煤矿提升机设计(编辑修改稿)

煤矿提升机设计(编辑修改稿)内容摘要：

器开始运行。 制动油泵开启后，若不小心松开制动闸触动“松闸”行程开关，变频器接收到“松闸”信号，同时在电机上施加直流制动转矩，确保重车不下滑。 当重车在井筒中间停车时，变频器由高速至停机后，随之施加直流制动转矩使电机停止转动，当机械制动起作用后，方去掉直流制动，使重车靠机械抱闸的作用停止，同时，由于直流制动提供的制动力矩能够平稳的对负载制动，缓冲了机械 制动对闸皮的磨损。 如下图，制动时可以向 V1 和 V6的栅极输入一占空比可调的 PWM信号，根据制动力矩的要求来调节占空比。 CCR1UVWRSTV1V2V3V4V5V6中间环节 直 交环节交 直环节 能耗制动 电阻 R2位耗能电阻，当回馈单元不能完全把再生能量回馈到电网时，母线电压过高会威胁功率器件 IGBT和电解电容的安全，这时微机板会根据母线电压的上升的情况输出占空比可调的刹车信号，把多余的来不及回馈的能量消耗在电阻上。 电阻 R C及二极管 能量回馈 （ 1）能量回馈控制方式实现 17 要实现能量回馈，须保持与电网实现同频同相，若 保持同频同相，则电抗上电压 VL 差90176。 ，如下图： V1V2VL V1:电源基准电压 V2:回馈电压 只要保持 90176。 的相位差， V2 及 V1 V2 的相位角和功率的关系，就能实现很好的回馈，调整这些参数的依据由母线电压的高低来决定。 （ 2）回馈电路的实现 电网电压的相位检测，三相输入正弦波互差 120176。 共有六个交点，交点的相位 30176。 90176。 150 176。 210176。 270176。 330176。 是确定的，从第一个交点开始计数，则任一时刻的相位差就能计算出。 电网电压相位关系如下图 A BC0 A BC0 由于电源电压不一定是正弦波，它含有尖峰、毛刺、及谐波，造成交点不确定，则同步相位也不确定，于是，电路增加了带通滤波器，电路如下： R2 45K R5 2K R3 36K R6 5 . 1 K R1 43K C1 1 0 0 0 0 PF C2 1 0 0 0 0 PF R4 10K 9 10 8 N2C LM 3 24 18 (3). 母线幅值检测 V3(I N 4 1 4 8 ) 2V4R71 0 K131214N 4 DL M 3 2 4C2 0 0 JR21 M 2 WR11 M 2 WR46 . 8 KR36 . 8 KR51KR61KR71K+ 5V+X 3 : 2X 3 : 1V2V1(I N 4 1 4 8 ) 2 此电路分两部分 差分放大器 电压钳位 调整 R7 可以调整母线电压，使显示值与实际值相一致。 (4).输入电源幅值检测 V 1 4(I N 4 1 4 8 ) 2V 1 3V 2 1I N 4 1 4 8V 2 0 I N 4 1 4 8R 9 71 0 K567N 4 BL M 3 2 49108N 4 CL M 3 2 4C 7 82 0 0 JC 7 9(1 0 u F 5 0 V ) 2C 6 21 0 0 u F 2 5 VC 8 0R 8 91 0 KR 9 51 0 KR 9 85 . 1 KR 9 11 0 KR 7 91KR 7 61 0 KR 7 81KR 7 7 5 . 1 KR 9 01 0 K+ 5 V+ 1 2 V1 2 V123411N 4 AL M 3 2 4R 5 62KR 5 71 2 KX 4 : 2V8V 1 0(I N 4 1 4 8 ) 2123411N 3 AL M 3 2 41 2 V+ 1 2 V 此电路分三部分 运算放大器 取绝对值 电压钳位 调整 R98 可以调整输入电源电压与显示值相一致 （ 5）同步电源的产生 T7T8T9T 7 T 9 : T K 1 8 61234RST T T T9 三个同步变压器 输入与输出相差 30176。 ，输入为角接，输出为星接，星点为控制电路的地线，这样可以直接对电网进行跟踪。 19 第四章 外围硬件电路 IGBT 驱动电路 （ 1） 概述 本驱动单元主要是作为功率模块 IGBT 栅极的功率信号驱动。 此电路以 M57959L 驱动模块为核心，加上外围电路组成能满足 IGBT 工作的驱动单元。 它主要是将 87C196MC 芯片给出的 SPWM 信号，其信号为 0V 或 5V 的数字信号，经过功率放大后作为 IGBT模块的栅极控制信号，其输出为 +15V 或 10V。 同时具有检测 IGBT 管的工作状态的功能。 (2) 工作原理 1314R1 （ 7 ）1KR2 （ 8 ）5 .1 KC7 （ 18 ）1 02 J12546V5 （ 23 ）D A 4 38 1V6 （ 24 ）C A 1 66 7C6 （ 17 ）C5 （ 16 ）1 03 J 2V2 （ 20 ）V1 （ 19 ）1 N 47 4 5 2V3 （ 21 ） V4 （ 22 ）B A 1 59 2R3 （ 9 ）3 .3 0 .5 WR5 （ 11 ）2KM57959LN1 （ 2 ） 8C9 （ 20 ）　　1 00 u f/ 25 v 2C8 （ 19 ）V9 （ 28 ）V 1 0 （ 27 ）1 N 47 4 51 N 47 4 1V 1 1 （ 29 ）V 1 2 （ 30 ）V 1 6 （ 34 ）V 1 5 （ 33 ）V 1 4 （ 32 ）V 1 3 （ 31 ）V 1 7 （ 35 ）V 1 8 （ 36 ）C 1 0 （ 21 ）220uf/50v2C 1 1 （ 22 ）(B A 1 5 9) 8+ 15 V 1 0 VR4 （ 10 ） 3 .3 0 .5 WR6 （ 12 ）2KV7 （ 26 ）V8 （ 25 ）1 N 47 4 51 N 47 4 1a1abb1C3 （ 14 ）100uf/25v2C4 （ 15 ）C1 （ 12 ）1 03 JC2 （ 13 ）1 03 JT4 （ 5 ）X1 （ 2 ）a （ 1 ）b （ 1 ）c （ 1 ）d （ 1 ）+ A 6 ： f+ A 6 ： g接 + A 0 : E8 ( E9 ) 低压中大功率变频器的驱动板采用磁环供电，经桥式整流管整流、电容滤波后的电压接入驱动模块 M57959L 的电源端。 20 M57959L 内部电路组成及其特点： 1）高速输入输出隔离，绝缘强度高 2500VAC／ min；（ 2）输入输出电平与 TTL 电平兼容，适于单片机控制；（ 3）内部有定时逻辑短路保护电路，同时具有延时保护特性；（ 4）具有可靠通断措施（采用双电源）；（ 5）驱动功率大，可以驱动 200A／ 600V 或 100A／ 1200V 的 IGBT 模块。 M57959L 是单列直插式封装，从左至右依次编号，其中 9～ 12 为空端。 1 端和 2 端 为 故障检测输入端； 4 端：接正电源 +15VDC； 5 端：驱动信号输出端； 6 端：接负电源 10VDC 左右 ； 8 端：故障信号输出； 13 端和 14 端：驱动信号输入端 ， 主要接收 87C196MC 芯片送出的 SPWM 信号。 M57959L 的内部原理框图如下图： M57959L 外围应用电路如图 二 所示。 图所示实际应用电路具有 IGBT 过流过压保护功能。 当检测到输入 1 端的电压为 某一电平时 ，模块判定为电路短路，立即通过 光藕 输出关断信号，从而使其 5 端输出低电平将 IGBT 的 GE 两端置于负向偏置，可靠关断。 同时，输出误差信 号使故障输出端 8 端为低电平，从而驱动外接的保护电路工作。 21 由于 IGBT 要求的驱动功率大，单靠 M57959L 的输出功率不能满足要求， 通常的做法是采用 PNP 和 NPN 对管推挽输出 ， 即在 M57959L 的输出端接入一个互补跟随器。 电阻 R R3 是输出限流电阻，防止电流过大损坏 IGBT 栅极。 稳压管 1N4745和 1N4741 分别采用对接的形式，主要是对输出信号进行钳位，使 IGBT 的驱动信号不超过规定的幅度，从而保证驱动信号的可靠性。 当短路时， Vce（ sat） 急剧上升，设定一个 Vref，一旦 Vce（ sat） 大于 Vref时，保护电路动作，注意的时检测工作必须用快恢复二极管。 其实有多种技术可用来避免 IGBT 受到短路的破坏，其中最基本的技术便是在 10us 内关断 IGBT。