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1、矿用带式输送机电控系统技术说明书& 上海申地自动化科技有限公司目录1 概述 12 遵循原则及依据 13 技术规格与要求 14 技术说明 15 设备清单 15矿用带式输送机电控系统技术说明书1概述带式输送机是矿井运输的咽喉设备之一，提高矿井煤炭生产的运输能力，进一步提高矿井生产的自动化水平，是煤炭生产的急需解决的问题。随着防爆变频器的问世，运输机的电 机驱动，多数采用电驱动方式有：软起动器和变频器。采用变频器的目的是解决：a）高精度的转矩控制；b）多机运行过程中的功率平衡；c）净化环境、安全生产。2遵循原则及依据2.1 2005年版煤矿安全规程;2.2 GB3836.14-2000防爆规程;图1
2、 BPJ1-口 /1140 （660）矿用隔爆兼本质安全型交流变频器2.3 GB/T13926-92工业过程测量和控制装置的电磁兼容性2.4 GB50070-94矿山电力设计规范;2.5 MT/T184-1999带式输运机电控装置技术条件;2.6用户根据实际需要对带式输送机电控提出技术要求。3技术规格与要求由用户提出4技术说明带式输送机电控系统包括：驱动、控制、操作、保护、通讯五大部分，协调运行，共同 完成胶带机运行的软起、软停和过程控制。4.1驱动部分驱动部分可以选用矿用软起动器，也可以选用变频器。若选用变频器，则可选用我公司 生产的BPJ1系列矿用隔爆兼本质安全型交流变频器（详见图1）。其
3、控制功率见表1。其控制原理如图2所示。主要规格参数型号BPJ1-口/1140 (660)适用电动机功率 （kW1518.522303745557590110132160200220280315400500额 定 输 出额定电流（A）114010121520253036506073871061321461852092653306601721253442516386103126151183229252320360457T额定过载电流额定电流的150% 1 min电压（V）三相 1140/660V, 50/60HZ输 入 电 压相数电压频 率三相 1140/660 , 50/60 Hz容许波动电压+
4、 1015% 频率：土 5%输 出 频 率设定最咼频率（5400） Hz可变设定基本频率（5400） Hz可变设定起动频率（0.560） Hz可变设定载波频率（26） KHz可变设定精度模拟设定：最高频率设定值的土 0.3%（ 25 10 C）以下；数字设定：最高频率设定值的土 0.01% （ 10+ 50 C）分辨率模拟设定：最高频率设定值的二千分之一；数字设定：0.01 Hz ; （ 99.99 Hz以下），0.1 Hz （100 Hz以上）控制过程控制PID （标准比例、积分、微分、闭环控制）转矩提升自动：根据负载转矩调整到最佳值；手动：0.120.0编码设定起动转矩150%以上（转矩矢
5、量控制时）力口、减速时间（0.13600） S，对加速时间、减速时间可单独设定4种，可选择线性加速减速特性曲线附属功能上限频率、下限频率控制、偏置频率、频率设定增益、跳跃频率、瞬时停电再起动（转速跟踪再起动）、电流限制运转运转操作触摸面板：运行键、停止键，远距离操作；端子输入：正转指令、反转指令、自由运转指令等频率设定触摸面板：人键、V键；端子输入：多段频率选择；模拟信号：频率设定器 DC（05） V或DC（420） mA运转状态输出集中报警输出。开路集电极：能选择运转中、频率到达、频率等级、检测等9种或单独报警模拟信号：能选择输出频率、输出电流、转矩、负载率（01 Ma）显示数字显示器（LE
6、D）输出频率、输出电流、输出电压、转速等运行数据液晶显示器（LCD运转信息、操作指导、功能码名称、设定数据、故障信息等灯指示（LED充电（有电压）、显示数据单位、触摸面板操作指示、运行指示制动制动转矩100%以上电容充电制动20%以上电容电制动（1015） %制动选择内设制动电阻外接制动单元和制动电阻 100%四象限整流回馈（60%- 100%直流制动设定制动开始频率（060） Hz，制动时间（030） s, 制动力（0200）涮变设定保护功能过电流、短路、接地、过压、欠压、过载、过热、电动机过载、外部报警、电涌保护、主器件自保护外壳防护等级地面IP54，井下ExdibI冷却方式45 kW以下
7、自然冷却，45 kW以上热管冷却.外 形 尺 寸 mm功率（kW45以下45 v PW 500长期工作制876 X 767X10151440X 1061X 1083短期工作制876 X 767X1015重量（kg）400750变频器的选型1）确定负载的机械特性a）恒转矩负载Tl （阻转矩）=Flx rTl传送带与传输拖辊之间的摩檫力 Fl与半径r的乘积b）恒功率负载不同的转速下，负载功率是不变的。c）平方律负载阻转矩与n2 （转速）成正比。2）确定变频器的容量一般情况下，变频器的电流大于或等于额定电流，即：Ib le。在连续变动负载中，变 频器应选电流大于或等于电机运行过程中的最大电流，即：I
8、B |max。对三相电机而言，P2 （电机功率）=.3?U?I?COS ?3）确定变频器的控制方式变频器控制方式有：a） V/F = C恒定控制（V/F频率控制、V/F速度控制）适用于水泵、风机一类平方律负载；b）矢量控制矢量控制通过三相-两相变换和同步旋转变换，把交流异步电动机在按转子磁链定向的同 步旋转坐标上等效成直流电动机，从而模仿直流电动机进行控制，得到在静、动态性能上完 全能够与直流调速系统相媲美的交流调速系统。矢量控制强调转子磁链与转矩的解耦，实现 连续控制，调速范围较宽。c）直接转矩控制直接转矩控制与矢量控制不同，直接转矩控制放弃了旋转坐标变换，而是在静止两相坐 标系上控制转矩和
9、定子磁链，并采用砰-砰控制以获得快速的转矩响应。直接转矩控制强调控 制定子磁链，不受转子参数随转速变化而变化，采用转矩和定子砰-砰控制而避开了旋转坐标变换，简化了控制结构，动态响应快。以上b）、c）适用于重负载或恒转矩工况。现以直接转矩控制的变频器为例：（见图2 ）I 一电鼎il ild m映it It抄曲拿+制連用补总鼻E-7VV甩启蚁治E-flQ电机丹也Mt增苛rn*i|iikMiHtVA/电机V畔协収忡制从弓也环料 一必耳岀谓uakttFJLI4 H图2 DTC控制原理图直接转矩控制具有以下优点：1）直接转矩控制（DTC与矢量控制不同，直接转矩控制的反馈量是力矩信号，高速数 字信号处理器
10、每秒钟更新40000次实际检测的电流信号和 DC母线电压信号，再由这些信号根 据自适应电机模型计算出力矩信号，并对其进行直接控制。它较矢量控制通过控制电流来间 接控制力矩的方法更直接、快速、高精度。直接转矩控制技术的特点：a）电机磁场矢量轨迹接近圆形，谐波小，损耗低，噪声及温升均比一般逆变器驱动的电 机小得多。b）电机的数字模型是建立在定子坐标系下分析并控制磁链和转矩的，省掉了复杂的坐标变换及其计算，因而控制系统十分简单，物理过程直接明确。c）直接转矩控制采用定子磁链定向，该量仅与定子电阻有关，只要知道了定子电阻，就 可以进行磁链矢量控制。d）直接转矩控制强调的是转矩的直接控制与效果，避开了通
11、过控制电流，磁链等量间接控制转矩的过程，而是直接控制电机转矩，因而使电机获得极高的响应频率，从而保证电机 具有良好的速度控制能力。同时也使得系统具有较强的抗机械谐振能力。e）精确的电机模型，高速数据处理技术，借助于独立控制的两点转矩调节器和磁链调节 器，使优化脉冲控制逻辑以极快的响应频率去高速更新控制脉冲的状态，保证了转矩阶跃响应快速且无超调，也使得系统有很好的零速满转矩能力，特别适合提升应用。f) 由于直接转矩控制方式不需要测速反馈信号，因此可以不装测速机，其转矩和速度的控制水平优于闭环直流调速，如果有测速机反馈转速信号的话，直接转矩控制系统的各项指 标均远高于其他各项控制方式。4. 2控制
12、部分由KXJD1-127隔爆兼本质安全型电源控制箱和 CXH-1/9.5本质安全型操作台组成。1)控制原理理想的启动速度曲线，应使带式输送机平稳启动，且在整个启动过程中加速度的最大值 较小，没有突变，即最大限度地减小启动惯性力和启动冲击作用。国内常用的控制曲线如图3所示，其曲线方程为：v(t)=v/2(1-cos n t/T)0 t 5L/Vw，即启动时间T大于下分支输送带纵向波由机头传到机尾所需时间的5倍。L :输送机总长，mVw :输送带纵向应力波传递速度，m/sVw=EB/ （qB+qRu）E:输送带弹性模量，N/mmB:带宽，mmqB :输送带单位质量，kg/mqRu:下分支托辊转动部
13、分质量，kg/mb）起动时的功率平衡（详见图 5）。为达到这一效果，本方案采用交流变频器作为驱动部件。在多机拖动时，根据皮带机机械驱动装置的布置，BPJ1系列变频器可实现转矩或速度全程跟踪，达到功率平衡。女口：当2台以上电机同时起动，且前两台电机处于同轴时，则两同轴的 1号电机设为主 机，2号电机必须设为转矩跟踪；不同轴的 3号电机设为速度跟踪。并将 2号变频器的速度 输出作为3号变频器的速度输入给定。如此，便能实现 3台电机功率平衡。c）变频器的停车变频器的停车由自由停车和变频停车两种。自由停车是靠系统惯性停车，变频停车是按从机跟皑1电的俸业给宜从机跟fifi主机的速度龄定图5起动时的功率平衡7 / 17
