卷扬机调速系统设计.docx

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卷扬机调速系统设计

电力电子与电机拖动综合课程设计

题目:

卷扬机调速系统设计

所在院系：

机械电子工程各学院

专业：

11自动化

（1）班

学号：

2011103201XX

姓名：

林XXX

完成日期：

2014-06-16

指导教师：

万军

景德镇陶瓷学院

电力电子与电机拖动综合课程设计任务书

__班级指导老师

设计课题：

卷扬机调速系统设计

设计任务与要求

基本要求：

1.控制对象:

三相异步电动机,电源:

三相交流电源380v

2.功率:

40kw

3.调速范围:

5:

1

4.稳态精度:

3%---8%

5.正反转控制:

人工手动控制正反转，注重安全

设计步骤

1、查阅相关资料；

2、总体方案设计与论证；

3、单元电路的设计；

4、元器件选择与参数计算；

5、绘制原理图（A4号图纸，计算机绘图）；

6、撰写设计说明书（A4号纸打印），字数不少于3000。

参考文献

［１］电力电子技术　西安交通大学　王兆安　黄俊　主编　第４版２００0.1

［２］电机拖动基础　许建国　主编2004.8

［３］工厂电气控制技术　方承远　张振国　第３版2006.7

［４］电动机变频调速图解　张燕宾　李鹤轩　2003

［５］上海电机（集团）公司南洋电机厂.技术手册[Z],2000.作者简介:

富巍（1963-）,男,黑龙江齐齐哈尔人,淮海工学院电子工程系副教授,硕士,主要研究方向为计算机控制技术。

［６］电动机控制　黄立培　主编　－：

清华大学出版社，２００３

教研室主任签字：

年月日

1.摘要………………………………………………………………………4

2.卷扬机的基本结构和工作特点…………………………………………4

3.交流电动机的调速传动…………………………………………………4

4.控制系统原理分析………………………………………………………6

5.主电路杭干扰措施………………………………………………………8

6.变频器的调速控制………………………………………………………11

7.结论………………………………………………………………………14

8.参考文献…………………………………………………………………14

摘要

 “卷扬机变频操控系统”是专门针对金矿竖井作业中罐笼升降而设计开发的拖动控制系统。

该系统主要用于卷扬机电机的拖动调速，充分考虑了低速力矩、空停制动和安全保护等问题，可以取消原交流绕线电动机，电机碳刷和滑环不再存在，取消原用于调速的接触器及大功率电阻排。

彻底杜绝了原调速系统维修成本高、维护工作量大、能耗高、调速性差的缺陷。

本文给出了一种基于矢量控制的异步电机变频调速系统实现方案。

变频调速的主电路设计是带有特殊性的电力电路设计，既要遵守电力设计的一般规律，也要考虑变频调速系统的特殊情况，同时针对制目的选择变频器，通过控制端子实现的控制系统功能，正确设置命令和频率源等参数，采用PLC控制保证调速控制精度，考虑控制电路的抗干扰措施，对硬、软件进行了优化设计，从而保证了系统控制的实时性和安全性。

关键词:

上料卷扬机；PLC变频器；变频调速

1.1卷扬机的基本结构和工作特点:

卷扬机（又叫绞车/电葫芦）是由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。

可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。

现在基本上都是电动葫芦，电动卷扬机是由电动机、传动机构和卷筒或链轮组成，分钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦两种。

工作特点:

其工作特点是：

（1）能够频繁起动、制动、停车、反向，转速平稳，过渡时间短;

（2）能按照一定的速度图运行;（3）能够广泛地调速，调速范围一般为0.5~3.5m/s,目前料车最大线速度可达3.8m/s。

（4）系统可靠工作。

在进入曲轨段及离开料坑时不能有冲击，确保终点位置准确停车。

5.对拖动系统的要求.

1.2 交流电动机的调速传动

1.2.1 调速传动的运动方程

调速传动系统中旋转运动时，其旋转运动方程为

式中T—驱动转矩（N²m）;

Tz一负载转矩，即阻转矩（（N²m）;

Jdω/dt—惯性转矩（N²m）;

ω—电动机的角速度（rad/s）;

J—折算到电动机轴上的总转动惯量（kg.m'），由式（（1-2）表示

式中G—旋转部分的重量（（N）; 

 D—惯性体直径（m）; 

 将式（1-1）中的角速度。

（rad/s）变为速度n （r/min）表示

2 控制系统原理分析

3控制系统设计

3.1卷扬机施动系统要求

3.1.1卷扬机电动机运行状态分析

3.2变频调速系统主电路设计

这里所说的主电路，是指以传递功率为主要任务的电气回路。

在变频调速系统中，主电路大致可以分为三个基本部分:

电源输入、输出到电动机电路、制动电路。

3.2.1输入输出电路主体功能设计

3.2.2 主电路杭干扰措施

结论：

卷扬机必须维持连续生产，工作节奏快且效率高，要求动作必须快速、准确并承受相当恶劣工作环境。

本文提出了其交流传动方案，采用变频调速方案构成了一套新型卷扬机控制系统。