矿用远距离供电高压变频器输出滤波装置设计

针对矿用高压变频器远距离供电时变频器功率器件IGBT频报故障、电动机有啸叫声等问题,分析认为主要原因是高压变频器工作特性导致输出波形含有高次谐波及远距离供电传输。根据变频器输出波形特征,提出了一种矿用远距离供电高压变频器输出滤波装置的设计方案,介绍了该滤波装置电抗器、电容等参数的计算方法。仿真结果表明,矿用远距离供电高压变频器侧加装该滤波装置后,电动机端电压波形较平滑,无毛刺和尖峰。样机测试结果表明,加装该滤波装置后,电动机端高次谐波被消除,总谐波失真小于5%。     

矿用变频器LRC滤波器寄生参数影响研究

LRC滤波器寄生参数易引起串并联自谐振,影响滤波器对矿用变频器长线传输系统中电动机端尖峰电压和电压变化率的抑制性能,甚至造成器件烧损,但目前缺少该方面的研究成果。建立了变频器长线传输系统数学模型,在分析LRC滤波器元件寄生效应的基础上,采用频域分析方法研究了寄生参数对LRC滤波器滤波性能的影响,得出结论:LRC滤波器中电阻寄生电感对滤波效果的影响最为突出,导致LRC滤波器滤波性能下降、变频器长线传输系统在阶跃响应过程中超调和震荡问题严重,其他寄生参数的影响微弱。对LRC滤波器电阻寄生电感对滤波性能及变频器长线传输系统动态特性的影响进行了仿真和实验研究,结果表明:LRC滤波器采用铝壳功率电阻时,电动机端电压波形出现失真,上升及下降过程中存在明显的震荡;采用厚膜功率无感电阻可消除因电阻寄生电感引起的系统超调、震荡现象,使LRC滤波器达到较理想的滤波效果。     

浅谈矿用变频器发展趋势

分析了矿用变频器存在的主要问题:研发投入不足,价值挖掘不充分,对电网的污染严重及使用维护相对困难;从矿用变频器防爆技术、变频驱动技术和应用技术等方面阐述了矿用变频器的发展趋势:隔爆兼本质安全型仍是未来矿用变频器的主流防爆型式,矿用变频器的防爆工作将主要围绕壳体优化设计、壳体内部环境控制、散热技术革新等方面展开;矿用变频器未来研究的重点是中高压大功率变频器及新技术、新器件的应用,以及变频器的清洁利用与节能应用。     

一种新型电力有源滤波装置

在分析当前国内外电力有源滤波器的基础上，根据电力有源滤波器的发展动态，提出了一个大功率串联混合型有源滤波器的设计方案。该方案主要针对大容量谐波补偿高次谐波时面临器件开关频率与容量之间的矛盾，提出采用多重化电路拓扑方案，将容量小但开关速度较快的逆变器并联以满足容量和开关速度的要求。提出了一种新型的检测负载电压的方法，给出了其主要电路的具体设计方案。     

矿用变频器IGBT尖峰电压抑制的协调优化方法

目前常用优化母排结构参数、改变栅极驱动电阻、设计吸收电路等方法抑制因杂散电感引起的矿用变频器中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)尖峰电压,但现有研究未揭示各方法之间的协调统一关系及协调优化准则。针对该问题,以BPJ5-630-1140型矿用四象限变频器为研究对象,在分析杂散电感对IGBT电-热性能影响的基础上,提出了IGBT尖峰电压抑制的协调优化方法：(1)分析母排结构参数、栅极驱动电阻对IGBT尖峰电压和功率损耗的影响,结果表明,随着交流母排长度增大、宽度减小,IGBT尖峰电压和功率损耗均增大;随着栅极驱动电阻增大,IGBT尖峰电压减小,功率损耗增大。(2)设计二极管钳位式吸收电路,通过试验验证了该电路可降低IGBT尖峰电压和功率损耗。(3)考虑到交流母排宽度对IGBT布局和散热性能无影响,选择栅极驱动电阻和交流母排长度为决策变量,采用BP神经网络-带精英策略的非支配排序遗传算法(BP-NSGAⅡ)实现IGBT尖峰电压、最高结温及散热器表面最高温度的多目标极值寻优。试验结果表明：在散热器表面最高温度为55～65℃、IGBT最高结温为74～80℃时,IGBT尖峰电压最小值为1 861 V,...     

矿用电机车无速度传感器控制变频驱动装置系统北大核心CSCD

针对传统矿用电机车驱动系统存在故障率高、消耗能量大、效率低等缺点以及机械编码器的使用会降低控制系统的可靠性和耐用性,提出了一种无速度传感器控制方法高频脉动电压信号注入法,并设计了一种基于无速度传感器控制的矿用电机车变频驱动系统。文章从控制原理、控制策略、系统拓扑结构以及软硬件设计等方面,给出了较详细的论述。通过系统理论分析、仿真建模与仿真结果分析,制作了矿用电机车变频驱动装置样机。样机经过在实验室数据测试、分析和现场试运行结果表明,所提出的控制方案具有较高的可行性和有效性,而且装置的维护工作量明显减小、可靠性满足煤矿恶劣环境的要求。     

一种矿用变频器异步电动机参数离线辨识方法

在无速度传感器条件下,变频器调速性能与异步电动机参数密切相关,现有异步电动机参数离线辨识方法大多采用快速傅里叶变换等计算电流幅值和相位,存在频谱泄漏和栅栏效应,易导致测量误差。针对该问题,提出了一种将异步电动机等效电路作为负载的矿用变频器异步电动机参数离线辨识方法。采用稳态响应法辨识定子电阻,采用瞬态响应法辨识转子电阻和漏感;在此基础上,建立同步旋转坐标系下的电动机模型,在恒压频比空载运行状态下,对电流瞬时值进行旋转坐标变换,计算电流幅值和相位,进而辨识定转子互感和空载励磁电流,避免了频谱泄漏和栅栏效应。Matlab/Simulink仿真结果表明,转子电阻和漏感参数辨识结果与给定的电动机模型参数相符,验证了参数辨识方法的准确性。380V/2.2kW电动机参数辨识实验结果表明,变频器施加给电动机的电压信号得到了正确的电流响应,与仿真结果一致,且电动机参数辨识过程可重复性较好,辨识精度较高。搭建660V/90kW矿用变频器机芯,将辨识出的电动机参数用于矿用变频器矢量控制系统,实测结果表明,变频器能够在额定转矩下带载启动并持续稳定运行,电动机参数辨识结果可满足矿用变频器矢量控制要求。     

一种柔性提升装置中力测量滤波算法研究

钢丝绳等引起的纵向振动信号,对装配线上的智能提升装置测量和控制产生了极大影响,从而降低了装配工人的工作效率.采用常规的FIR、IIR等滤波算法进行处理,在信号的突变点处滤波效果不理想.为了有效地解决上述问题,提出了一种基于突变点检测的混合滤波方法.该方法通过顶点检测算法和筛选条件设置,能有效地检测出振动信号的突变点;同时经过混合滤波算法,有效地滤除了振荡信号对测量系统的影响.实验结果表明,该方法能有效地滤除振动信号,提高了测量系统的测量精度.