第６期（总第１６９期）机械工程与自动化Ｎｏ．６２０１１年１２月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＤｅｃ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１１）０６－０１２４－０２矿用卡轨车变频调速系统过速保护的研究牛文斌（山西潞宁煤业有限责任公司，山西宁武０３６７０６）摘要：结合山西潞宁煤业有限责任公司卡轨车过速保护控制系统的设计与实施，介绍了过速保护系统的硬件组成、软件实现等内容。现场应用表明，该系统完全满足潞宁煤业有限责任公司卡轨车的控制要求，有一定的先进性，值得推广应用。关键词：过速保护；编码器；卡轨车；测速发电机；变频器中图分类号：ＴＤ５２４．＋２∶ＴＰ２７３文献标识码：Ａ概述卡轨车牵引力大、爬坡能力强，担负着煤矿井下长距离、大坡度、大运量等重型设备的运输任务，其运行性能的优劣直接影响煤矿的正常生产和安全。在实际运行中如果出现速度失控现象将给煤矿安全生产造成巨大的损失，因此必须对卡轨车变频调速系统的过速保护进行研究。常见的过速现象主要有以下几种：①在启动时卡轨车猛的加速；②在加速过程中卡轨车突然由低速变为全速；③由全速向低速减速过程中，卡轨车不能减速。本文研究的过速保护装置应满足以下要求：卡轨车在等速／减速段运行过程中，当卡轨车的运行速度超过设定速度１０％时，先实现电气制动，再实现安全制动；卡轨车的运行速度超过最大速度１５％时，实现安全制动。电气制动是先减速再制动，而安全制动属于紧急制动，对卡轨车和钢丝绳冲击较大。（２）旋转编码器２：采用ＺＸＦ－１００ＢＭ－Ｃ２４Ｆ增量式推挽输出，每转输出脉冲数１０００，电源电压ＤＣ２４Ｖ。（３）测速发电机：采用ＺＹＳ２３１／１１０－１９，额定电压１１０Ｖ，额定功率２３．１Ｗ，额定转速１９００ｒ／ｍｉｎ。（４）可编程控制器：采用ＦＸ２Ｎ－６４ＭＲ，３２点输入、３２点继电器输出。（５）高速计数模块：采用ＰＬＣ内置高速计数器，其计数频率可达２０ｋＨｚ。（６）Ａ／Ｄ转换模块：采用ＦＸ２Ｎ－４ＡＤ，将接收的模拟量输入信号转换成数字量，有４个模拟量输入通道，最大分辨率１２位。（７）脉冲编码接口模块：采用ＲＴＡＣ－０１，将接收到的脉冲信号转换成数字信号，送到逆变器的传动控制单元。（８）传动控制单元：采用ＲＤＣＵ－１２Ｃ，它是逆变单元的大脑，产生ＰＷＭ触发脉冲，具有隔离驱动、电流检测、人机对话接口以及各种保护监测功能，并产生系统控制所需的５Ｖ、１５Ｖ和２４Ｖ电压。（９）变频器：选用ＡＢＢ四象限多传模块组合，其中ＬＣＬ滤波模块选择ＡＬＣＬ－１５－７，ＩＧＢＴ供电模块选择ＡＣＳ８００－１０４－０５８０－７，逆变模块选择ＡＣＳ８００－１０４－０５８０－７。１过速保护系统硬件设计２硬件组成过速保护系统硬件组成见图１。由旋转编码器２、脉冲编码接口模块、传动控制单元和变频器组成系统的速度闭环控制；由旋转编码器１、测速发电机、转换器、可编程控制器、高速计数模块、Ａ／Ｄ转换模块、过速继电器及安全回路组成系统的另一路速度闭环控制，并可实现测速发电机和编码器之间速度互相监测。２．１过速保护系统软件实现３测速发电机或编码器的相互监测主电机工作时同时带动测速发电机和编码器工作，测速发电机将转换后的电压信号送入ＰＬＣ的Ａ／Ｄ转换模块进行模数转换，转换形成的数字信号置于寄存器内。编码器高速脉冲信号通过ＰＬＣ的高速输３．１模块配置（１）旋转编码器１：采用ＺＸＦ－１０ＢＭ－Ｃ２４Ｃ增量式集电极开路输出，每转输出脉冲数１００，电源电压ＤＣ２４Ｖ。２．２收稿日期：２０１１－０８－２５；修回日期：２０１１－０９－１５作者简介：牛文斌（１９６５－），男，山西长治人，工程师，本科，主要从事煤矿机电设备的技术管理工作。·１２５·２０１１年第６期牛文斌：矿用卡轨车变频调速系统过速保护的研究入端Ｘ０和Ｘ１引入，一路作为卡轨车的位置信号，一路作为卡轨车的速度信号。在每个采样周期，ＰＬＣ将寄存器内的数据与高速计数器的采样速度进行比较，若偏差大于设定值，则判断测速发电机或编码器出...
