矿井提升机直流调速系统设计开题报告
副井提升机直流调速系统的设计
引言刮板输送机、提升机以及带式输送机等均为煤矿生产的关键运输设备，对于上述设备而言其电控系统的稳定性和安全性直接决定综采工作面的运输能力，继而影响整个煤矿的生产能力。
经实践应用及调研可知，提升机传统电控系统存在故障率高、线路老化严重、系统能耗较大、维护困难以及维护成本高等缺陷[1]，因此，为满足当前煤矿综采工作面高效开采现状，需从根本上提高提升机的运输能力和运输效率。
本文将从提升机电气控制系统着手将传统电控系统改进为直流调速系统。
1提升机电控系统的设计要求根据《煤炭安全规程》的相关要求，要求提升机电气控制系统对设备的速度控制曲线满足生产要求。
因此，对提升机电气控制系统提出如下要求：1）提升机能够根据其实时负载进行电动或者制动状态的控制，即其满足四象限运行的能力；2）要求提升机电气控制系统能够实现平滑调速，并根据运输对象的不同进行分等级运输，且要求其具有较高的提升能力；简单地说，对提升机传统电气控制系统的改造，主要目的是对提升机速度控制功能进行优化，对其自适应速度控制提出更高的要求，在保证其在实时载荷下正常工作的同时，达到降低能耗、平稳调速的目的，并且改造后提升机电气控制系统的维护成本可以降低。
在当前多种调速方式优劣势的综合比对下，本文拟采用直流调速系统对传统电控系统进行升级改造。
2提升机直流调速系统的设计基于直流调速系统实现提升机速度与电流的双闭环控制，以达到对提升速度控制的精确性和稳定性。
本文所采用直流调速系统的核心装置为全数字化直流调速装置，该装置可根据现场情况对提升参数进行设定；根据提升参数的采集完成对给定值和反馈的设定，其中可采用模拟量和数字量同时对输入量进行设置；具有较高的检测精度；基于全数字化直流调速装置在实现其与其他调速装置进行通信的要求外，还可与上位机和PLC 控制器等实现通信；基于全数字化直流调速装置可实现对提升机系统运行参数的状态显示、监控以及报警等功能[2]。
针对提升机直流调速系统的控制需求，本文所选择的全数字直流调速装置的具体系列为DCS 系列，且为实现其四象限调速控制功能，最终所选全数字直流调速装置的系列为DCS600。
全数字直流调速技术在矿井提升机中的应用的开题报告
全数字直流调速技术在矿井提升机中的应用的开题报告
一、选题背景
矿井提升机作为提取矿石的重要设备，其运行状态的稳定性和安全性至关重要。
传统的调速技术往往存在着调速精度不高、反应速度慢、容易出现故障等问题，这严重制约了矿井提升机的运行效率和安全性。
因此，全数字直流调速技术在矿井提升机中的应用成为当前研究的热点。
二、研究目的
本研究旨在探讨全数字直流调速技术在矿井提升机中的应用，具体包括以下几个方面：
1、全数字直流调速技术的基本原理和特点；
2、构建全数字直流调速系统在矿井提升机中的应用方案；
3、进行实验验证和仿真模拟，分析调速精度、反应速度、故障诊断等性能指标的提高情况。
三、研究内容
1、全数字直流调速技术的基本原理和特点
本部分主要介绍全数字直流调速技术的基本原理和特点，包括数字信号处理器、功率半导体器件、数字控制算法等内容。
2、构建全数字直流调速系统在矿井提升机中的应用方案
本部分主要对全数字直流调速系统在矿井提升机中的应用进行方案设计和具体实现，包括硬件系统的设计和软件控制系统的编程。
3、实验验证和仿真模拟
本部分主要进行实验验证和仿真模拟，通过对比实验前后的性能指标和情况，分析全数字直流调速技术在矿井提升机中的实际应用效果。
四、预期研究成果
本研究预期得到以下成果：
1、掌握全数字直流调速技术在矿井提升机中的应用原理；
2、提出一种全数字直流调速系统在矿井提升机中的应用方案，并设计出硬件系统和软件控制系统；
3、验证全数字直流调速技术在矿井提升机中的性能指标提高情况，证明其实际应用价值。
开题报告---矿井提升机控制系统设计
开题报告--- 矿井提升机控制系统设计毕业设计(论文)开题报告题目名称矿井提升机控制系统设计学生姓名崔节印专业自动化班级 1224081 一、选题的目的意义目前国内许多煤矿的矿井提升机系统的调速方案大多采用继电器接触器控制的转子串电阻调速。
该方案耗能大，占地面积大，已不能适应现代矿业发展的需要.因此有必要对其调速方案进行改造。
在广泛考察现行的变频调速方案后，本设计提升机系统控制单元采用目前工控适用的可编程控制器来控制，具有编程简单和控制可靠性高的优点:电力拖动系统中，选用先进的变频传动装置，运用先进的矢量控制技术，优化了调速系统的性能，这一控制方法目前仍为现代交流调速的重要研究方向之一。
采用先进的工业计算机、现场总线和工业自动化技术，按照结构标准化、产品系列化、性能现代化、体积小型化的原则，研制生产适合矿井提升机电控设备是进行技术改造和新建矿井设备选型的理想选择。
使用上位机监控系统，采用组态模式，实现良好的人-机对话;实时监控提升机的运行状态，上位机动态模拟显示及故障闭锁:可进行故障报警、数据查询、报表打印;记录提升钩数以及每班、每日、每月、每年的提升量累计;故障声光指示、记忆及部分传感器上位机的紧急处理。
为保证提升设备无事故，在提升设备有可能出现故障的各个重要环节上，设置双回路系统，并在系统的各个环节上设有各种检测、控制、自诊断以及记录和保护装置(如负载、速度、加减速、产量、运行时间等记录)。
本设计从解决实际矿井提升系统存在的问题出发，对传统的调速方案进行了控制方式的革新和数字化改造，降低了成本，提高了控制精度，加强了系统稳定性。
表明本文所提出的设计方案具有实用价值。
适用、经济、高效、可靠是本文提升机系统设计的追求目标。
二、国内外研究综述1、微机控制在提升机上的应用从70年代开始，随着微机技术的发展，微机控制技术己逐步应用于矿井提升机中。
目前，国外己达到相当成熟的阶段，使整个拖动控制产生一次重大的变革。
矿井提升机变频调速系统的研究的开题报告
矿井提升机变频调速系统的研究的开题报告一、选题背景及意义矿井提升机是煤矿井下的重要设备之一，用于将煤炭等物资从井下运输到地面。
其作业环境复杂，操作条件恶劣，具有较高的安全风险。
提升机传统的电气控制系统具有操作复杂、维护难度大等缺点，不利于提升机的安全可靠运行。
采用变频调速技术改进提升机控制系统，能够提高提升机的稳定性和控制精度，降低机械损耗和能源消耗，提高生产效率，提高工作环境的安全性，因此矿井提升机变频调速系统的研究具有重要意义。
二、研究内容和目标本课题主要研究煤矿井下提升机控制系统中的变频调速技术，包括研究变频器的原理、结构和工作方式，探讨变频调速系统的选型、调试和应用，以及研究提升机变频调速系统与其他设备联动的控制策略，建立完整的变频调速控制系统。
并在实际应用中进行检验和优化，以达到提升机平稳运行、能效提高和提高提升机的安全性的目标。
三、研究方法和技术路线本研究的技术路线主要包括理论研究、实验研究和计算机模拟研究。
具体包括以下几个方面：1）分析矿井提升机控制系统的工作原理和传统电气控制的不足之处；2）了解变频调速技术的基本原理、组成结构和工作方式；3）通过实验对比测试不同负载下传统电气控制系统和变频调速系统的运行稳定性和能效；4）基于MATLAB/Simulink 平台进行计算机模拟分析，对比和验证实验和实际运行的结果。
四、预期成果及应用价值本研究的预期成果包括：1）研究并建立了研究煤矿井下提升机变频调速系统的理论模型，设计出适合煤矿提升机变频调速系统的控制策略；2）设计、建立并应用数学模型及相关先进算法，使煤矿井下提升机变频调速控制系统性能指标得到提升；3）通过实验测试和模拟分析，验证研究成果的正确性，提高提升机的运行效率、稳定性和工作安全性。
本研究结果的应用价值主要体现在提升机的性能优化和能效提升，对于促进煤矿安全高效生产和节能降耗具有重要意义，同时对其他领域亦具有推广应用价值。
矿井提升机直流调速系统仿真设计
矿井提升机直流调速系统设计摘要矿井提升机也称矿井卷扬机，是生产过程中的大型关键设备，也是井上和井下的唯一输送通道。
提升机主要用于升降人员和矿石、煤炭等，其性能和安全可靠性直接影响着煤炭、矿石的生产及作业人员的生命安全，一旦发生事故必然导致人员伤亡和设备的严重损坏，造成重大的经济损失。
因此，素有“矿山咽喉”之称。
矿井提升机种类繁多，按照井道结构分，有立井与斜井；按照传动电机分为交流传动和直流传动；按容器功能分，则有箕斗和罐笼；按钢丝绳结构方式分，则有单绳和多绳摩擦轮提升机；按矿井功能分为主井(输送矿产品)与副井(输送人员与材料等)；按提车点的多少分为单水平和多水平提升机。
纵观电气传动系统的发展历程，它经历了从恒速到调速，从低性能到高性能，从单机独立运行到多机系统控制等发展过程。
随着技术的发展，矿井提升机对电气传动在起制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面都提出了更高的要求，这就要求大量使用调速系统。
在工程实践中多有许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的静、动态性能。
本文中讲到的主要是矿井提升机的双闭环直流调速系统。
关键词：矿井提升机，直流调速，双闭环系统，动态性能Mine hoist double loop DC speed control systemABSTRACTMine elevator also said the mine hoist, is a large-scale production process key equipment and the only aboveground and underground transmission channel. It was mainly used for lifting personnel hoist and ore, coal, performance and reliability of its direct impact on the coal, ore production and the lives of workers. In case of accidents will inevitably lead to casualties and serious damage to the equipment, mining normal production Interrupted, resulting in significant economic losses, known as "mine throat ". A wide range of mine hoist, shaft structure in accordance with points, a shaft and shaft; in accordance with the drive motor points for the AC drive and DC drive machine; feature points by the container, there are skip and cage; by way of sub-rope structure, the A single rope and hoist Friction wheel: function points by the main mine shaft (transmission minerals) and the auxiliary shaft (transportation of personnel and materials, etc.); point by mentioning how many cars are divided into single-level and multi-level elevator. Throughout the course of development of electric drive systems, it has undergone from the constant speed to the speed, from low performance to high performance, from single to multi-machine system independently control the development process. As technology advances, the effect of the electric transmission brake, reversing and speed control accuracy, speed range, the static characteristics, dynamic response, have put forward higher requirements, which requires extensive use of speed control system. In engineering practice there are many more requirements of production machinery within a certain speed ramp, and requires good static and dynamic performance. Mentioned in this article are mainly of mine hoist Double loop DC speed control system.KEY WORDS:mine hoist，DC converter，double-loop system，dynamic performance目录前言 (1)第1章矿井提升机简介 (3)1.1 国内外提升机研究状况 (3)1.2 矿井提升机的组成及分类 (5)1.2.1 科技名词定义 (5)1.2.2 矿井提升机的组成 (6)1.2.3 矿井提升机的分类 (7)第2章矿井提升机直流调速系统简介 (8)2.1 晶闸管-电动机直流调速系统简介 (8)2.2 单闭环调速系统简介 (9)2.2.1 系统的组成 (9)2.2.2 系统的工作原理 (10)2.2.3 单闭环调速系统的基本性质 (11)2.3 双闭环调速系统简介 (11)2.3.1 双闭环调速系统的构成 (11)2.3.2 双闭环调速系统的稳态结构及其静态特性 (13)2.3.3 双闭环调速系统的动态特性 (16)2.3.4 双闭环调速系统的动态分析 (17)第3章矿井提升机直流双闭环调速系统方案确定 (20)3.1 总体方案 (20)3.2 电流环设计方案 (21)3.2.1 电流调节器的工作原理 (21)3.2.2 电流调节器的作用 (21)3.3 转速环设计方案 (22)3.3.1 转速调节器的工作原理 (22)3.3.2 转速调节器的作用 (22)第4章提升机双闭环直流调速系统——调节器设计 (24)4.1 电流调节器 (24)4.1.1 电流调节器结构的选择 (24)4.1.2 电流调节器设计 (25)4.2 转速调节器 (26)4.2.1 转速调节器结构的选择 (26)4.2.2 转速调节器设计 (26)第5章提升机双闭环调速系统典型电路环节简析 (29)第6章提升机调速系统MATLAB仿真 (31)6.1 系统的建模与参数设置 (31)6.1.1 直流电动机的数学模型 (31)6.1.2 转速电流双闭环调速系统的数学模型 (31)6.1.3 建立仿真模型 (32)6.2 仿真结果 (33)结论 (35)谢辞 (36)参考文献 (37)附录 (38)外文资料翻译 (40)前言我国是个采矿大国，也是矿山机电设备制造和使用大国。
直流电机调速系统毕业论文开题报告
直流电机调速系统毕业论⽂开题报告
直流电机调速系统毕业论⽂开题报告
⼀、本课题研究现状：
1）在现代⼯业中，电动机作为电能转换的传动装置被⼴泛应⽤于机械、冶⾦、⽯油化学、国防等⼯业部门中，对电动机的速度要求越来越⾼，如何控制电动机的速度，是关系着许多⾏业的⽣产和发展。
随着对⽣产⼯艺、产品质量的要求不断提⾼和产量的增长，越来越多的⽣产机械要求能实现⾃动调速。
长期以来，⾃动调速电动机⼀直占据着调速控制的统治地位。
由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，⾼效率，优异的动态特性，现在仍是⼤多数调速控制电动机的最优选择。
以前电动机⼤多使⽤由模拟电路组成的控制柜进⾏控制，现在单⽚机已经开始取代模拟电路作为电机控制器。
当前电机控制器的发展⽅向越来越趋于多样化和复杂化，现有的专⽤集成电路未必能满⾜苛刻的新产品开发要求，为此可考虑开发电机的新型单⽚机控制器，因此研究直流电机的速度控制，有着⾮常重要的意义。
2）综述国外电机调速的研究动态和⾃⼰的见解
直流电机问世已有⼀百四⼗多年的历史。
在设计和制造技术上有很⼤进步, 新材料、新技术的应⽤以及整流电源的普及, 促进了⼀般⼯业⽤直流电机的不断扩⼤,品种的⽇益繁多。
，直流调速系统仍将处于⼗分重要地位。
对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个⽅⾯，⽽在⼯业⽣产中对于后两个要求已能很好地实现，但⼯程应⽤中。
全数字直流调速系统的研究与设计的开题报告
全数字直流调速系统的研究与设计的开题报告一、选题背景和意义全数字直流调速技术作为现代电力电子技术的重要研究领域，具有广阔的应用前景和发展空间。
近年来，随着电力电子技术和计算机技术的不断发展，全数字直流调速系统的控制性能和可靠性得到了大幅度提高，因此，全数字直流调速技术被广泛应用于各个领域。
本文旨在通过研究全数字直流调速系统的控制原理和设计方法，深入掌握全数字直流调速系统的技术特点和发展方向，为实际应用中的电机调速系统提供有效的解决方案，具有较高的理论和实践意义。
二、研究内容和方法研究内容：1. 全数字直流调速系统的基本原理和特点研究2. 全数字直流调速系统中控制算法的设计与实现3. 全数字直流调速系统硬件电路的设计4. 全数字直流调速系统的软件编程设计与实现研究方法：1. 文献资料的查阅和整理2. MATLAB和SIMULINK模拟仿真3. 硬件电路的设计4. 软件编程设计及实现三、预期成果1. 全数字直流调速系统的基本原理和特点研究报告2. 全数字直流调速系统控制算法的设计和实现方案3. 电路设计图纸、BOM表和PCB设计图纸4. 全数字直流调速系统的控制软件源代码四、进度安排第一阶段：2022年3月-4月1. 研究全数字直流调速系统的基本原理和特点2. 查阅相关文献，整理相关知识第二阶段：2022年5月-6月1. 设计全数字直流调速系统的控制算法2. 编写控制算法程序第三阶段：2022年7月-9月1. 设计全数字直流调速系统的硬件电路2. PCB设计和制作第四阶段：2022年10月-11月1. 设计全数字直流调速系统的控制软件2. 编写控制软件程序第五阶段：2022年12月-2023年1月1. 系统测试和调试2. 撰写论文五、参考文献1. 霍强，陈林剑，严风雷等.全数字直流调速系统的设计及其应用[D].合肥：合肥工业大学，2015.2. 石章英，郝泉锋.全数字直流调速系统的研究[J].大连大学学报，2014，33(2)：44-48.3. 刘丽丽，陈加波.基于TMS320F2812的全数字直流调速系统设计[J].机电工程技术，2016，45(10)：138-140.4. 张精星，张洪林.基于DSP控制器和数字信号处理器的全数字直流调速控制系统[J].工业控制计算机，2016，29(5)：54-57.5. 马洪君，郭恩庆，高世钊等.基于F28335的全数字直流调速系统设计[J].电力电子技术，2018，52(11)：70-72.。
矿用提升机调速系统改造及运行状态监测的开题报告
矿用提升机调速系统改造及运行状态监测的开题报告一、选题背景及意义随着我国煤炭开采深度的不断加深，对于矿用提升机的控制及运行监测要求越来越高。
传统的提升机调速系统已经不能满足现代化煤矿的需要。
本开题报告旨在对矿用提升机调速系统进行改造，提高其控制精度及可靠性，并通过运行状态监测技术实时监测矿用提升机的运行状态，减少故障发生率，保证煤矿安全生产。
二、研究内容1. 矿用提升机调速系统改造技术研究通过对现有提升机调速系统的分析，研究各种调速器及其对提升机速度控制的影响。
通过改造现有调速系统，提高其控制精度及可靠性，从而保证提升机的顺畅运行。
2. 运行状态监测技术研究运用振动监测、声音分析、温度监测等技术，实时监测矿用提升机的运行状态，及时发现异常情况并采取措施，降低故障发生率，保证煤矿安全生产。
3. 调速系统及运行状态监测系统的设计及实现根据上述技术研究的结果，设计改进后的调速系统及运行状态监测系统，并依据实际工程需求进行实现。
4. 测试及验证通过实际测试，验证改进后的调速系统及运行状态监测系统的有效性，检验其在不同工况下的性能表现。
三、研究方法1. 理论分析法：对现有提升机调速系统及运行状态监测技术进行理论分析。
2. 实验测试法：通过对改进后的调速系统及运行状态监测系统进行实际测试，验证其可行性。
3. 数据处理法：对测试得到的数据进行处理及分析，获得相应的结论。
四、预期成果通过矿用提升机调速系统改造及运行状态监测的研究，可以达到以下预期成果：1. 提高矿用提升机调速系统的控制精度及可靠性，保证其在不同工况下的稳定运行。
2. 研究和应用运行状态监测技术，提高矿用提升机的故障诊断效率和安全性。
3. 设计实现改进后的调速系统及运行状态监测系统，提升煤矿生产的自动化程度。
4. 通过实际测试及验证，得出结论，并为煤矿提供科学的技术支持。
五、可能存在的问题及解决方案1. 实验测试过程中设备老化影响测试结果，解决方案：对设备进行维护保养，保证其正常运行。
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指导教师签字：
[10] TAREL KO W. Control model of maintainability level[J ] . Reliability Engineering and System Safety,2009 .
[11]Michael.Bes and Todd M.Ruff.Development of a Mine Hoist and Ore Pass Research Facility [J].Reliability Engineering and System Safety,2009 .
二、研究方案及预期结果
1．研究方案
本课题主要完成矿井提升机电控系统的初步设计,包括矿井提升机的方案的选择与比较，主回路与保护装置的选择与计算，单元电路的设计，控制系统动态参数的计算等。具体的设计内容有：
（1）矿井提升机的方案的选择与比较：变频调速与直流调速的比较，可控直流电源的比较，电枢可逆与磁场可逆的比较，单闭环和双闭环的比较等。
第16周：根据导师要求完善毕业论文
第17周：论文输出装订
四、主要参考文献
[1]王晓敏.电机拖动与控制[M].北京：电子工业出版社，2012.
[011.
[3]胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社，2007.
[4]赵慧敏，张宪.电力电子技术[M].北京：化学工业出版社，2012.
三、研究进度
第1-4周：确定设计方向收集相关资料
第5周：确定方案，完成开题报告
第6-7周：完成矿井提升机的方案选择与比较以及相关电路图的绘制
第8-9周：完成主电路的设计及相关电路的绘制
第10-11周：完成单元电路以及相关电路的绘制
第12-13周：完成控制电路的设计及相关电路的绘制
第14-15周：完成毕业论文及外文翻译
xxxxxxxx大学
本科毕业设计（论文）开题报告
题目矿井提升机直流调速系统设计
指导教师
院（系、部）
专业班级
学号
姓名
日期
教务处印制
一、选题的目的、意义和研究现状
一．目的和意义
近年来，随着我国经济的快速发展和对矿山资源需求的高速增长，对矿山生产技术提出了越来越高的要求。矿井提升机作为矿山进行生产活动的关键设备之一，其电控调速技术的发展对促进矿井生产效率的提高和安全作业，无疑具有极其重大的影响。历经几十年发展，我国的矿井提升机电控技术取得了不少的进步，但与美国、德国等世界发达国家相比，依然存在着很大的差距。国内绝大多数中小煤矿的矿井提升机电控系统还是交流串电阻调速的继电器—接触器控制系统，效率低下，安全隐患多，严重制约着我国矿山产业的健康发展，急需大规模的技术改造和更新。矿井提升机直流拖动相对于交流拖动，提升能力强，并且调速容易。矿井直流提升机电控系统可以完成对直流提升机的起动、加速运行、匀速运行、减速运行和回馈制动的控制，并且可以实现平滑运行，调速精度高和提升机的四象限运行。矿井直流提升机电控系统的优点在于:体积小，重量轻，占地面积小，安装方便，建筑费用低；无减速器，总效率高，电能消耗少；维护工作量小，备件少，处理事故快；单机容量大，适用范围广；调速平滑，精度高；易于实现最佳控制和自动化，安全可靠。矿井直流提升机电控系统还可为以后的计算机控制的系统的设计和建设打下了基础，和实现矿井提升机的全数字控制。本设计采用磁场换向的晶闸管--直流电动机(SCR-D)系统作为矿井直流提升机的控制系统，可有效的改善矿井提升机的起动、调速和制动的性能,实现矿井提升机的最佳控制。
二．研究现状
目前将变频调速技术应用于矿井提升机的比较多，我国已经有几台大型矿井提升机采用交-交变频调速系统，但是该调速系统具有功率因数低，谐波大，并且需要加谐波和功率因数补偿装置等缺点。而我国提升机采用直流拖动有两种系统:直流发电机--电动机机组(F-D)和晶闸管--直流电动机(SCR-D)系统。五龙矿1号绞车矿井提升机原调速系统是直流发电机—电动机组调速系统，该调速系统电机多，占地面积大，噪声大，效率低,而直流调速系统具有调速稳定性高，可实现无极调速等优点。
[5]魏连荣.交直流调速系统[M].北京：北京师范大学出版社，2008.
[6]刘宝树.电焊机[J].成都：成都电焊机研究所，2013
[7]陈伯时.电力拖动自动控制系统（第3版）[M].机械工业出版，2005.
[8]周良权,方向乔.数字电子技术基础[M].高等教育出版社,2002.
[9]董佩.矿井提升机直流电控系统设计[D].山东科技大学，2009.
（2）主回路与保护装置的选择与计算：电枢回路的选择与计算，整流回路的选择与计算，保护装置的选择与计算等。
（3）单元电路的设计：系统总体框图设计，系统电路图的设计等。
（4）控制电路的设计:控制对象的参数设计，电流环的设计，转速环的设计等。
2．预期结果
完成对五龙矿1号矿井提升机的调速系统的设计，采用V-M系统供电的双闭环调速系统实现对矿井提升机的可逆、无级、无环流调速。