卷扬机调速系统设计.doc

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姓名 _ 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。参考文献电力电子技术西安交通大学王兆安黄俊主编第版0.1电机拖动基础许建国主编2004.8工厂电气控制技术方承远张振国第版2006.7电动机变频调速图解张燕宾李鹤轩2003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。电动机控制黄立培主编北京：清华大学出版社，教研室主任签字： 年 月 日目录1. 摘要42. 卷扬机的基本结构和工作特点43. 交流电动机的调速传动44. 控制系统原理分析65. 主电路杭干扰措施86. 变频器的调速控制117. 结论148. 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0.53.5m/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(Nm); Tz一负载转矩，即阻转矩(Nm); Jd/dt惯性转矩(Nm); 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