矿用提升机供电与控制方式的毕业设计.doc

矿用提升机供电与控制方式的毕业设计 目 录 设计总说明： I Design General Description: III 第一章 绪论 1 1.1 课题研究背景及意义 1 1.2 电机控制方式的发展现状 3 1.3 本课题研究的主要内容 6 1.4 本章小结 6 第二章 供电方式的比较研究 7 2.1 配电系统 7 2.1.1 TN系统 7 2.1.2 TT系统 8 2.1.3 IT系统 9 2.2 供电方式的比较研究 9 2.2.1 380V与660V供电系统比较 9 2.2.2 660V与1140V供电技术比较 11 2.3 本章小结 13 第三章 控制方式工作原理 14 3.1 基于滑差电磁离合器的调速方式 14 3.1.1 滑差电磁离合器的工作原理 14 3.1.2 滑差电磁离合器的调速原理 15 3.1.3 滑差电磁离合器的性能特点 16 3.2 基于转差频率控制的调速方式 17 3.2.1 转差频率控制的基本原理 17 3.2.2 转差频率控制的基本规律 20 3.2.3 低频电压补偿 22 3.2.4 电压空间矢量调制（SVPWM） 22 3.3 基于矢量控制的调速方式 27 3.3.1 三相异步电动机数学模型 27 3.3.2 坐标变换 29 3.3.3 三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程 32 3.3.4 矢量控制的基本思路 34 3.3.5 按转子磁场定向的矢量控制的基本原理 36 3.5 本章小结 38 第四章 控制方式的比较研究 39 4.2 三种控制电路的比较研究 40 4.2.1 滑差电磁离合器调速系统 40 4.2.2 转差频率控制的变压变频调速系统 41 4.2.3 基于转子磁场定向的矢量控制系统 42 4.3 三种控制方式优缺点的比较研究 44 4.4 本章小结 45 第五章 安全问题措施 46 5.1 接地的设计理论 46 5.1.1 地线的定义与接地的目的 46 5.1.2 接地方式 48 5.1.3 变频调速系统接地 49 5.2 电力电子器件的散热设计 50 5.2.1 散热与通风设计 50 5.2.2 电力电子器件的散热设计 50 5.3 电磁干扰的屏蔽技术 52 5.3.1 变频调速的电磁干扰源及传播途径 52 5.3.2 变频调速系统抗电磁干扰措施 53 5.4 本章总结 56 第六章 总结及展望 57 参考文献 58 附录A：主电路图 59 附录B：三种控制电路的控制系统结构图 60 致谢 61 矿用提升机供电与控制方式的比较研究 设计总说明： 矿用提升机是煤矿生产中一种重要的运输装置，是煤矿中必不可少的一部分，由于矿用机械技术的不断发展，矿用提升机也在不断的更新换代。以前的矿用提升机大多采用380V的供电制式，并且采用的控制方式也是相对来说比较古老的，以及不能适应煤矿机械的发展的缺点。使得最初的矿用提升机性能不高，电路损耗相对较大，运营成本高，运行可靠性低，并且维修费用高，企业效益低。随着电力电子技术和交流电力拖动控制技术的发展，采用电力电子变流器的交流传动系统得以实现，特别是大规模集成电路和计算机控制的出现，交流调速的性能得到了很大的进步，使得矿用提升机得到了快速发展。 目前我国的煤矿企业的矿用提升机一般用于进行煤矿井上井下煤炭的运输，以及物资的运输，常用的矿用提升机有两种：一种是单绳缠绕式矿用提升机，另一种则是多绳摩擦式矿用提升机。本文选择的是对矿用提升机的供电与控制方式进行比较研究，并重点比较矿用提升机的几种控制方式的优缺点，得出一个最好的控制方式。 由于煤矿工作环境恶劣，调速系统处于频繁的起动、制动、加减速等状态，还要适应负载上下坡和颠簸路况等情况，因此要求电动机起动转矩大，过载能力强，最初的调速系统起动转矩并不大并且过载能力也不强，所以为了适应不断发展的煤矿需求，从而出现了基于转差频率控制的调速系统，紧接着又出现了基于磁场定向的矢量控制的交流调速系统。而本篇论文就是将三种控制调速方式进行比较，进行研究，使我们清楚明白的知道哪一种调速控制方式是最优的。不同的方案的优缺点不同，不过一次次的更换调速控制方式使得提升机具有了起动平滑，调速可靠，无冲击，牵引力够大，能量消耗小，操作简单，性价比高，安全性提高，制动性能提升等优点，这对于煤矿生产来说有很大的好处。 本论文所做的主要工作就在于选择不同的供电方式对其优缺点进行比较研究，并通过比较三种控制方式的性能特点，从而得出基于磁场定向的调速控制系统更能适应现在煤矿环境和生产能力的要求。通过对其运行原理和取得的优势进行说明，并对将来的提升机新的控制方式的前瞻是本文的主要工作。本论文中，对于供电方式的比较研究就是对煤矿供电系统的一个缩小，涉及到安全，节约资源，降低消耗，更好的利用有效的资源换取最大的效益。重点对三种