自动扶梯变频调速 开题报告 - 图文

毕业设计（论文）开题报告

电子与电气工程 学院 电气工程及其自动化 专业

课题名称：自动扶梯变频调速控制系统设计

学生姓名： 学 号： 指导教师：

报告日期： 2014.01.06

1．本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状综述 随着工业化进程的快速推进，节能、环保的理念得到了越来越广泛的重视，电机交流变频调速技术以其优异的调速和启动、制动性能，高功率因数，显著的节电效果，进而可以改善工艺流程，提高产品质量，改善工作环境，推动技术进步，以及广泛的适用范围等许多优点而被国内外公认为最优发展前途的调速方式。自动扶梯变频调速控制系统正是应用以上先进技术实现的。 （1）、本课题主要涉及问题： 本题目从应用角度出发，紧紧围绕平时学习的变频调速系统工作的基本原理及其他相关应用知识，结合我们对自动扶梯的了解，进而对整个系统进行设计。在实际设计过程中，电梯属于位能性负载，要合理对变频调速系统进行构建，达到相关技术指标；对变频器和电机进行合理科学选型以及对变频器的功能设置。通过设计我们可以明晰变频调速技术发展过程，对变频器在工业领域内的节电潜能有更深的体会；从实际运用我们可以深切的体会到多学科交叉、融合的发展趋势，从而培养自己独立思考和分析设计问题的能力。 （2） 、国外研究现状： 自动扶梯控制系统经历了如下3个阶段，继电器+驱动装置、PLC+驱动装置、微机+驱动装置。其中继电器+驱动装置系统复杂，故障率高，在80年代以前普遍使用。PLC+驱动装置的特点是简单、可靠、成本低，缺点是保密性差，功能简单，在国外基本已经灭绝，但随着微机板技术的成熟和成本下降，终将被淘汰。微机+驱动装置的特点是功能丰富，性能良好，但成本偏高，调试复杂，可靠性一般。这是目前中型以上电梯企业所采取的主流配置。 （3） 、国内研究现状： 由于技术、资金等原因,现有的普通扶梯一般为直接启动，而且启动以后扶梯一直不停的运行,甚至高速运转达15小时以上。电机始终保持较大的耗电量运转,非常不利于用户节约成本的宗旨。在电机保持高速运转的同时，机械磨损相当严重,维护成本急剧上升；直接启动的方式，导致电机的冲击电流达到额定电流7倍以上，会加速电机线圈的老化，减少电机运行寿命。当然，这些维护工作反过来，又增加了自动扶梯的维修量而影响到扶梯的正常使用。 2．本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析 （1）、任务要求： 1）查找与本设计项目有关的材料。 2）应用PLC技术和交流变频调速技术实现对自动扶梯系统的总体设计。 3）合理选取、设置变频器，设计保护电路完成对自动扶梯变频调速的任务指标。 4）根据实验室条件，系统部分仿真，部分试验验证。 （2）、可行性分析： 1）研究的必要性：自动扶梯广泛应用于大型商场、超市、机场、地铁、宾馆等场合。大多数扶梯在客流量大的时候，工作于额定的运行状态，在没有乘客时仍以额定速度运行，具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命低等缺点。采用PLC与变频控制相结合的节能控制系统，已成为自动扶梯控制技术的发展方向。 2）设计原理可行性：在广泛考察现行的变频调速方案后，本设计中的自动扶梯系统控制单元采用目前工控适用的可编程控制器来实现，具有编程简单和控制可靠性高的优点；在电力拖动系统中，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，实现自动扶梯的变频调速目的。这一控制方法目前是现代交流调速的重要研究方向之一。 3）知识能力的可行性：通过综合运用平时所掌握的交流电机变频调速技术、PLC专业知识、和以前课程设计中所培养的解决实际问题的能力及实践动手能力完成自动扶梯控制系统的设计目标任务，以满足自动扶梯控制系统经济稳定运行的要求。 4）实验条件的可行性：学院具备该方面的实验室与试验测试设备，并且软件部分可实现仿真。在老师的精心指导下，按照研究课题设计要求经过设计、调试与测试分析，一定能够按计划完成研究任务的系统设计指标，理论与实际相结合起来。 3．本课题需要重点研究的关键问题及解决的思路 （1） 、关键问题（包含系统设计指标）： 1) 电动机、变频器选型需进行功率、转矩计算； 2) 采用回馈装置实现节能问题； 3) 自动扶梯在无人时使其工作在低速状态； （2） 、主要设计内容： 1) 电动机、变频器的选择及变频器的功能设置； 2) 要求启动、制动平稳、舒适，还应设计S形转矩控制模式； 3) 电动机的工作状态需用象限分析方法，要求电机在四象限内运行； 4) 完成原理框图的设计； 5) 系统电路图的设计； 6) 相关设计的说明。 （3） 、解决思路： 1）通过对以前变频器知识的学习，根据实际生产中对变频器额定值和性能的指标要求，计算功率、转矩、容量等，选取合适该设计中的电动机和变频器。 2）在实际系统的设计中，转子的消耗是不可避免的，会造成电能源的浪费。需采用具有电能反馈的变频器，其内部由三相全波整流用二极管和三相逆变管构成。不但可以近一步节约电能，还具有抑制谐波电流的功效 3）当电梯入口处的红外传感器检测到无人时，变频器设置为低速运行状态。 4．完成本课题所必须的工作条件（如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等）及解决的办法： （1） 、 学院电子系电气实验室。 （2） 、技术支持： 1) PLC S7-300、交流电机、变频器 2) 学院图书馆 （3） 、主要参考资料： [1] 张承惠.交流电机变频调速及其应用. 北京:机械工业出版社 [2] 王树.变频调速系统设计与应用. 北京:机械工业出版社2005年 [3] 何峰峰.《电梯基本原理及安装维修全书》.机械工业出版社 [4] 熊幸明.变频调速技术的发展. 北京:电子工业出版社,1996 [5] 叶安丽.电梯技术基础(第1版)[M].北京: 中国电力出版社,2004 [6] 童梦菊,陈景和.浅谈电梯制动器电气控制及其检验[J].福建质量信息,2007 [7] 张运刚．PLC 技术与应用．[M]北京：人民邮电出版社，2007 [8] 王子文， 电梯PLC 控制策略及其程序设计起重运输机械2006.7 [9] 胡青荣．变频调速节能装置抗干扰措施．[J]电气时代，2005，(4)：90－91 [10] ITU-T Recommendation V.23,International Telecommunication Union,2003 [11] Anon．Window on the plant, PACE, Process and Control Engineering, 2002 （4） 、英文资料翻译及其它要求： 1）翻译相关英文资料 2）撰写毕业设计论文

5．完成本课题的工作方案及进度计划 进度安排： 第一阶段：熟悉要求，查找相关资料。 1周 第二阶段：撰写开题报告。 2-3周 第三阶段：设计阶段。 4-10周 第四阶段：分系统结合、协调阶段。 11-12周 第五阶段：系统修改阶段、参与人员座谈及制定和执行整改计划。 13周 第六阶段：联调、仿真、资料整理阶段。 14-15周 第七阶段：答辩。 16周 6．指导教师审阅意见 指导教师（签字）： 年 月 日 7．系毕业设计（论文）工作领导小组评审意见 领导小组组长（签字）： 学院（签章） 年 月 日 说明：

1. 本报告必须由承担毕业设计（论文）课题任务的学生在接到“毕业设计（论文）任务书”、正式开始做毕业设计（论文）的第2周或第3周末之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。

2. 每个毕业设计（论文）课题撰写本报告一份，作为指导教师、毕业设计（论文）指导小组审查

学生能否承担该毕业设计（论文）课题任务的依据，并接受学校的抽查。