交流永磁同步電機皮帶電控系統
技術方案徐州中礦大傳動與自動化****
2023年06月
目錄1. 概述 2
1.1 電控系統設計原則 2
1.2 電控裝置執行標準和使用條件 3
1.3 電氣控制系統使用條件 4
2. 技術方案說明 4
2.1 礦用隔爆型高壓真空配電裝置 4
2.2 礦用隔爆型乾式變壓器 5
2.3 礦用隔爆型低壓配電裝置 5
2.4 礦用隔爆型三電平變頻器 5
2.5 礦用隔爆兼本安型plc控制櫃 6
2.6 礦用本安型操作台 6
2.7 漲緊驅動裝置 7
3、配套說明 7
4、供貨範圍 7
1) 以高可靠性、安全性及技術先進性為前提，採用安全、可靠、先進、合理的新技術，完成提公升機系統的控制及執行。
2) 從適應性、普遍性、通用性和成熟性上考慮，選擇所需裝置。
3) 充分利用現有設施，保證系統功能的前提下，盡可能簡化系統，儘量減少投資。
4) 採用經過實踐檢驗的電工行業先進技術，使用維護方便。
5) 對元器件進行嚴格篩選，關鍵環節一律採用進口部件。
☆ 《煤礦安全規程》（2010版）。
☆ 《金屬非金屬地下礦山安全規程》（gb16424-2006）。
☆ 《礦山電力設計規範》（gb50070-2009）。
☆ 《煤炭工業礦井設計規範》（gb50215-2005）。
☆ 《煤礦地面多繩摩擦式提公升系統設計規範》（mt5021-1997）。
☆ 《工業過程測量和控制裝置的電磁相容性》（gb/t13926-92）
☆ （89）中煤總生機字第128號檔案規定的各項保護及後備保護功能。
☆ 現行國家電工委員會及其它有關標準。進口電氣裝置遵守國際電工委員會iec標準。
☆ 《3-110kv高壓配電裝置設計規範》（gb50060-2008）。
☆ 《電力裝置的繼電保護和自動裝置的設計規範》（gb50062-1992）。
☆ 《礦用一般型電氣裝置》（gb12173-90）。
☆ 《外殼防護等級（ip**）》（gb4208-93）。
☆ 《3~35kv交流金屬封閉開關裝置》（gb3906）。
☆ 《高壓開關裝置通用技術條件》（gb-11022）。
☆ 《高壓輸變電裝置的絕緣配合高壓試驗技術》（gbll-1-311.6）。
☆ 《交流高壓電器在長期工作時的發熱》（gb763）。
☆ 《高壓電器動穩定》(gb2706)。
☆ 《包裝貯運標誌》（gbl91）。
☆ 《戶內交流開關櫃訂貨技術條件》（dl404-91）。
☆ 《低壓成套開關裝置》（gb7251）。
☆ 《低壓成套開關裝置和控制裝置》（iec493）。
☆ 國際標準化組織iso標準
電氣控制系統應安裝在戶內場合，基本工作條件如下：
1) 海拔高度不超過2000公尺；
2) 周圍介質溫度不高於+40℃，不低於-10℃；
3) 空氣相對濕度：最強日的日平均最大相對濕度不超過95%；
4) 無顯著振動、無衝擊振動的場合；
5) 周圍介質無**危險，且不足以腐蝕金屬、無破壞絕緣的氣體與塵埃（包括導電塵埃）。
1) 電網質量：波形為50hz正弦曲線，電壓幅值波動不超過10%。（短時允許+15%，—15%的電壓波動）。
本專案採用交流提公升機全數字變頻方案，電控系統基於數位化、自動化、網路化和資訊化等先進技術，採用「防爆永磁同步電機+三電平防爆變頻器+隔爆兼本安型plc控制櫃+上位機診斷與監控+區域網資訊互聯」的控制模式，主要裝置包括高低壓供電裝置,傳動變流裝置,全數字三電平向量變頻系統，操作台和上位機等。一共使用三颱隔爆型永磁同步機，其中兩台安裝在皮帶的頭部，一台安裝在皮帶的尾部，所有電控均按照此設計。
配置五颱隔爆型高壓真空櫃，其中進線櫃一台、饋線櫃四台，其技術特點為：
1 )保護精度高、反應速度快，應具有短路、過流、漏電、絕緣監視、失電、欠壓、三相不平衡、操作過電壓、風電閉鎖等多種保護功能；
2) 設有可靠的機械閉鎖、電氣聯鎖、遠控分閘、緊急分閘等裝置；
3) 具有可靠的接地裝置，保證機芯可靠接地；
4) 綜保要求：配置微機綜保單元，並具備標準rs485通訊介面，具有與礦井綜合自動化系統聯網功能，實現遙測、遙控、遙信、遙調等功能，達到供配電裝置自動化。
配備四台隔爆型乾式變壓器，其中三颱為整流變壓器，容量為500kva，變
比為6kv/1140v,二次側為雙繞組，聯接組別分別為dd0和dy11。另一台為輔助變壓器，容量為315kw,變比為6kv/1140v，聯接組別為dy11。
配置一台隔爆型低壓配電櫃，主要為整個電控系統提供低壓電源。
整流部分使用二極體整流，為了抑制諧波，由兩組整流橋組成12脈波。逆變部分採用先進的背靠背三電平二級管鉗位拓撲結構，三電平結構可大大減輕du/dt 對功率器件和電機絕緣的影響，降低功率裝置的emi水平，減小系統損耗。同時背靠背拓撲利於功率系統結構化設計，利於維護，使系統可靠性大大增強。
在控制方式上，通過高效能向量控制演算法，將功率變換裝置和電機作為整體考慮，在實現高效能調速的前提下，對電機定子側功率因數等系統關鍵指標進行調控，最大程度上滿足系統執行的需要，做到真正意義上的「綠色變頻」。
在波形質量上，三電平變頻器閥側輸出相電平為九階梯波，對比常規變頻器電壓和電流畸變率大大減小，和多重獨立直流電源構成的級聯型拓撲的高壓變頻器相比，雖然實現的階梯波層數較少，但由於本系統使用的電壓等級為1140v，這樣系統的du/dt 和波形畸變率影響將非常小，系統執行安全、可靠。變頻器部分結構框圖如下圖所示。
plc控制保護部分採用西門子s7-300型plc控制系統。，實現各種故障保護及閉鎖。來自系統各部分的保護訊號直接引入到繼電保護迴路，通過各種接點動作進行系統保護並控制聲光報警系統報警並施閘，系統的安全迴路有兩套，一套為繼電器直動迴路，另一套為軟體安全迴路，且系統具備通訊及程式設計介面。
另外，本系統可以根據提煤量對速度進行自動調整，做到高效率的速度自適應控制。
系統的主要保護有：三項保護（斷繩、斷帶、脫槽）、超速保護、重錘限位保護、電機超溫保護、、高壓跳閘、快開跳閘、緊急停車、調節迴路故障、液壓系統和潤滑油故障、低壓電源故障、軸承超溫、風機故障等。
司機可操作操作台上的開關及按鈕來控制皮帶執行，並通過指示燈和顯示儀表以及內建觸控螢幕及時了解提公升機的執行狀態及執行引數。主要控制按鈕有工作方式選擇開關、控制方式選擇開關主迴路電源送電按鈕、，安全復位按鈕、緊停按鈕、燈試驗按鈕、閘試驗按鈕、過捲旁通按鈕等。前面板上設有各種故障訊號指示燈（如各段三項保護指示、變頻器故障、機頭機尾乘人越位、超速等）以及執行引數（電機電壓、電機電流、電機轉速、皮帶速度等）顯示儀表。
漲緊驅動裝置使用西門子兩電平變頻器，功率為12kw。
3.1 提供成套電氣裝置組裝圖；
3.2 提供成套電氣裝置的電氣原理圖和接線圖；
3.3 提供成套電氣裝置的備品、備件目錄；
3.4 提供安裝、使用和維護說明書；
3.5 提供電纜連線表和電纜布置建議
機車永磁同步牽引
本報訊為了促進我國軌道交通電力牽引技術發展，交流前沿技術與最新成果 發展思路，由中國工程院產業工程科技委員會 湖南省科技廳 中國南車股份 共同主辦的 軌道交通電力牽引工程論壇 近日在湖南株洲舉行。王澱佐 鄔賀銓 譚建榮 唐任遠 李鴻志 黃崇祺 盧秉恆 趙旭 段正澄 劉友梅等10位中國工程院院士，來自...
永磁同步電機翻譯
一種轉子初始位置估計方法ipm同步電機驅動器 摘要 新方法在初始位置估計啟動了內部永磁同步機 ipmsm 驅動。在永磁同步電動機的轉子磁體腔建立在兩個正交的電感有很大不同轉子軸。這個空間顯著基於轉子位置使得它可以使用持久，旋轉或脈動向量，載波頻率影象跟蹤技術，可靠地識別和跟蹤方向的軸的轉子在靜止的時...
交流永磁同步調速電梯電機特性
電梯效能隨著計算機控制技術和變頻技術的發展有很大的提高，但是非同步變頻電動機存在低頻低壓低速時的轉矩不夠平穩進而影響低速段執行不理想的缺點。用永磁同步調速電機替代交流非同步電機，用同步變頻替代非同步變頻可以解決低速段的缺點和啟動及執行中的抖動問題，使電梯執行更平穩 更舒適，同時減小電機的體積，降低噪...