非常重要的作用。

5、矿井提升是矿 井生产过程中的一个重要环节，它的任务是提升有用矿物和矸石；升 降人员和设备；下放材料等。提升机电控装置的技术性能，既直接影 响矿山生产的效率及安全，又代表着矿井提升机发展的整体水平，是 矿井安全生产中重中之重的一大环节。我国目前正在服务的矿井提升 机的电控系统主要有以下 3 几种方案：转子电路串电阻的交流调速系 统、 直流发电机与直流电动机组成的 GM 直流调速系统和晶闸管整流 装置供电的 VM 直流调速系统。 中平能化十一矿新副井以前就是采用 转子电路串电阻的交流调速系统。 而这种电控系统存在着很多的问题: （l) 电机转差功率全部消耗于转子电阻回路中， 而提升机有较长 时间运

6、行在重载加速、减速的工况下，此时转差功率非常大，这就造 成了巨大的能源浪费。根据有关调查研究 ，我国 2006 年的电能消耗 中，6070%为动力电；而在总容量高达 5.8 亿 kW 的电动机总容量中， 却只有不到 2000 万 kW 的电动机是采用节能型的变频调速方式。电机 节能，特别是大型电机系统节能是降低国家能源消耗的重要手段。 （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 第 5 页 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)