JKMD-2.8X4多繩摩擦式提升機的設計含開題及3張CAD圖,jkmd,x4,摩擦,磨擦,提升,晉升,設計,開題,cad 開題報告 （學生用表） 系（部）： 專業(yè)： 班級： 課題名稱 JKMD-2.8X4多繩摩擦式提升機 指導教師 學生 學號 一、論文資料的準備 1.礦井提升機發(fā)展史 近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展和對礦山資源需求的高速增長，對礦山生產技術提出了越來越高的要求。礦井提升機作為礦山進行生產活動的關鍵設備之一，其電控調速技術的發(fā)展對促進礦井生產效率的提高和安全作業(yè)，無疑具有極其重大的影響。歷經幾十年發(fā)展，我國的礦井提升機電控技術取得了不少的進步，但與美國、德國等世界發(fā)達國家相比，依然存在著很大的差距。目前，發(fā)達國家的礦井提升機電控技術已全面實現(xiàn)了全數字控制，而國內絕大多數中小煤礦的礦井提升機電控系統(tǒng)還是交流串電阻調速的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)，效率低下，安全隱患多，嚴重制約著我國礦山產業(yè)的健康發(fā)展，急需大規(guī)模的技術改造和更新。礦井提升機直流拖動相對于交流拖動，提升能力強，并且調速容易。例如，一臺交流提升機功率最大為1000kw，當要求提升功率為2000kw一下時可以采用雙交流電機拖動方式，若要求提升功率大于2000kw時則需要采用直流提升機拖動。礦井直流提升機電控系統(tǒng)可以完成對直流提升機的起動、加速運行、勻速運行、減速運行和回饋制動的控制，并且可以實現(xiàn)平滑運行，調速精度高和提升機的四象限運行。礦井直流提升機電控系統(tǒng)的優(yōu)點在于:體積小，重量輕，占地面積小，安裝方便，建筑費用低；無減速器，總效率高，電能消耗少；維護工作量小，備件少，處理事故快；單機容量大，適用范圍廣；調速平滑，精度高；易于實現(xiàn)最佳控制和自動化，安全可靠。礦井直流提升機電控系統(tǒng)還可為以后的計算機控制的系統(tǒng)的設計和建設打下了基礎，和實現(xiàn)礦井提升機的全數字控制。本設計采用磁場換向的晶閘管--直流電動機(SCR-D)系統(tǒng)作為礦井直流提升機的控制系統(tǒng)，可有效的改善礦井提升機的起動、調速和制動的性能,實現(xiàn)礦井提升機的最佳控制。 2．礦井提升機發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向 （1）國內提升機發(fā)展現(xiàn)狀 ①交流拖動方式? 目前我國提升機約70%采用串電阻調速的交流拖動方式。有單繩和多繩兩種系列，大都采用改變轉差率S的調速方法，在調速中產生大量的轉差功率，使大量電能消耗在轉子附加電阻上，導致調速的經濟性變差。極少數提升機采用串級調速方法，其調速范圍窄，且投資大。? ②直流拖動方式? 我國提升機采用直流拖動有兩種系統(tǒng)：直流發(fā)電機--電動機機組(F-D)和晶閘管--直流電動機(SCR-D)系統(tǒng)。其生產和使用情況如下：國內研制大型直流提升機主要有三大廠家：上海電機廠主要生產配套電機，己生產低速直流電機800多臺，最大容量5775kw，額定轉速50r/min，其中長廣煤礦及五村煤礦的提升為1000kW、48r/min，淮南潘三礦采用一臺2600kW低速直聯(lián)電機；上海冶金礦山機械廠主要生產主機及信號系統(tǒng)，已生產80多臺提升機，1979年生產過一臺低速直聯(lián)落地式提升機；北京整流器廠主要生產配套電控系統(tǒng)，己從瑞士BBC公司和瑞典ASEA公司引進了晶閘管電控整機系統(tǒng)及元件生產線，直流電控容量可達到7000kW；還引進了交流變頻調速(交-直-交)電控生產線，可生產單機420kw變頻調速電控設備；1986年向甘肅金川礦提供了一套帶微機控制的800kW直流電控設備。從國外引進的晶閘管供電的直流提升機20多套，其中AEG公司21O0kW低速直聯(lián)6套、西門子公司低速直聯(lián)4套、瑞典ASEA公司9套。另外，還正在引進計算機控制的低速直聯(lián)電控系統(tǒng)。 （2）國外提升機發(fā)展現(xiàn)狀 ①晶閘管-電動機(SCR-D)直流低速直聯(lián)拖動系統(tǒng)? 部分發(fā)達國家原有的交流提升機已基本上被晶閘管-電動機(以下簡稱SCR-D)系統(tǒng)所取代。如德國、瑞典等國家已有90%以上采用直流提升機，傳動系統(tǒng)大都采用低速直聯(lián)式(省去減速機)，使系統(tǒng)大為簡化。如AEG公司采用低速直聯(lián)的SCR-D系統(tǒng)，電機功率3000kw，額定轉速55.8r/min，滾筒直徑6.5m，提人速度17m/s，提物速度20m/s，提升高度1200米，具有完善的保護系統(tǒng)；采用磁場反并聯(lián)，有平波電抗器及臥式深度發(fā)送裝置；采用積分給定與行程給定相結合的雙重給定信號;主回路采用兩組三相橋組成12脈動順抗整流，大大提高了功率因數。SIEMENS(西門子)公司、ABB公司、CEGELEC公司以及ASEA公司等都有相同類型的產品，其性能大同小異。此類系統(tǒng)的優(yōu)點在于：體積小，重量輕，占地面積小，安裝方便，建筑費用低；無減速器，總效率高，電能消耗少；維護工作量小，備件少，處理事故快；單機容量大，適用范圍廣；調速平滑，精度高；易于實現(xiàn)最佳控制和自動化，安全可靠。其缺點在于：功率因數低，如三相橋平均功率因數只有0.45左右；無功沖擊大，高次諧波對電網影響大。這些缺點可采用順序控制和多脈沖整流的方法以及在電網上加諧波濾波器等措施使其抑制在一定的允許范圍內。? ②交流變頻調速同步機驅動提升系統(tǒng)? SCR-D直流拖動系統(tǒng)趨于成熟，且采用了順控技術等措施來提高功率因數，但其功率因數仍然較低，從而從電網吸收大量的無功功率，且對電網品質因數產生嚴重的影響，提升容量越大，問題越突出。再則，直流電機制造成本高，電樞回路的整流子限制了提升容量的進一步增加，且整流子，碳刷易磨損，加大了維護工作量，故障率高。因此換相整流子是個薄弱環(huán)節(jié)。由于存在上述兩個問題，迫使人們又重新考慮交流拖動方式。自80年代初以來，交流變頻供電的同步機拖動異軍突起，在大型提升機中發(fā)展成為技術、經濟均優(yōu)的拖動方式。如SIEMENS公司1979年投運的2X4200kW、1x2650kw，額定轉速55.5r/min；CEGELEC公司1983年投運的1X5480kw，額定轉速69.5r/min；AEG公司1985年投運的1x3000kW，額定轉速55.8r/min，ABB公司投運的lx4200kw額定轉速45.86r/min；SEIMAG公司投運的2x460OkW等變頻調速同步機拖動的提升機，經過多年的運行，均獲得成功。這種拖動系統(tǒng)主要有如下優(yōu)點：①提升容量幾乎不受限制，最大可達10000kW，提升速度可達20m/s以上，提升高度1200米以上，滾筒直徑達6.5m，這是直流系統(tǒng)難以達到的；②沒有整流子和碳刷這一薄弱環(huán)節(jié)，保證了電機的可靠運行和降低了運行消耗；③功率因數高，可達0.9-1，極大地節(jié)省了電能；④動態(tài)品質好(和直流系統(tǒng)相同)，系統(tǒng)可在四象限平滑過渡和無級調速；⑤由于機械特性好，故起動轉矩大。⑥同步機的價格和有色金屬的消耗低于直流機；⑦調速范圍寬。因此，多數專家認為，變頻同步機拖動調速系統(tǒng)是大型提升機拖動的必然發(fā)展方向。這種拖動系統(tǒng)的缺點是：①必須有專用的變頻電源；②在恒轉矩調速時，低速段電機的過載倍數有所降低；③高次諧波對電網有影響，需在電網上加濾波器等補償措施加以緩解。 二、本課題的目的 本課題擬解決的關鍵問題是控制策略研究，提升機是礦山生產中的關鍵設備，它屬于大轉動慣量機-電-液系統(tǒng)，提升機要按所要求的速度圖運行，否則在系統(tǒng)中容易產生大的慣性力，降低機器的壽命，甚至產生脫軌等惡性事故。控制策略研究就是要通過電液控實時地、準確地使提升機按給定的速度圖運行，使控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性滿足提升機運行的要求。因此關鍵是解決提升機控制系統(tǒng)。 三、主要內容、研究方法、研究思路 本課題主要完成礦井提升機電控系統(tǒng)的初步設計，包括主電路結構選擇計算、控制方案的確定、動靜態(tài)計算等。 (1)具體的課題內容有：? ①總體設計方案的制定：系統(tǒng)整體方案的確定、各模塊實現(xiàn)方法的選擇、各模塊及整個系統(tǒng)的實現(xiàn)框圖；? ②相關硬件電路的設計：礦井提升機主電路的選擇與設計，礦井提升機控制電路和保護電路的設計等；? ③系統(tǒng)中相關參數的計算：根據礦井提升機電控系統(tǒng)的要求進行動靜態(tài)相關計算以及相關器件的選擇。? ④靜態(tài)特性分析，畫出靜態(tài)結構方框圖推導靜態(tài)參數計算公式并畫出靜特性曲線? ⑤動態(tài)特性分析，系統(tǒng)的動態(tài)結構圖，起動過渡過程分析 （2）研究方法與思路 根據設計題目的要求，本設計主要分三部分： ①總體設計方案的制定； ②相關硬件電路的設計； ③系統(tǒng)中相關參數的計算。 對現(xiàn)有的提升機電控系統(tǒng)進行改造設計，提高精度，在更安全的范圍內保證礦山生產的順利進行。設計中充分考慮到保護系統(tǒng)惡劣的使用環(huán)境，采用控制功能強大的PLC來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型交流接觸器，簡化了控制線路。在軟件中采用提升機電控系統(tǒng)中斷模塊及故障處理模塊，使超速報警更加科學合理。為了更直觀的顯示提升機的工作狀態(tài)及故障來源，增加了提升機監(jiān)視控制系統(tǒng)，通過顯示器對整個提升系統(tǒng)進行監(jiān)控。 四、總體安排和進度 進度安排：1至2周查閱相關資料，3至4周完成任務說明書，5至8周進行機械制圖的繪制，9至10周進行糾正與改正，11周進行答辯。 五、研究方案的可行性分析和已具備的實驗條件 1.研究方案的可行性分析 通過上網查閱和參考相關書籍，通過實習參照已設計出的同類型產品參數尺寸和所學的課本原理，結合我們要求設計機型的具體要求，采用計算法和類比法綜合應用的方法，盡量綜合各不同生產企業(yè)產品的優(yōu)點進行設計。 2. 已具備的實驗條件 （1）個人計算機一臺 （2）個人計算機中預裝WindowsXP、8、10操作系統(tǒng)，AutoCAD工具和office套裝 （3）通過局域網接入互聯(lián)網 六、主要參考文獻 [1]徐文尚，陳霞，武超.電氣控制技術與PLC.北京：機械工業(yè)出版社，2011.8? 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