畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、1 緒 論1.1引言礦井提升機(jī)是煤礦、有色金屬礦中的重要運(yùn)輸設(shè)備，是“四大運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備”之一。礦井提升系統(tǒng)具有環(huán)節(jié)多、控制復(fù)雜、運(yùn)行速度快、慣性質(zhì)量大、運(yùn)行特性復(fù)雜的特點(diǎn)，且工作狀況經(jīng)常交替轉(zhuǎn)換。雖然礦井提升系統(tǒng)本身有一些安全保護(hù)措施，但是由于現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境條件惡劣，造成了各種機(jī)械零件和電氣元件的功能失效，以及操作者的人為過(guò)失和對(duì)行程監(jiān)測(cè)研究的局限性，使得現(xiàn)有保護(hù)未能達(dá)到預(yù)期的效果，致使提升系統(tǒng)的事故至今仍未能消除。一旦提升機(jī)的行程失去控制，沒有按照給定速度曲線運(yùn)行，就會(huì)發(fā)生提升機(jī)超速、過(guò)卷事故，造成楔形罐道、箕斗的損壞，影響礦井正常生產(chǎn)，甚至造成重大人員傷亡，給煤礦生產(chǎn)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。提升機(jī)電

2、氣控制系統(tǒng)在很大程度上決定了提升機(jī)能否實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、安全、可靠地起制動(dòng)運(yùn)行，避免了嚴(yán)重的機(jī)械磨損，防止較大的機(jī)械沖擊，減少機(jī)械部分維修的工作量，延長(zhǎng)提升機(jī)械的使用壽命。所以，提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)的研究一直是社會(huì)各屆人士共同關(guān)注的一個(gè)重大課題。隨著礦井提升系統(tǒng)自動(dòng)化，改善提升機(jī)的性能，以及提高提升設(shè)備的提升能力等的要求，對(duì)電氣傳動(dòng)方式提出了更高的要求。對(duì)礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的要求是：有良好的調(diào)速性能，調(diào)速精度高，四象限運(yùn)行，能快速進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，有準(zhǔn)確的制動(dòng)和定位功能，可靠性要求高等。1.2 礦井提升機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和礦井生產(chǎn)現(xiàn)代化要求的不斷提高，人們對(duì)提升機(jī)工

3、作特性的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化，提升設(shè)備及拖動(dòng)控制系統(tǒng)也逐步趨于完善，各種新技術(shù)、新工藝逐步應(yīng)用于礦井提升設(shè)備中。特別是模擬技術(shù)、微電子技術(shù)、微電腦技術(shù)在提升機(jī)控制中的應(yīng)用已成為必然的發(fā)展方向。1.2.1國(guó)外礦井提升機(jī)的現(xiàn)狀1、晶閘管一電動(dòng)機(jī)(scrd)直流低速直聯(lián)拖動(dòng)系統(tǒng)部分發(fā)達(dá)國(guó)家原有的交流提升機(jī)已基本上被晶閘管一電動(dòng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱scrd)系統(tǒng)所取代。如德國(guó)、瑞典等國(guó)家已有90以上采用直流提升機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)大都采用低速直聯(lián)式(省去減速機(jī))，使系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。如aeg公司采用低速直聯(lián)的scid系統(tǒng)，電機(jī)功率3000kw，額定轉(zhuǎn)速558r/min，滾筒直徑6.5m，提人速度17m/s，提物速度20m/s，

4、提升高度1200m，具有完善的保護(hù)系統(tǒng)；采用磁場(chǎng)反并聯(lián)，有平波電抗器及臥式深度發(fā)送裝置：采用積分給定與行程給定相結(jié)合的雙重給定信號(hào)；主回路采用兩組三相橋組成12脈動(dòng)順抗整流，大大提高了功率因數(shù)。siemens(西門子)公司、abb公司、cegelec公司以及asea公司等都有相同類型的產(chǎn)品，其性能大同小異。此類系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：體積小，重量輕，占地面積小，安裝方便，建筑費(fèi)用低；無(wú)減速器，總效率高，電能消耗少；維護(hù)工作量小，備件少，處理事故快；單機(jī)容量大，適用范圍廣；調(diào)速平滑，精度高；易于實(shí)現(xiàn)最佳控制和自動(dòng)化，安全可靠；節(jié)電顯著，58年可回收設(shè)備投資，是礦井節(jié)電的有效途徑。其缺點(diǎn)在于：功率因數(shù)低，

5、如三相橋平均功率因數(shù)只有0.45左右；無(wú)功沖擊大，高次諧波對(duì)電網(wǎng)影響大。這些缺點(diǎn)可采用順序控制和多脈沖整流的方法以及在電網(wǎng)上加諧波濾波器等措施使其抑制在一定的允許范圍內(nèi)。2、交流變頻調(diào)速同步機(jī)驅(qū)動(dòng)提升系統(tǒng)scrd直流拖動(dòng)系統(tǒng)趨于成熟，且采用了順控技術(shù)等措施來(lái)提高功率因數(shù)，但其功率因數(shù)仍然較低，從而從電網(wǎng)吸收大量的無(wú)功功率，且對(duì)電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，提升容量越大，問題越突出。再則，直流電機(jī)制造成本高，電樞回路的整流子限制了提升容量的進(jìn)一步增加，且整流子，碳刷易磨損，加大了維護(hù)工作量，故障率高。因此換相整流子是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。由于存在上述兩個(gè)問題，迫使人們又重新考慮交流拖動(dòng)方式。自80年代初以來(lái)

6、，交流變頻供電的同步機(jī)拖動(dòng)異軍突起，在大型提升機(jī)中發(fā)展成為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)均優(yōu)的拖動(dòng)方式。如siemens公司1979年投運(yùn)的24200kw、12650kw，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min； cegelec公司1983年投運(yùn)的l5480kw，額定轉(zhuǎn)速69.5r/min；aeg公司1985年投運(yùn)的l3000kw，額定轉(zhuǎn)速558r/min，abb公司投運(yùn)的l4200kw額定轉(zhuǎn)速4586r/min；siemag公司投運(yùn)的24600kw等變頻調(diào)速同步機(jī)拖動(dòng)的提升機(jī)，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，均獲得成功。這種拖動(dòng)系統(tǒng)主要有如下優(yōu)點(diǎn)：提升容量幾乎不受限制，最大達(dá)10000kw，提升速度可達(dá)20m/s以上，提升高度1200m以

7、上，滾筒直徑達(dá)6.5m，這是直流系統(tǒng)難以達(dá)到的；沒有整流子和碳刷這一薄弱環(huán)節(jié)，保證了電機(jī)的可靠運(yùn)行和降低了運(yùn)行消耗；功率因數(shù)高，可達(dá)0.9l，極大地節(jié)省了電能：動(dòng)態(tài)品質(zhì)好(和直流系統(tǒng)相同)，系統(tǒng)可在四象限平滑過(guò)渡和無(wú)級(jí)調(diào)速；由于機(jī)械特性好，故起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。同步機(jī)的價(jià)格和有色金屬的消耗低于直流機(jī)；調(diào)速范圍寬。因此，多數(shù)專家認(rèn)為，變頻同步機(jī)拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)是大型提升機(jī)拖動(dòng)的必然發(fā)展方向。這種拖動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是：必須有專用的變頻電源；在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速段電機(jī)的過(guò)載倍數(shù)有所降低；高次諧波對(duì)電網(wǎng)有影響，需在電網(wǎng)上加濾波器等補(bǔ)償措施加以緩解。3、微機(jī)控制在提升機(jī)上的應(yīng)用從70年代開始，隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)控

8、制技術(shù)已逐步應(yīng)用于礦井提升機(jī)中。目前，國(guó)外己達(dá)到相當(dāng)成熟的階段，使整個(gè)拖動(dòng)控制產(chǎn)生一次重大的變革。其應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面：(1) 提升工藝過(guò)程微機(jī)控制在交流變頻裝置中，提升工藝過(guò)程大都采用微機(jī)控制。由于微機(jī)功能強(qiáng)，使用靈活，運(yùn)算速度快，監(jiān)視顯示易于實(shí)現(xiàn)，并具有診斷功能，這是采用模擬控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。如aeg公司采用cp一80微機(jī)、abb公司采用master200和siemens公司采用s5一150等微機(jī)實(shí)現(xiàn)的變頻控制，都獲得了相當(dāng)成功。它們把控制、監(jiān)視、基準(zhǔn)值預(yù)測(cè)以及模擬控制等組合在公共的微機(jī)控制總線上組成靜止變流器的傳動(dòng)控制，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)速度及多個(gè)變量的調(diào)節(jié)。(2) 提升行程控制提升機(jī)的控制

9、從本質(zhì)上說(shuō)是一個(gè)位置控制，要保證提升罐籠在預(yù)定地點(diǎn)準(zhǔn)確停車，要求準(zhǔn)確度高，目前可達(dá)2cm。采用微機(jī)控制，可通過(guò)采集各種傳感信號(hào)，如轉(zhuǎn)角脈沖變換、鋼絲繩打滑、井筒位置、滾筒及鋼絲繩磨損等信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算出罐籠準(zhǔn)確的位置而施以控制和保護(hù)。在罐籠提升時(shí)可實(shí)現(xiàn)無(wú)爬行提升，大大提高了提升能力。如aeg、abb、siemens等公司已采用32位微機(jī)來(lái)構(gòu)成行程給定器，并還提供性能不盡相同的機(jī)械行程控制器。一般過(guò)程控制用微機(jī)不同時(shí)用于監(jiān)視，行程控制也采用單獨(dú)微機(jī)完成，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性。(3) 提升過(guò)程監(jiān)視由于近代提升機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特別強(qiáng)調(diào)安全可靠性，所以提升過(guò)程監(jiān)視與安全回路一樣，是現(xiàn)代提升機(jī)控

10、制的重要環(huán)節(jié)。提升過(guò)程采用微機(jī)主要完成如下參數(shù)的監(jiān)視：提升過(guò)程中各工況參數(shù)（如速度、電流）監(jiān)視；各主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視；各傳感器（如位鼉開關(guān)、停車開關(guān)）信號(hào)的監(jiān)視。其目的在于使各種故障在出現(xiàn)之前就得以處理，防止事故的發(fā)生，并對(duì)各被監(jiān)視參數(shù)進(jìn)行存貯、保留或打印輸出，甚至與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，合并于礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。(4) 安全回路安全回路旨在出現(xiàn)機(jī)械、電氣故障時(shí)控制提升機(jī)進(jìn)入安全保護(hù)狀態(tài)。為確保人員和設(shè)備的安全，對(duì)不同故障一般采用不同的處理方法，大致分為以下四種情況：報(bào)警顯示，如冷卻器溫度過(guò)高等；二次不能開車，如電機(jī)繞組過(guò)熱、制動(dòng)油過(guò)熱等；立即進(jìn)行電氣制動(dòng)，如停車終點(diǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)本次提升應(yīng)盡快停下來(lái)；立

11、即進(jìn)行安全制動(dòng)，如過(guò)卷、超速等。安全回路極為重要，它是保護(hù)的最后環(huán)節(jié)之一，英，德等公司都采用兩臺(tái)pc微機(jī)構(gòu)成安全回路，使安全回路具有完善的故障監(jiān)視功能無(wú)論是提升機(jī)還是安全回路本身出現(xiàn)故障時(shí)都能準(zhǔn)確地實(shí)施安全制動(dòng)。(5) 制動(dòng)系統(tǒng)的控制與監(jiān)視制動(dòng)(可調(diào)閘)控制系統(tǒng)除要可靠地完成工作制動(dòng)和安全制動(dòng)外，還要完成對(duì)液壓站的控制以及各環(huán)節(jié)參數(shù)(如油壓、閘瓦磨損等)的監(jiān)視，其技術(shù)要求與安全回路相似。如西門子公司采用兩套可編程控制器(plc)的雙重控制與保護(hù)系統(tǒng)。(6) 全數(shù)字化調(diào)速控制系統(tǒng)德國(guó)aeg公司的logidyn d(32位機(jī))、西門子公司的siemadyn d(16位機(jī))以及abb公司的tyrak

12、(16位機(jī))系統(tǒng)都已應(yīng)用于提升機(jī)上。全數(shù)字化系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)單一，參數(shù)穩(wěn)定且調(diào)整方便，可方便地與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然此類系統(tǒng)要求維護(hù)人員有更高的技術(shù)水平和計(jì)算機(jī)知識(shí)。4、內(nèi)裝式提升機(jī)aeg公司生產(chǎn)的內(nèi)裝式提升機(jī)，將提升主電機(jī)與滾筒合為一體，即轉(zhuǎn)子固定，轉(zhuǎn)動(dòng)的定子充當(dāng)滾筒，使機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，占地面積小，制造成本低。1.2.2國(guó)內(nèi)提升機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨向1、國(guó)內(nèi)提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)狀對(duì)于大型礦井提升機(jī)，主要采用晶閘管變流器直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)和同步電動(dòng)機(jī)矢量控制交一交變頻傳動(dòng)控制系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)大都采用數(shù)字控制方式實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的高自動(dòng)化運(yùn)行，效率高，有準(zhǔn)確的制動(dòng)和定位功能，運(yùn)行可靠性高，但造價(jià)昂貴

13、，中小礦井難以承受。對(duì)于中、小型提升機(jī)，則多采用交流繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子切換電阻調(diào)速的交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，即tkd電控系統(tǒng)。這種電氣傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，但屬于有級(jí)調(diào)速，提升機(jī)在減速和爬行階段的速度控制性能較差，特別在負(fù)載變動(dòng)時(shí)很難實(shí)現(xiàn)恒加減速控制，經(jīng)常會(huì)造成過(guò)放或過(guò)卷事故。提升機(jī)頻繁的啟動(dòng)和制動(dòng)工作過(guò)程會(huì)使轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的能耗，另外轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制電路復(fù)雜，接觸器、電阻器、繞線電機(jī)電刷等容易損壞，影響生產(chǎn)效益。2研制與發(fā)展(1) 國(guó)產(chǎn)大型直流提升機(jī)及電控系統(tǒng)正在逐步完善和推廣使用。(2) 在國(guó)內(nèi)高壓變頻器應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)廠家占總供應(yīng)商的比例在80%以上，但國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的應(yīng)用基本集中在300kv

14、a3000kva容量段，而在5000kva以上超大功率產(chǎn)品基本上被abb、西門子、東芝、三菱等跨國(guó)公司所壟斷。前段時(shí)間智光電氣成功研制7000kva級(jí)超大功率高壓變頻器，將會(huì)改變未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。(3) 可編程控制器（plc）在提升機(jī)電控系統(tǒng)的應(yīng)用可編程控制器（plc）具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)繼電邏輯容易，基本免于維護(hù)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，特別適用于對(duì)我國(guó)占大部分的交流提升機(jī)繼電一接觸器電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。目前，已用可編程控制器（plc）對(duì)tkd電控系統(tǒng)進(jìn)行改造后顯示出了很強(qiáng)的生命力。這是今后一段時(shí)期對(duì)我國(guó)占絕大多數(shù)采用繼電控制的交流提升系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造的必由之路。1.3本論文選題依據(jù)及主要研

15、究?jī)?nèi)容1.3.1選題依據(jù)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)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，需要研制更加安全可靠的控制系統(tǒng)。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(duì)原有提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代。可編程控制器（plc）是目前工業(yè)控制最理想的機(jī)型。而在plc電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上配合變頻調(diào)速裝置，運(yùn)用先進(jìn)的矢量控制技術(shù)，不但適合提升機(jī)運(yùn)行工藝的要求，還將解決整套提升機(jī)系統(tǒng)的電力拖動(dòng)方面的一系列問題。變頻裝置取代復(fù)雜的串聯(lián)電阻切換裝置，對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度曲線、轉(zhuǎn)矩大小的要求都由變頻器來(lái)完成，簡(jiǎn)化了控制操作流程，提高了控制精度。經(jīng)過(guò)調(diào)研和論證，開發(fā)研制基于 plc 控制的礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系

16、統(tǒng)對(duì)提高礦井提升機(jī)的安全性、可靠性、以及運(yùn)輸效率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.3.2本論文承擔(dān)的任務(wù)本課題擬解決的關(guān)鍵問題是控制策略研究，提升機(jī)是礦山生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，它屬于大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量機(jī)-電-液系統(tǒng)，提升機(jī)要按所要求的速度圖運(yùn)行，否則在系統(tǒng)中容易產(chǎn)生大的慣性力，降低機(jī)器的壽命，甚至產(chǎn)生脫軌等惡性事故。控制策略研究就是要通過(guò)電液控實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地使提升機(jī)按給定的速度圖運(yùn)行，使控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性滿足提升機(jī)運(yùn)行的要求。本論文研究目標(biāo)是以潞安王莊煤礦副斜井提升機(jī)電氣改造為背景，將可編程控制器（plc）與變頻器相結(jié)合對(duì)現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中充分考慮到保護(hù)系統(tǒng)惡劣的使用環(huán)境，采用控制功能強(qiáng)大

17、的plc來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型交流接觸器，簡(jiǎn)化了控制線路，并應(yīng)用各種現(xiàn)場(chǎng)抗干擾措施，包括采用電抗器、空氣開關(guān)、及rc防浪涌震蕩電路等。本論文承擔(dān)的主要任務(wù)如下：1提升機(jī)電控系統(tǒng)主電路部分設(shè)計(jì)；2控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)；3行程控制算法分析和s形速度給定曲線的算法分析；4保護(hù)及抗干擾措施；1.4小結(jié)本章詳細(xì)介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外礦井提升機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，闡述了本論文選題依據(jù)，在此基礎(chǔ)上提出了本文所承擔(dān)主要任務(wù)和研究的主要內(nèi)容為：提升機(jī)電控系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)部分設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)、行程控制算法分析和s形速度給定曲線的算法分析、保護(hù)及抗干擾措施。在完成以上設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，此調(diào)速控制系統(tǒng)才能成為一個(gè)有機(jī)的整體，才能

18、安全可靠的工作，并達(dá)到預(yù)期的控制效果。2 礦井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)分析2.1引言 潞安王莊煤礦副斜井擔(dān)負(fù)著全礦物料以及特殊時(shí)期的人員提升的重要任務(wù)，電控系統(tǒng)采用交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)，電阻的投切用繼電器交流接觸器控制。這種控制系統(tǒng)由于調(diào)速過(guò)程中交流接觸器動(dòng)作頻繁，設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，交流接觸器主觸頭易氧化，引發(fā)設(shè)備故障。另外，提升機(jī)在減速和爬行階段的速度控制性能較差，經(jīng)常會(huì)造成停車位置不準(zhǔn)確；提升機(jī)頻繁的起動(dòng)調(diào)速和制動(dòng)，在轉(zhuǎn)子外電路所串電阻上產(chǎn)生相當(dāng)大的功耗，節(jié)能較差；這種交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)屬于有級(jí)調(diào)速，調(diào)速的平滑性差；低速時(shí)機(jī)械特性較軟，靜差率較大；起動(dòng)過(guò)程和調(diào)速換擋過(guò)程中電流

19、沖擊大；中高速運(yùn)行震動(dòng)大，安全性較差。鑒于此有必要對(duì)提升機(jī)的控制方式及調(diào)速性能做進(jìn)一步的分析。2.2提升機(jī)工作原理及對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求2.2.1提升機(jī)工作原理礦井提升機(jī)是以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，通過(guò)減速器將動(dòng)力傳給纏繞鋼絲繩的滾筒，實(shí)現(xiàn)容器的提升下放，通過(guò)電氣傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，盤型制動(dòng)器由液壓和電氣控制進(jìn)行制動(dòng)，通過(guò)位置指示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)容器的深度指示，通過(guò)各種傳感器、測(cè)速發(fā)電機(jī)控制元件，組成安全保護(hù)系統(tǒng)。礦井提升的整個(gè)過(guò)程可以分為五個(gè)階段加速階段、等速階段、減速階段、爬行階段、停車抱閘階段。加速階段是提升機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)加速到最高速度；等速階段是提升機(jī)的主要運(yùn)行階段，提升機(jī)以最高速度穩(wěn)速運(yùn)行；減速階段是提

20、升機(jī)從最高速度減速到爬行速度；爬行階段是罐籠定位和準(zhǔn)備安全停車階段。2.2.2礦井提升機(jī)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求綜合提升機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)以及礦山生產(chǎn)固有的特點(diǎn)，提升機(jī)工藝對(duì)提升機(jī)電控系統(tǒng)的要求如下：1)加(減)速度符合國(guó)家有關(guān)安全生產(chǎn)規(guī)程的規(guī)定。2)具有良好的調(diào)速性能。要求速度平穩(wěn)，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大，能滿足各種運(yùn)行方式及提升階段(如加速、減速、等速、爬行等)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。3)有較好的起動(dòng)性能。提升機(jī)不同于其他機(jī)械，不可能待系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)后再裝加物料，因此，必須能重載啟動(dòng)，有較高的過(guò)載能力。4)特性曲線要硬。要保證負(fù)載變化時(shí)，提升速度基本上不受影響，防止負(fù)載不同時(shí)速降過(guò)大，影響系統(tǒng)正常工作。5)工作方式

21、轉(zhuǎn)換容易。要能夠方便的進(jìn)行自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、驗(yàn)繩、調(diào)繩等工作方式的轉(zhuǎn)換，操作方便，控制靈活，不至于因工作方式的轉(zhuǎn)換影響正常生產(chǎn)。6)采用新技術(shù)和節(jié)能設(shè)備，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。具備必要的連鎖和安全保護(hù)環(huán)節(jié)，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。盡量節(jié)約能源和降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。潞安王莊煤礦副斜井提升機(jī)資料：提升機(jī)于1960年投入使用，型號(hào)2bm2500/12002，生產(chǎn)廠家系洛陽(yáng)礦山機(jī)械廠；電機(jī)功率160kw；滾筒直徑2.5m；最大提升速度3.82m/s；提升距離487m，傾角25；減速機(jī)速比20。副斜井提升機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖21所示：2.3提升機(jī)調(diào)速控制方式及調(diào)速性能分析礦井提升機(jī)

22、電力拖動(dòng)部分有直流調(diào)速和交流調(diào)速兩種調(diào)速控制方式。其各有優(yōu)缺點(diǎn)，下面分別敘述。2.3.1提升機(jī)直流調(diào)速性能分析直流電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速可表示為：式中：轉(zhuǎn)速（r/min）；電摳電壓（v）：電摳電流（a）；電摳回路總電阻（）；勵(lì)磁磁通（wb）；由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。由上式可以看出，有三種調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法： 1） 調(diào)節(jié)電摳供電電壓； 2） 減弱勵(lì)磁磁通； 3） 改變電摳回路電阻r。對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，以調(diào)節(jié)電摳供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級(jí)調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只能配合調(diào)壓方案，在基速（額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，自動(dòng)控

23、制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以變壓調(diào)速為主。根據(jù)系統(tǒng)供電形式的不同，變壓調(diào)速系統(tǒng)可分為以下三種：發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、晶閘管整流器電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及直流脈寬調(diào)制（pwm）系統(tǒng)。1、發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（g-m系統(tǒng)）發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是以旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組作為可控電源的供電的直流調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要部件為直流發(fā)電機(jī)g，直流電動(dòng)機(jī)m，故簡(jiǎn)稱gm系統(tǒng)。國(guó)際上通稱為wandleonand系統(tǒng)。直流發(fā)電機(jī)g由原動(dòng)機(jī)m（交流異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)）拖動(dòng)，和分別是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路的磁通。系統(tǒng)由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)，改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的磁通即可改變發(fā)電機(jī)的輸出電壓也就改變了直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速的目的。

24、這種調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、安裝需打地基、運(yùn)行有噪聲、維護(hù)不方便。目前僅在尚未更新設(shè)備的地方應(yīng)用。2、晶閘管整流器電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（v-m系統(tǒng)）晶閘管電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是由晶閘管可控整流電路給直流電動(dòng)機(jī)供電的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱vm系統(tǒng)，又稱靜止的wandleonand系統(tǒng)。這類系統(tǒng)通過(guò)改變給定電壓來(lái)改變晶閘管整流裝置的觸發(fā)脈沖的相位，從而可改變晶閘管整流器的輸出電壓的平均值，進(jìn)而達(dá)到改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。與g-m系統(tǒng)相比，此系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性、可靠性及技術(shù)性能上也有較大的優(yōu)勢(shì)。其設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)速更快。但此系統(tǒng)只允許電機(jī)在i、iv象限運(yùn)行，不能滿足提升機(jī)四象限運(yùn)行的要求；且低速運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生較大的諧波

25、電流，引起電網(wǎng)電壓小型畸變，形成污染。3、直流脈寬調(diào)制（pwm）系統(tǒng)直流脈寬式調(diào)速系統(tǒng)，核心是脈沖寬度調(diào)制器（pulse width modulation ，縮寫為pwm），它是通過(guò)改變脈沖寬度的控制方式對(duì)直流電源進(jìn)行調(diào)制，從而改變輸出電壓平均值的方法，是在vm調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以脈寬調(diào)制式直流可調(diào)電源取代晶閘管相控整流電源后構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。與v-m系統(tǒng)相比，直流pwm調(diào)速系統(tǒng)性能更優(yōu)越：a、低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速精度高，調(diào)試范圍寬b、快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)；c、電機(jī)損耗及發(fā)熱小。2.3.2提升機(jī)交流調(diào)速性能分析 根據(jù)被控對(duì)象一交流電動(dòng)機(jī)的種類不同，交流調(diào)速系統(tǒng)可分為異步電

26、動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。1、同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基本類型由同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式，(為定子供電頻率，為電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù))可知，同步電動(dòng)機(jī)唯一依靠變頻調(diào)速。根據(jù)頻率控制方式的不同，同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)可分為兩類，即他控式和自控式同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。 他控式同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)用獨(dú)立的變頻裝置作為同步電動(dòng)機(jī)的變頻電源叫做他控式同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。他控式恒壓頻比的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)目前多用于小容量場(chǎng)合，例如永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)。 自控式同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用頻率閉環(huán)方式的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)叫做自控式同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，是用電機(jī)軸上所裝轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器來(lái)控制變頻裝置觸發(fā)脈沖，使同步電動(dòng)機(jī)工作在自

27、同步狀態(tài)。自控式同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)可分為兩種類型：負(fù)載換向自控式同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(無(wú)換向器電機(jī))、交一交變頻供電的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。2、異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基本類型由異步電動(dòng)機(jī)工作原理可知，從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率?？煞譃閮刹糠郑阂徊糠质峭蟿?dòng)負(fù)載的有效功率；另一部分是轉(zhuǎn)差功率，與轉(zhuǎn)差率s成正比。轉(zhuǎn)差功率如何處理，是消耗掉還是回饋給電網(wǎng)，可衡量異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的效率高低。因此按轉(zhuǎn)差功率處理方式的不同可以把異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分為三類。 轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)將轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)換成熱能的形式而消耗掉。晶閘管調(diào)壓調(diào)速屬于這一類。這類系統(tǒng)的效率最低，是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗為代價(jià)來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速的降低。但是

28、由于這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單且易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，所以對(duì)于要求不高的小容量（100kw以下）場(chǎng)合還有一定的用途。 轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng)將轉(zhuǎn)差功率一小部分消耗掉，大部分則通過(guò)變流裝置回饋給電網(wǎng)。轉(zhuǎn)速越低，回饋的功率越多。繞線式異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速和雙饋調(diào)速屬于這一類。顯然這類調(diào)速系統(tǒng)效率最高，但系統(tǒng)的功率因數(shù)低。 轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率中轉(zhuǎn)子銅損部分的消耗是不可避免的，但在這類系統(tǒng)中，無(wú)論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率的消耗基本不變，因此效率很高。變頻調(diào)速屬于此類。變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。目前在交流調(diào)速系統(tǒng)中，變頻調(diào)速應(yīng)用最多、最廣泛，可以構(gòu)成高動(dòng)態(tài)性能的交流調(diào)速系統(tǒng)

29、。變頻調(diào)速技術(shù)及其裝置仍是21世紀(jì)的主流技術(shù)和主流產(chǎn)品。綜上所述，直流調(diào)速的電樞和勵(lì)磁是分開的，能夠精確控制；且直流調(diào)速轉(zhuǎn)矩速率特性好并能在大范圍內(nèi)平滑地調(diào)速，因此在礦井提升系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。機(jī)械式換向器和電刷是直流電動(dòng)機(jī)的重要部件。機(jī)械式換向器表面線速度及換向電流、電壓有極限容許值，這就限制了電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率。如果要超過(guò)極限容許值，則大大增加電機(jī)制造的難度和成本，以及調(diào)速系統(tǒng)的復(fù)雜性。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)轉(zhuǎn)速要求高、大功率的場(chǎng)合則根本無(wú)法采用直流調(diào)速方案；在實(shí)際應(yīng)用中，電刷磨損嚴(yán)重，且在負(fù)載工作條件下，出現(xiàn)打火現(xiàn)象，甚至形成環(huán)火，極易造成電樞兩極短路，危及整個(gè)系統(tǒng)的安全。由此可見，這將使

30、得直流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用也相應(yīng)受到了限制。然而，采用無(wú)換向器的交流電動(dòng)機(jī)組成的交流調(diào)速系統(tǒng)代替直流調(diào)速系統(tǒng)可以突破這些限制，滿足生產(chǎn)發(fā)展對(duì)調(diào)速傳動(dòng)的各種不同的要求。交流電動(dòng)機(jī)是多變量、非線性、強(qiáng)耦合的被控對(duì)象，采用參數(shù)重構(gòu)和狀態(tài)重構(gòu)的現(xiàn)代控制理論概念可以實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)定子電流的勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量之間的解耦，實(shí)現(xiàn)了將交流電動(dòng)機(jī)的控制過(guò)程等效為直流電動(dòng)機(jī)的控制過(guò)程，使交流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能得到了顯著的改善和提高，從而使交流調(diào)速最終取代直流調(diào)速成為可能。目前對(duì)調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)工藝已較多的采用了矢量控制型的變頻調(diào)速裝置。實(shí)踐證明，采用矢量控制的交流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)越性高于直流調(diào)速系統(tǒng)。2.4 提升機(jī)調(diào)速

31、控制方案分析提升機(jī)在選用調(diào)速控制系統(tǒng)時(shí)要按負(fù)載的特性要求，并結(jié)合礦井的生產(chǎn)規(guī)模，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、實(shí)用為目的。常用的控制方案主要有：轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、模糊控制、直接轉(zhuǎn)矩等。2.4.1繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速系統(tǒng)傳統(tǒng)礦井提升機(jī)交流拖動(dòng)系統(tǒng)中選用繞線型異步電動(dòng)機(jī)作為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接電阻或頻敏變阻器，可以改善動(dòng)態(tài)性能，不但可以減小啟動(dòng)電流，還可以增加啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速。提升機(jī)轉(zhuǎn)子串入五段電阻調(diào)速原理如圖2-2所示。圖2-2 提升機(jī)五段轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速原理圖這種調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是通過(guò)改變轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)的附加電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。顯然這是有級(jí)調(diào)速，并且調(diào)速時(shí)能耗很大，

32、屬轉(zhuǎn)子功率消耗型調(diào)速方案。在加速階段和低速運(yùn)行時(shí)，大部分能量以熱能的形式消耗掉了，因此電控系統(tǒng)的運(yùn)行效率較低。在加速過(guò)程中，交流接觸器 km1、km2、km3、km4、km5逐級(jí)吸合，轉(zhuǎn)子回路電阻依次減小，以保證加速力矩的平均值不變。如果要求提升機(jī)低速運(yùn)行，則需在轉(zhuǎn)子回路串較大電阻。為了解決減速段的負(fù)力要求，通常采用動(dòng)力制動(dòng)方案，即將定子側(cè)的電源切除，施加直流電壓，或在定子繞組上施加低頻電源，讓電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)。這種拖動(dòng)方案存在的問題是：1）開環(huán)有級(jí)調(diào)速，加速度難以準(zhǔn)確控制，調(diào)速精度差；2）觸點(diǎn)控制，大量使用大容量開關(guān)，系統(tǒng)維護(hù)工作量大，可靠性差；3）運(yùn)行效率低，在低速時(shí)大部分功率都消耗在

33、電阻上；4）電機(jī)的機(jī)械特性偏軟，一般電阻上消耗的功率約為電動(dòng)機(jī)輸出功率的 2030%。雖然這種調(diào)速方案存在著調(diào)速性能差，運(yùn)行效率低、運(yùn)行狀態(tài)的切換死區(qū)大及調(diào)速不平滑等缺點(diǎn)，但控制方式簡(jiǎn)單、初期設(shè)備投資小、維護(hù)容易、操作方便，目前在我國(guó)中小型礦井這種方案使用得相當(dāng)普遍，以后將面臨著技術(shù)改造的問題。2.4.2 模糊控制調(diào)速系統(tǒng)1、模糊控制的基本思想模糊控制（fuxxy control）的基本思想是把人類專家對(duì)特定的被控對(duì)象或過(guò)程的控制策略總結(jié)成一系列以“if（條件）then（作用）”表達(dá)式形式表示的控制規(guī)則，通過(guò)模糊推理處理得到控制作用集，作用于被控對(duì)象或過(guò)程控制，作用集為一組條件語(yǔ)句，狀態(tài)條件和

34、控制作用均為一組被量化了的模糊語(yǔ)言集，如“正大”、“負(fù)大”、“高”、“低”、“正?！钡?。一般的模糊算法包括以下五個(gè)步驟： 定義模糊子集，建立模糊控制規(guī)則； 由基本論域轉(zhuǎn)化為模糊集合論域； 模糊關(guān)系矩陣運(yùn)算； 模糊推理合成，求出控制輸出模糊子集； 進(jìn)行逆模糊運(yùn)算、模糊判決，得到精確控制量；在模糊控制系統(tǒng)中，模糊控制器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心。模糊控制器主要由模糊化接口、知識(shí)庫(kù)、模糊推理、清晰化(解模糊接口)四部分組成。模糊化接口接受的輸入只有誤差信號(hào)e，由e再生成誤差變化率模糊化接口主要完成論域變換和模糊化兩項(xiàng)功能。知識(shí)庫(kù)中存貯著有關(guān)模糊控制器的一切知識(shí)，它們決定著模糊控制器的性能，是模糊控制器的核

35、心。模糊控制應(yīng)用的是廣義前向推理，它具有模擬人的基于模糊概念的推理能力。由模糊推理結(jié)果產(chǎn)生模糊控制器的輸出，解模糊接口主要完成以下兩項(xiàng)工作:解模糊和論域反變換。2、提升機(jī)模糊控制系統(tǒng)原理圖在對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制中，采用二維的輸入變量即使用誤差和誤差的變化率。實(shí)現(xiàn)模糊控制的原理框圖如圖23所示：plc通過(guò)采樣獲取被控量的精確值，然后將此量與給定值進(jìn)行比較得到誤差信號(hào)e、誤差變化率de/dt，把誤差信號(hào)和誤差變化率的精確量模糊化變成模糊量e、ec再經(jīng)過(guò)模糊推理得到模糊控制量u，進(jìn)行解模糊處理得到控制信號(hào)u，送入變頻器從而對(duì)被控對(duì)象實(shí)施控制。3、模糊控制的特點(diǎn)模糊控制與常規(guī)控制相比，具有以下優(yōu)點(diǎn): 它是

36、一種非線性的控制方法，工作范圍寬，適用范圍廣，特別適合于非線性系統(tǒng)的控制。 模糊控制完全是在操作人員控制經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制，無(wú)需建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，是解決不確定系統(tǒng)的一種有效途徑。 模糊控制具有較強(qiáng)的魯棒性，被控對(duì)象參數(shù)的變化對(duì)模糊控制的影響不明顯，可用于非線性、時(shí)變、時(shí)滯系統(tǒng)的控制。 模糊控制的機(jī)理符合人們對(duì)過(guò)程控制作用的直觀描述和思維邏輯，由工業(yè)過(guò)程的定性過(guò)程出發(fā)，較易建立語(yǔ)言變量控制規(guī)則。 由離線計(jì)算得到控制查詢表，提高了控制系統(tǒng)的實(shí)用性。 由不同的觀點(diǎn)出發(fā)，可以設(shè)計(jì)幾個(gè)不同的指標(biāo)函數(shù)，但對(duì)一個(gè)給定的系統(tǒng)而言，其語(yǔ)言控制規(guī)則分別獨(dú)立，通過(guò)整個(gè)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)，可以取得總體的協(xié)調(diào)控

37、制。模糊控制的主要缺陷是: 信息簡(jiǎn)單的模糊處理導(dǎo)致系統(tǒng)的控制精度降低和動(dòng)態(tài)品質(zhì)變差，若要提高精度則必然增加量化級(jí)數(shù)，從而導(dǎo)致規(guī)則搜索范圍擴(kuò)大，降低決策速度，甚至不能實(shí)時(shí)控制。 模糊控制的設(shè)計(jì)尚缺乏系統(tǒng)性，無(wú)法定義控制目標(biāo)，控制規(guī)則的選擇、論域的選擇、模糊集的定義、量化因子與比例因子的選取等大多采用試湊法，這對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的控制是難以奏效的。為了使模糊控制器的參數(shù)或者規(guī)則在控制過(guò)程中能夠自動(dòng)地調(diào)整、修改和完善，模糊控制器的設(shè)計(jì)自然而然地向著自適應(yīng)、自校正的方向發(fā)展。2.4.3 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱dtc(direct torque control)是在20世紀(jì)80年代中期繼矢量控制技

38、術(shù)之后發(fā)展起來(lái)的一種高性能異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。1977年美國(guó)學(xué)者a.b.plunkett在ieee雜志上首先提出了直接轉(zhuǎn)矩控制理論，1985年由德國(guó)魯爾大學(xué)depenbrock教授和日本tankahashi分別取得了直接轉(zhuǎn)矩控制在應(yīng)用上的成功，接著在1987年又把直接轉(zhuǎn)矩控制推廣到弱磁調(diào)速范圍。不同于矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制具有魯棒性強(qiáng)、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，它在很大程度上解決了矢量控制中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、計(jì)算量大、對(duì)參數(shù)變化敏感等問題 傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的主要問題是低速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大。為了降低或消除低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩控制精度，擴(kuò)大直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的調(diào)速范圍，近些年

39、來(lái)提出了許多新型的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。雖然這些新型直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在不同程度上改善了調(diào)速系統(tǒng)的低速性能，但是其低速性能還是不能達(dá)到矢量控制的水平。最近出現(xiàn)了一種間接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，受到了很多學(xué)者的關(guān)注。間接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)具有優(yōu)良的低速性能，另外由于其獨(dú)特的控制思想可以降低逆變器的開關(guān)頻率，從而特別適用于大容量調(diào)速場(chǎng)合。 直接轉(zhuǎn)矩控制的目標(biāo)是:通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)亩ㄗ与妷嚎臻g矢量，使定子磁鏈的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形，同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁鏈模值和電磁轉(zhuǎn)矩的跟蹤控制，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖24所示。在圖24中，定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩分別采用閉環(huán)控制，s*、tei*分別為定子磁鏈模值和電磁轉(zhuǎn)矩的給定信號(hào)，、分別為定子磁鏈模值和電磁轉(zhuǎn)矩的估計(jì)

40、值，作為反饋信號(hào)使用。根據(jù)誤差信號(hào)，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器輸出轉(zhuǎn)矩增、減控制信號(hào)ct; 磁鏈調(diào)節(jié)器輸出磁鏈增、減控制信號(hào)c。開關(guān)表根據(jù)c、ct以及估計(jì)器輸出的磁鏈扇區(qū)信號(hào)，選擇正確的定子電壓空間矢量，輸出控制字sa,b,c給逆變器。 從圖24中可以看出，和矢量控制相比直接轉(zhuǎn)矩控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度快、對(duì)參數(shù)變化魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。直接轉(zhuǎn)矩控制的主要缺點(diǎn)是在低速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，其主要原因是: (1) 由于轉(zhuǎn)矩和磁鏈調(diào)節(jié)器采用滯環(huán)比較器，不可避免地造成了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng); (2) 在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間之后,電機(jī)的溫度升高,定子電阻的阻值發(fā)生變化,使定子磁鏈的估計(jì)精度降低，導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)較大的脈動(dòng); (3) 逆變器

41、開關(guān)頻率的高低也會(huì)影響轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的大小，開關(guān)頻率越高轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)越小，反之開關(guān)頻率越低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)越大。2.4.4 矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)上世紀(jì)70年代西門子工程師f.blaschke首先提出異步電機(jī)矢量控制理論來(lái)解決交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制問題通過(guò)測(cè)量和控制異步電動(dòng)機(jī)定子電流矢量，根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。以后在實(shí)踐中許多學(xué)者進(jìn)行了大量的工作，經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，歷經(jīng)此后幾十年的時(shí)間，達(dá)到了可與直流調(diào)速系統(tǒng)的性能相媲美的程度。具體步驟是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量 (勵(lì)磁電流) 和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流) 分別加以控

42、制，并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。簡(jiǎn)單地說(shuō)，矢量控制就是將磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦，有利于分別設(shè)計(jì)兩者的調(diào)節(jié)器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電機(jī)的高性能調(diào)速。這樣就可以將一臺(tái)三相異步電機(jī)等效為直流電機(jī)來(lái)控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動(dòng)態(tài)性能。圖2-5 矢量控制過(guò)程框圖矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無(wú)速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。 基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式同樣是在進(jìn)行u / f 恒定控制的基礎(chǔ)上，通過(guò)檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度n，并得到對(duì)應(yīng)的控制頻率f，然后根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩，分別控制定子電流矢量及兩個(gè)分量間的

43、相位，對(duì)通用變頻器的輸出頻率f進(jìn)行控制的?；谵D(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式的最大特點(diǎn)是，可以消除動(dòng)態(tài)過(guò)程中轉(zhuǎn)矩電流的波動(dòng)，從而提高了通用變頻器的動(dòng)態(tài)性能。早期的矢量控制通用變頻器基本上都是采用的基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式。無(wú)速度傳感器的矢量控制方式是基于磁場(chǎng)定向控制理論發(fā)展而來(lái)的。實(shí)現(xiàn)精確的磁場(chǎng)定向矢量控制需要在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)安裝磁通檢測(cè)裝置，要在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)安裝磁通檢測(cè)裝置是很困難的，但人們發(fā)現(xiàn)，即使不在異步電動(dòng)機(jī)中直接安裝磁通檢測(cè)裝置，也可以在通用變頻器內(nèi)部得到與磁通相應(yīng)的量，并由此得到了所謂的無(wú)速度傳感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根據(jù)輸入的電動(dòng)機(jī)的銘牌參數(shù)，按照轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式分別對(duì)

44、作為基本控制量的勵(lì)磁電流（或者磁通）和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓的頻率使勵(lì)磁電流（或者磁通）和轉(zhuǎn)矩電流的指令值和檢測(cè)值達(dá)到一致，并輸出轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)矢量控制。 采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調(diào)速范圍上與直流電動(dòng)機(jī)相匹配，而且可以控制異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準(zhǔn)確的被控異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，有的通用變頻器在使用時(shí)需要準(zhǔn)確地輸入異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器，并需使用廠商指定的變頻器專用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，否則難以達(dá)到理想的控制效果。目前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具備異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)辨識(shí)、自適應(yīng)功能，帶有這種功能

45、的通用變頻器在驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)之前可以自動(dòng)地對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，并根據(jù)辨識(shí)結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)，從而對(duì)普通的異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制。除了上述的無(wú)傳感器矢量控制和轉(zhuǎn)矩矢量控制等，可提高異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制性能的技術(shù)外，目前的新技術(shù)還包括異步電動(dòng)機(jī)控制常數(shù)的調(diào)節(jié)及與機(jī)械系統(tǒng)匹配的適應(yīng)性控制等，以提高異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用性能的技術(shù)。為了防止異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速偏差以及在低速區(qū)域獲得較理想的平滑轉(zhuǎn)速，應(yīng)用大規(guī)模集成電路并采用專用數(shù)字式自動(dòng)電壓調(diào)整（avr）控制技術(shù)的控制方式，已實(shí)用化并取得良好的效果。 2.5小結(jié)本章結(jié)合潞安王莊煤礦生產(chǎn)實(shí)際情況，闡述了提升機(jī)工作原理及對(duì)電氣控制系統(tǒng)的

46、要求；并給出該礦副斜井提升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖，使提升機(jī)的工作原理更加清晰。王莊煤礦副斜井提升機(jī)電控系統(tǒng)是古老的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，存在很多的安全隱患，急需改進(jìn)。改進(jìn)后的電控系統(tǒng)采用什么控制方案更加合理，采用交流還是直流調(diào)速，到底哪種調(diào)速方法調(diào)速性能更好。針對(duì)這種種疑問，本章分別對(duì)提升機(jī)直流調(diào)速和交流調(diào)速的調(diào)速性能進(jìn)行分析，并就目前存在的幾種高精控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，并與目前技術(shù)已經(jīng)成熟的提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)做比較，這些工作對(duì)確定提升機(jī)控制方案提供了很大幫助。設(shè)計(jì)中同時(shí)考慮到串電阻調(diào)速系統(tǒng)控制器件多、電路復(fù)雜的缺點(diǎn)，所以將可編程控制器（plc）應(yīng)用于控制系統(tǒng)。最后確定提升系統(tǒng)的整體控制方案為:基于plc控制

47、的大功率礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。3 提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)3.1引言經(jīng)過(guò)分析比較，權(quán)衡各種控制方案的優(yōu)劣，結(jié)合提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性，最終選擇plc與變頻器相結(jié)合的變頻調(diào)速方案，其變頻控制方式為：矢量變頻調(diào)速控制。此方案能夠很好解決傳統(tǒng)交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)，變頻調(diào)速是通過(guò)改變定子供電頻率來(lái)達(dá)到電機(jī)調(diào)速的目的，無(wú)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，能夠滿足提升機(jī)特殊工作環(huán)境的要求且有著明顯的節(jié)電效果；采用plc對(duì)提升系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，使系統(tǒng)更加安全可靠。變頻調(diào)速系統(tǒng)將是提升機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展方向。3.2礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)3.2.1礦井提升機(jī)控制

48、系統(tǒng)組成基于 plc 的礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、安全回路、控制核心和檢測(cè)系統(tǒng)組成，系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。1、動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)由機(jī)械和電氣兩部分組成。機(jī)械部分包括減速器、滾筒、制動(dòng)器和底座；電氣部分包括斷路器、進(jìn)線電抗器、變頻器、濾波器出線電抗器和拖動(dòng)電機(jī)。動(dòng)力系統(tǒng)完成人、物、料的運(yùn)輸任務(wù)。變頻器是拖動(dòng)電機(jī)能量供給單元，主電機(jī)通過(guò)減速器向滾筒提供牽引所需的動(dòng)力。2、液壓部分液壓部分包括液壓站和潤(rùn)滑站。液壓站為提升機(jī)提供制動(dòng)力，停車時(shí)先通過(guò)液壓站給滾筒施加機(jī)械制動(dòng)力；提升機(jī)起動(dòng)時(shí)，待變頻器對(duì)電機(jī)施加一定力矩后松開機(jī)械抱閘，防止溜車，以保證系統(tǒng)安全可靠地工作。3、

49、控制核心控制核心是整個(gè)提升系統(tǒng)的核心，通過(guò)它可以設(shè)定系統(tǒng)的工作方式和控制方式，可以發(fā)布系統(tǒng)的各種控制命令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)啟動(dòng)、加速、平穩(wěn)運(yùn)行、減速、停車以及緊急制動(dòng)等各種控制功能。圖3-1 礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)框圖4、監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)是操作人員和控制系統(tǒng)及運(yùn)輸系統(tǒng)之間的橋梁，包括工控機(jī)、觸摸屏和接入礦調(diào)度系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)。觸摸屏上顯示提升容器在井筒中的位置。工控機(jī)通過(guò)與plc的通信，將電動(dòng)機(jī)的所有運(yùn)行參數(shù)和故障參數(shù)都顯示出來(lái)，并對(duì)礦車的位置及速度進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，為操作人員分析故障、判斷故障和處理提供依據(jù)。5、安全回路安全回路是保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，包括硬件和軟件兩條安全回路，安全電路相互冗余

50、與閉鎖，一條斷開時(shí)，另外一條也同時(shí)斷開。硬件安全回路通過(guò)硬件回路實(shí)現(xiàn)，無(wú)論plc單元是否正常工作，一旦出現(xiàn)重度故障信號(hào)，硬件安全回路馬上斷開；軟件安全回路在plc軟件中搭建，與硬件安全回路同時(shí)動(dòng)作。安全電路斷開后，系統(tǒng)會(huì)立即解除運(yùn)行控制指令，封鎖變頻器，制動(dòng)油泵，斷開安全閥和 kt 線圈，進(jìn)行緊急制動(dòng)。6、檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)主要由電流、電壓檢測(cè)單元和旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成，主要檢測(cè)主電動(dòng)機(jī)的電壓、電流及轉(zhuǎn)速，并將此信號(hào)傳送給控制器。plc通過(guò)采集這些反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)的控制及保護(hù)。3.2.2 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)工作原理變頻調(diào)速控制系統(tǒng)內(nèi)部采用矢量控制思想，ac380v三相動(dòng)力電源由隔爆接線腔r,s,t

51、 3個(gè)接線柱接入隔爆主腔內(nèi)，大功率變頻可以將工頻三相交流電經(jīng)過(guò)交直變換之后經(jīng)過(guò)逆變器，利用設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行逆變，使得輸出為某一相應(yīng)設(shè)定頻率的交流電，經(jīng)變頻后輸出u,v,w來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。變頻器輸出頻率的變化，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速變化，二者之間的關(guān)系近似線性。這樣，就起到了調(diào)速的作用。在提升過(guò)程中，控制提升機(jī)運(yùn)行的主速度給定s形速度曲線由plc編程產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換，由模擬量輸出口輸出，以驅(qū)動(dòng)變頻器工作；對(duì)變頻器輸出頻率的調(diào)整控制，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工況需要，由操作臺(tái)速度控制手柄以輔助給定的方式進(jìn)行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器可以檢測(cè)主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將此信號(hào)傳送給可編程控制器，plc通過(guò)該信號(hào)可以累計(jì)計(jì)算

52、提升機(jī)的行走距離。操作人員通過(guò)操作臺(tái)向plc發(fā)送控制提升機(jī)運(yùn)行的控制命令?？刂票O(jiān)視系統(tǒng)通過(guò)與plc的通信，將電動(dòng)機(jī)的所有運(yùn)行參數(shù)和故障參數(shù)都顯示出來(lái)，并對(duì)礦車的位置及速度進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控。為操作人員分析故障、判斷故障和處理提供依據(jù)。3.3 提升機(jī)電控系統(tǒng)變頻器硬件實(shí)現(xiàn)3.3.1 變頻調(diào)速主系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖3-2 變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路電路圖變頻調(diào)速單元采用森蘭sb70g系列sb70g200t4通用變頻器，其變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路電路圖如圖32所示。sb70g系列變頻器采用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)大轉(zhuǎn)矩、高精度、寬范圍調(diào)速，可靠性高，功能強(qiáng)大。1、提升電動(dòng)機(jī)選擇一般電動(dòng)機(jī)的額定電流可以用如下公式計(jì)算

53、，即：根據(jù)上述公式對(duì)一般三相交流異步電功機(jī)的額定電流計(jì)算得出：異步電動(dòng)機(jī)的額定電流與電動(dòng)機(jī)額定功率的關(guān)系為：如果u380v，電流大約為1kw是2a。因此在選擇電動(dòng)機(jī)的保護(hù)元件時(shí)可以用1kw2a來(lái)估算電動(dòng)機(jī)的額定電流值，從而達(dá)到快速選擇保護(hù)元件的目的。本變頻調(diào)速系統(tǒng)所選電動(dòng)機(jī)為：qabp系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)(abb)。其技術(shù)數(shù)據(jù)如表31所示：表3-1 qabp系列8級(jí)電機(jī)（50hz同步轉(zhuǎn)速750r/min）型 號(hào)標(biāo)稱功率（kw）額定電流（a）額定轉(zhuǎn)矩（nm）額定轉(zhuǎn)速（r/min）最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩（tmax/tn）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kgm2）質(zhì)量kg355m8b16031820377423.010

54、.011621圖3-3 abbqabp系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)2、變頻器的選擇在一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)的情況下，變頻器的容量選擇要保證變頻器的額定電流大于該電動(dòng)機(jī)的額定電流，或者是變頻器額定電流一定大于拖動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的最大電流。另外礦用提升機(jī)屬于頻繁起動(dòng)、加減速運(yùn)轉(zhuǎn)，其變頻器容量的選定應(yīng)根據(jù)加速、恒速、減速等各種運(yùn)行狀態(tài)下的電流值，按下式確定：式中 ：為變頻器額定輸出電流(a)； 為各運(yùn)行狀態(tài)平均電流(a)； 為各運(yùn)行狀態(tài)下的時(shí)間；為安全系數(shù)(一般取1.11.2)。考慮到礦用電機(jī)性能上的差異及機(jī)械負(fù)載的波動(dòng)，變頻器額定電流選擇為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.1倍，本系統(tǒng)中所需電動(dòng)機(jī)的額定電流為3

55、18a，按1.1倍電流就選擇349.8a以上變頻器。提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)具有較大慣性，四象限運(yùn)行的特點(diǎn)，與其他傳動(dòng)機(jī)械相比對(duì)變頻器有著更為苛刻的安全和性能上的要求，森蘭sb70g系列通用變頻器是專為類似負(fù)載而設(shè)計(jì)，該系列產(chǎn)品采用了最優(yōu)的電機(jī)控制方法矢量控制技術(shù)，它可以對(duì)所有交流電動(dòng)機(jī)的核心變量進(jìn)行控制，并把定子磁通、轉(zhuǎn)矩作為主要控制變量。其對(duì)負(fù)載的變化和瞬時(shí)掉電，能做出迅速響應(yīng)；開環(huán)控制精度可以達(dá)到閉環(huán)矢量控制的精度（誤差0.1%0.5%），開環(huán)轉(zhuǎn)矩階躍上升時(shí)間小于5 ms，具有290% 瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制能力，有pg矢量控制轉(zhuǎn)速控制范圍1:1000，并具有有效的磁通制動(dòng)來(lái)提供最大的制動(dòng)力矩。根據(jù)變頻器所需容

56、量，查變頻器型號(hào)規(guī)格：選擇森蘭sb70g200t4通用型變頻器。其標(biāo)稱參數(shù)如表32所示：表32森蘭sb70g200t4通用型變頻器的參數(shù)型 號(hào)電壓等級(jí)額定容量額定輸出電流適配電機(jī)毛 重sb70g200t4400v248kva377a200kw200kg圖3-4 sb70g200t4掛式單機(jī)機(jī)型外形圖3.3.2 變頻器外部電路設(shè)計(jì)變頻器可以輸出頻率可調(diào)的交流電源，另外在變頻器的外圍加設(shè)有聲光報(bào)警輸出口及制動(dòng)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器故障報(bào)警器和安全制動(dòng)，更有效的對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)，外部電路連接如圖3-5所示。一、聲光報(bào)警回路1、變頻器報(bào)警輸出的動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)“30b-30c”串聯(lián)在km1的線圈電

57、路內(nèi)，當(dāng)變頻器因故障不能正常工作時(shí)，發(fā)出報(bào)警；同時(shí)報(bào)警輸出的常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，使km1線圈失電，將變頻器與電源斷開，進(jìn)行安全保護(hù)。為了保護(hù)報(bào)警輸出的觸點(diǎn)，在接觸器的線圈兩端，并聯(lián)阻容吸收電路（即rc震蕩電路）。2、聲光報(bào)警電路由報(bào)警輸出的動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)“30b-30a”控制，當(dāng)變頻器跳閘時(shí)，觸點(diǎn)“30b-30a”閉合，將報(bào)警指示燈hl和電笛ha接通，進(jìn)行聲光報(bào)警。與此同時(shí)，斷電器ka1得電，其觸點(diǎn)將聲光報(bào)警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報(bào)警能持續(xù)下去，直到工作人員按下st1為止，報(bào)警才能解除。另外繼電器線圈和電笛線圈的兩端，也需要并聯(lián)阻容吸收電路，以保護(hù)變頻器內(nèi)部報(bào)警繼電器觸點(diǎn)。圖3-5 變頻器外部電路連接二、制動(dòng)控制回路提升機(jī)負(fù)載由于慣性較大，當(dāng)變頻器的輸出頻率下降至0hz時(shí)，常常停不住，而有“蠕動(dòng)”現(xiàn)象，在礦山提升機(jī)這種大負(fù)載機(jī)械中，蠕動(dòng)現(xiàn)象有可能造成十分危險(xiǎn)的后果。為此，變頻器調(diào)速時(shí)應(yīng)設(shè)置能耗制動(dòng)和直流制動(dòng)功能。1、能耗制動(dòng)電路的作用在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的降速和停機(jī)，是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。提升機(jī)減速制動(dòng)時(shí)，在頻率剛減小的瞬間，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣