基于单片机控制的矿井提升机运行系统设计

０ 引 言
矿井 提升设备是提升煤炭 、 矿石等机械设 备 ， 在矿 井 系统 中 占有举足轻重 的地位 。 目前我 国使用 的矿井
提 升机 中 比较先进 的是 利用 国外引进 的交 一 变频 同 交
位 准确 的能力 ， 以满 足矿 井 提升 工艺 过程 的需 要 。矿 井 提升机拖动 系统的结构如 图 １ 所示 。
机床 电器 ２ １． ０２ ３
Ｐ Ｃ・ Ｌ 变频器 ・ 算机——基于单片机控制 的矿井提升机提 升机 运 行 系统 设 计
赵红顺 （ 常州机 电职业 学 院 ，１１４ ２３ ６ ）
摘要 ： 本文介绍 了基于单片机的变频控 制系统对矿井提升机工作过程进行控 制的系统设计 ， 包括硬件 电路 、 部分
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升机 能够达 到高效 、 安全 、 可靠 地连续 工作 ， 其必 须具 备 良好 的机 械性 能 、 良好 的 电气 控 制设备 和 完善 的保 护装置 。鉴 于矿 井 提升机 的工 作特 点 ， 因此要 求矿 井 提升机 的电力拖动 系统具 有 安全 可靠 、 运行 高效且 定
一
图 ２ 矿 井 提 升 机 给 定 速 度 运 行 图
步 电动机拖动控制 技术 ， 但是 大部 分依 然采 用转 子 串 电阻调 速的交流绕 线式 异步 电动 机拖 动 ， 类 提升机 该 拖 动在启动 、 加速 和爬行 阶段 均采 用 转子切 换 电阻 的
方法进 行调速 ， 大量 电能消耗 在 电阻上 ； 在减 速阶段采
图 １ 矿 井提 升机 拖 动 系统 的 结构 示 意 图
井生产安 全规程 的要求 ， 限制 提升 过程 的加 速 度 以 要 及爬行 速度 。最简单 的运行 速度如 图 ２所示 。
１ 矿 井提 升机 交流 调 速 系统 分析
矿井提升 的工作 特点 是在 一定 的距 离 内 ， 以较 高 的速度往 复运 行 ， 完成 上升 与下 降 的任务 。为确保 提
用 能耗 制动 ， 也需要消耗 大量 电能 ， 提升设备 效率 只有 ５ ％左 右 。因此 ， 能在 提升 机加 速 阶段采 用 变频 调 ０ 若
矿井提 升机 的整 个工 作过 程可 以分为 五个 阶段 ：
加速 阶段 、 恒速 阶段 、 减速 阶段 、 爬行 阶段 、 车抱 闸阶 停
段 。加速 阶段是 提 升机从 静 止状 态起 动 ， 加速 到最 高
速度 ； 恒速 阶段是提升机 的主要 运行 阶段 ， 提升机 以最 高速度运行 ； 减速 阶段是 提 升机从 最 高速 度减 到爬 行
速， 在减速 阶段采 用 回馈 系统将 提升 机 的势能 转变 为
电能 回馈到 电网 ， 在爬 行阶段采用变频控制 ， 这样可 以 大大提高设备效率 。
速度 ； 阶段是 箕 斗定位 和 准备安 全 停 车。根据 矿 爬行
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Ｐ Ｃ・ Ｌ 变频器 ・ 计算机——基于单片机控制的矿井提升机运行系统设计
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要 使提升机按 照给定 的速度 图运 行 ， 电动 力矩
软件程序和程序流程 图。通过矿井提升机交流调速系统的分析 ， 采用直接转矩控制技术 对提升机制 动力矩进行 自动
调节 。
关键词 ： 矿井提升机 ； 变频控制 ； 直接转矩控制 中图分类号 ：Ｐ ６ ． ，Ｄ ３ Ｔ ３８ １Ｔ ５ ４ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ０ ４—０２ （０ ２ ０ ０ ４ ０ １０ ４０ ２ １ ）３— ０ ６— ３
ｏ ｅｈ ｉ ｅ ｒｋｎ ｒｕ ． ｆｔ ｏｓ ｒｂ ａ ｉ ｇ ｔ ｑ ｅ ｈ ｔ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｍｉ ｅｈ ｉ ｅ ；ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｏ ｔ ｌ ｉ ｃ ｏｑ ｅ ｃ ｎｒ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ： ｎ ｏｓ ｒ ｏ ｖ ｒｉ ｎ ｃ ｎｒ ；ｄ ｒ ｔ ｒ ｕ ｏ ｔｏ ｔ ｏ ｅ ｔ