提升机变频调速系统(一)-自动化毕业论文(4)
2013-07-28 01:28
导读：变频器制动电阻匹配表，选择4Ω、15KW的制动电阻。 （2）制动单元 制动单元BV的功能是，当直流回路的电压超过规定的限值时，接通耗能电路，使直流回路
变频器制动电阻匹配表，选择4Ω、15KW的制动电阻。
（2）制动单元
制动单元BV的功能是，当直流回路的电压超过规定的限值时，接通耗能电路，使直流回路通过制动电阻释放能量。
制动单元BV的组成如图上划线框所示，BV的组成如下：
A、功率管用于接通与关断能耗电路，是制动单元的主体。
B、电压取样与比较电路由于的驱动电路是低压电路，故只能按比例取出的一部分作为采样电压，和基准电压进行比较，得到控制导通或截止的指令信号。
C、驱动电路用于接受“取样与比较电路”给出的指令信号，驱动导通或截止。
3.3 变频器功能参数设定
根据此次提升机电控系统设计要求，变频器的控制方式采用有PG V/F控制（即功能参数A1-02设定为1），通过模拟量给定频率(b1-01直接采用出厂设定1)，端子控制运转指令方式（b1-02选出厂设定1），PG卡可以通过设置功能参数F1-01设定脉冲数，定为1024。失速防止功能有效（L3-04设置为3），有过热保护（L8-01设置为1）。
3.4电源
根据设计要求，系统需要用到三相交流电源和直流电源+5V，-5V,+12V。交流电源可直接获得。
3.5系统所用元件参数计算及选型
3.5.1 矿井提升机选型
按照设计要求，需要设计一个小型绞车，此次选用的是单绳缠绕式提升机，主要技术数据如下：型号JT1200×1000-24，滚筒直径1200mm，减速比24，电机速度970r/min，功率75Kw，提升速度(不大于)2.5m/s。
3.5.2变频器容量的选择
变频器的容量直接关系到变频调速系统的运行可靠性，因此，合理的容量将保证最优的投资。变频器有三种基本的容量选择方法，即从电流、效率、及计算功率的角度，现从功率角度阐述。对于连续运转的变频器必须同时满足以下三个计算公式：
（科教作文网http://zw.NSEaC.com编辑发布）
（1）满足负载输出：PCN≥PM/η=75／0.85≈88.kW
（2）满足电动机容量：PCN≥kUeIe×10-3=75×1.1／(0.85×0.75)≈129kW
（3）满足电动机电流： ICN ≥kIe=75×1.1／(×0.38×0.85×0.75) ≈197A
式中：PCN—变频器容量（kVA)
PM—负载要求的电动机轴输出功率（Kw）
Ue—电动机额定电压（V）
Ie—电动机额定电流(A)
η—电动机效率（通常约为0.85）
cos—电动机功率因数（通常约为0.75）
k—电流波形补偿系数（由于变频器的输出波形并不是完全的正弦波，而含有谐波的成分，其电流应有所增加，通常k约为1.05~1.1）
综上变频器选择为：CIMR-G5A4075表示电压级别：400V级，电机功率：75KW，变频器输入功率：130KW。
3.5.3 提升机速度图实现
（1）加、减速度
根据《煤矿安全规程》的要求，矿井升降提升机最大加、减速度不应大于4，加速度取值的大小还涉及提升机系统其他方面如功率配置等参数的设计。本设计中加减速度均取0.5。
（2）爬行速度
爬行速度是指提升机运行在爬行阶段的速度，设置爬行阶段是为了确保提升容器能够准确到位停车。爬行速度的设置既要保证提升容器准确停车，故不能设置太高，又不能因设置太低延长爬行时间而过量增加提升循环时间。因此，爬行速度一般设置在0.3-1.5，本设计中爬行速度取0.5。
（3）爬行距离
爬行距离是指提升机的爬行运行距离。爬行距离的设置需根据提升机的实际运行特性和井筒的具体情况确定。本设计取爬行距离为3。
根据所示五阶段速度曲线，在加速段、全速段、减速段及爬行段的过渡中，速度线存在拐点，速度基准值函数可用下式表示（取，）：
（科教作文网http://zw.ΝsΕac.cOM编辑）
当t=t1时，； （3-1）
当t=t2时，； （3-2）
当t=t3时，； （3-3）
当t=t4时，。 （3-4）
由上面的公式可以得到:s1=6.25m，s2=284.75m，s3=6m，S4=3m，分别对应罐，，，时段内的位移。同时可得到t1=5s，t2=113.9s，t3=4s，t4=6s。
由此得到实际上升阶段速度给定曲线，同理可求得下降阶段速度给定曲线。以上速度给定曲线可以通过单片机编程控制实现。
4 系统软件设计
4.1主程序流程图
图4-1 主程序流程图
此系统目的在与用单片机实现提升机的变频调速，首先将单片机需要单元初始化，并将变频器的参数进行整定。接通电源，用键盘来确定整个系统的控制方式是自动还是手动；自动的话，计数器用来接收变频器脉冲信号，实现速度反馈，并通过LED来显示提升物的速度和位置；手动时要确定控制速度的加速、匀速、减速、爬行是否按下，然后，执行和自动相似的软件运行。同时，在安全方面，来自变频器的故障信号给单片机提供中断信号，使系统具有报警功能，且实现安全断电。
4.2键盘设计流程图及子程序
（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.com发布）
此次键盘设计有七个按键，分别为：自动、手动，加速、匀速、减速、爬行、停车。它们分别接在单片机的P1.0~P1.6引脚上。当按下相应键，都可以通过软件识别并输出高低电平使线圈得电，从而控制系统运行。程序流程图及子程序设计如下。
图4-2 键盘设计流程图
（2）程序
