矿用级联型高压变频器母线电容控制策略

针对H桥逆变器级联型高压变频器母线电容体积大的问题,提出了一种在基波调制信号中注入三次谐波以减小母线电容容量的控制策略。在总调制比不变的情况下,三次谐波注入等价于将母线电容电流的低次谐波部分转化为高次谐波,从而减小了母线电压纹波。推导了母线电容电流谐波含量与三次谐波注入量的关系,并给出了不同功率因数下三次谐波最大注入量的表达式。Matlab/Simulink仿真结果表明,在功率因数为0.85的典型负载下,采用本文控制策略可将母线电容容量降低24.2%,验证了该控制策略的可行性和有效性。     

大型电动轮矿用卡车电传动系统控制方案

大型电动轮矿用卡车功率需求波动大,对加速时的后备功率和制动时的能量回收能力都有很高的要求,传统混合动力车辆采用的发电机组与单一动力电池并联供电的方式难以满足车辆对峰值功率和能量的双重需求。针对该问题,设计了大型电动轮矿用卡车电传动系统控制方案,并提出基于功率跟随与母线电压调节相结合的能量协同控制策略。在能量控制过程中,以发电机组和电池组作为主能量源跟随目标需求功率,以超级电容为辅助能量源,采用超级电容与发电机组交替工作的方式调节直流母线电压,使车辆能够根据行驶工况自动选择合适的母线电压调节方式。考虑电池最大充电能力及寿命的限制,提出了由超级电容负责电路能量回收并根据超级电容剩余电量情况缓慢向电池转移能量的方法。对特定车辆极端行驶工况的仿真结果表明,该控制方案保证了车辆具有充足的行驶动力,提高了电传动系统的效率;减少了锂电池的反复充放电次数,有利于延长锂电池的使用寿命;保证了大功率波动时直流母线电压的稳定,提高了电传动系统的可靠性。     

选煤厂煤仓瓦斯监控系统设计

针对传统的选煤厂煤仓瓦斯监控方法存在测量精度低、实时性差、成本高等问题,设计了基于模糊控制的选煤厂煤仓瓦斯监控系统。该系统将变频技术引入通风机控制中,当瓦斯浓度发生变化时,采用变频器对煤仓通风机转速进行调整:当瓦斯浓度较大时,控制通风机转速提升,增加通风量,保证瓦斯浓度不超标;反之则降低通风机转速,降低能耗,从而有效地实现煤仓瓦斯浓度的实时在线监控。实际应用结果表明,该系统可明显降低煤仓瓦斯浓度均值和波动,有效保证选煤厂煤仓安全。     

矿井主通风机变频调速系统技术改造

针对目前煤矿主通风机存在风量实际需求与风机工作不匹配、启动电流冲击大等缺点,文章提出了一种采用IGBT直接串联变频器技术对煤矿主通风机高压电动机驱动系统进行变频调速技术改造的方案,介绍了IGBT直接串联高压变频器的基本构成、功能,给出了由IGBT直接串联高压变频器构成的变频调速系统主电路的几种常用结构形式和基本组成。实际应用表明,采用该方案后,实现了矿井主通风机的软启动和风量无级调节,提高了主通风机运行效率、运行稳定性和自动化程度。     

基于移动互联的煤矿通风机远程监控技术

针对目前煤矿通风机采用冷备用方式及供电系统采用单母线分段运行方式存在安全隐患的问题,介绍了在通风机不停风倒机控制、风门设计、通风机供电安全、通风机监控系统冗余、通风机故障诊断等方面所做的研究,研究成果的应用提高了煤矿通风机的安全运行水平和自动化程度;针对通风机房位置偏远、容易陷入信息孤岛的问题,采用移动互联相关技术,构建了基于移动互联的煤矿通风机远程监控系统,着重介绍了该系统移动客户端的功能设计及基于Socket通信的客户端和服务器端程序设计。该煤矿通风机远程监控系统采用GPRS-DTU模块从PLC采集数据,通过GPRS网络将监控数据上传至基于PC的数据服务中心,并通过数据服务中心与移动客户端的Socket通信,实现随时随地的通风机远程监控功能。     

一种带开关回馈电容变频器的仿真研究

针对变频器带电机负载时回馈能量的吸收,设计了一种在直流母线两端增加一个串联有反并联二极管的功率开关管的电容支路拓扑结构的变频器。分析了此种结构的工作原理以及在三相正弦电源供电下电机稳定运行时回馈能量的大小与转差率的关系。相同容值下,相较于普通变频器直流母线直接并联电容,开关电容可以更好地吸收回馈的能量,消除母线的泵升电压使母线电压更稳定,进而使变频器具有更好的输出性能。通过MATLAB仿真,验证了系统的可行性,同时在刚好完全吸收回馈能量的前提下,开关回馈电容变频器母线并联电容容值可减小为普通变频器的60.53%。     

井下工作面双局部通风机自动切换控制系统的设计

介绍了井下工作面双局部通风机自动切换控制系统的工作原理及其软硬件设计。该系统由主电路和切换控制电路组成,以PIC单片机为控制核心,通过风速传感器检测风量信号;当发生通风故障或者电气故障时,切换控制电路发出切换信号,主电路切换主要通风机与备用通风机,使主要通风机停止工作,备用通风机运行,从而保证不间断通风。该系统可减少井下掘进工作面的无计划停风,进一步保证井下工作面安全生产,提高工作效率。     

永磁同步风电系统网侧变换器控制策略研究

永磁同步风电系统使用两电平电压型双PWM变换器向电网输送电能.由于变换器直流侧负载扰动引起直流母线电压波动,影响输入电网电能质量.为了减小负载扰动对直流母线电压的影响,提出一个基于相似反对称结构理论的网侧变换器控制方法.以相似反对称结构为闭环期望结构,采用逆推法设计网侧控制器.对系统在负载扰动作用下的稳定性进行分析.用Matlab进行仿真,结果表明该控制器能控制输入电网电能功率因数,提高直流母线电压的稳定性,缩短调节时间,提高系统的鲁棒性,为优化输电网的电能质量提供了依据.     

基于能量流动双PWM协调控制

基于双PWM结构,根据系统能量流动分析系统在能量平衡状态和能量不平衡状态下系统各部分间的能量关系,并建立双PWM结构能量数学模型;针对系统输出能量与消耗能量不平衡时造成的直流母线电压波动以及输出功率不匹配的问题,建立关于直流母线电压以及网侧电流d轴分量的约束条件,保证系统能量能够平滑变化;采用约束条件对整流器电压外环以及功率内环进行修正,用以实现整流侧输出能量与逆变侧消耗能量的快速平衡,达到双PWM结构间协调控制的目的;根据仿真结果表明,系统在电机功率突变时,能够实现能量的快速平衡,并且能够减少直流母线电压波动,减少网侧谐波分量和直流侧电容。     

基于PLC的双三电平中压变频调速系统设计

针对某矿老副井提升机电控系统采用TKD调速方式而存在能耗大、故障点多、可靠性差等问题,提出了一种基于PLC的双三电平中压变频器调速系统的改造方案;详细介绍了该系统中高低压配电系统、背靠背双三电平中压变频器、多PLC网络控制系统及上位机监控系统的硬件结构、工作原理及功能。实际应用表明,改造后的系统能耗低,运行稳定、可靠。     

矿用LCL型三电平静止无功发生器控制策略

为适应煤矿井下特殊环境,减小矿用静止无功发生器(SVG)的体积和质量,采用LCL滤波器和三电平逆变器作为矿用SVG的主电路拓扑,并针对LCL滤波器电流谐振问题和三电平逆变器中点电位不平衡问题,提出了一种基于串联双电流环有源阻尼控制和动态比例空间矢量调制的矿用LCL型三电平SVG控制策略。串联双电流环有源阻尼控制在网侧电流外环PI控制的基础上,通过增加滤波电容电流内环反馈控制使LCL滤波器具有阻尼特性,有效抑制了电流谐振;动态比例空间矢量调制在基本空间矢量中引入动态比例调整因子,对单位开关周期内平均中点电流进行实时控制,从而实现对中点电位平衡的控制。仿真和实验结果验证了该控制策略在LCL滤波器无阻尼电阻和直流母线电容较小情况下的可行性和良好效果。     

煤矿井下局部通风机监控系统的开发与应用

为进一步探究煤矿井下局部通风机的自动监控与调节,研究人员以LMX6ULL为核心控制器,采用交叉编译模式设计了局部通风机监控系统的整体结构,而后以模糊控制方法为基础,整合传感器、通信、数据采集分析等多方面的功能,搭建了煤矿井下局部通风机监控系统。从实验测试效果来看,该系统基本实现了局部通风机智能调控的目标,具有潜在的应用价值。     

环状柔直中压配电网暂态电压稳定性研究

该文运用Matlab/Simulink建立了一个典型环状柔直中压配电网的仿真模型,研究了环状柔直中压配电网发生各类直流侧故障对直流母线、负荷侧母线暂态电压稳定性的影响。直流线路发生单极断线故障时,直流母线极间电压和负荷侧母线电压不发生变化。直流线路发生单极接地故障时,直流母线正负极电压发生严重的不平衡和单极电压失稳现象,但极间电压和负荷侧母线电压能够快速恢复暂态电压稳定,清除故障可使直流母线正负极电压快速恢复平衡和稳定。直流线路发生双极短路故障时,直流母线极间电压和负荷侧母线电压快速崩溃,在故障临界清除时间内清除故障可使极间电压和负荷侧母线电压快速恢复稳定。     

基于JW7221的通信电源热插拔保护电路设计

通信电源在进行热插拔维护作业时,会产生浪涌电流冲击和母线过欠压问题,为保证后级通信设备能够不间断稳定运行,电源供电背板应具有热插拔功能,避免因浪涌电流和异常母线电压对下游元件和线路造成冲击和烧毁。为此,设计了一种基于JW7221的热插拔保护电路,其集成了热插拔功能、交直流输入切换、输入防反接保护、输入过/欠压保护、输入过电流保护、MOSFET功率保护及自动重启功能。通过样板测试验证了该热插拔保护电路设计的正确性和有效性,可有效提高通信设备的可靠性和快速维修性。     

一种新型三相电压型PWM整流器启动冲击电流抑制方法

针对三相电压型PWM整流器启动瞬间产生较大的冲击电流,致使系统稳定性、可靠性降低的问题,在整流器前端加入预充电电路,对预充电电路软启动过程和整流器启动过流的原因进行了详细分析,再对2种无预充电电路的母线电压缓给定方法和2种预充电电路结合母线电压缓给定方法抑制启动冲击电流的作用机理进行了对比分析,最终提出了预充电-分段二阶抛物线母线电压缓给定混合控制的最优抑制方法,最后通过搭建4种母线电压缓给定方法的仿真模型和30 kW整流器实验样机进行了验证。结果表明,采用预充电-分段二阶抛物线母线电压缓给定混合控制启动的整流器有效地抑制了冲击电流,网侧电流启动无过冲现象,直流侧母线电压无超调。     

基于双PWM调节的PMSM无传感器低速控制技术

针对PMSM扩展卡尔曼滤波无传感器控制时低速性能不佳的问题,提出了一种基于双PWM调节的PMSM无传感器低速控制技术。该技术是把逆变器前的直流部分纳入调节范围,依据给定速度及转矩完成直流母线电压的按需调节。借助Matlab/Simulink工具,在同等电压级别输出情况下,对采用双PWM调节器和直流母线电压固定两种情况进行了仿真实验,并在DSPACE 1103系统上对仿真结果进行了验证。结果表明,采用双PWM调节器后,扩展卡尔曼滤波器系统在低速时也能获得良好的控制性能。     

矿井局部通风机远程数字监控系统设计

针对平煤股份一矿井下局部通风机监测系统无通信接口,地面控制站无法实时了解通风机运行状况的问题,设计了一套新型矿井局部通风机远程数字监控系统。该系统主要由地面监控站、通信控制器、通风机控制器等3个部分组成,各部分通过数据交换机接入现有的工业以太网形成独立的设备数字监控系统,实现了数据共享,从而共同完成井下局部通风机的远程监控。现场试验结果表明,该系统实现了对局部通风机和馈电开关运行状态的实时显示、控制及故障报警功能;实现了局部通风机本地控制和远程控制相结合的控制方式,达到了无人值守条件;实现了局部通风机与风速检测系统的联动,达到了节能减排效果。     

矿井通风机三电平中压变频调速系统的研究

针对开滦(集团)有限责任公司东欢坨矿业分公司原有矿井通风机采用工频电源定速控制而导致能量损失严重的问题,提出采用ACS-1000三电平中压变频器设计矿井通风机变频调速系统的方案,介绍了系统的结构特点及风量的闭环控制策略。现场运行结果表明,该系统安全可靠,节能效果显著。     

1140 V/200 kW矿用变频器结构设计分析

为保障变频器的持续稳定运行,矿用变频器通常设置在隔爆壳体中,再加上井下环境温度较高、空气不流通,导致矿用变频器在应用中经常出现温度过高等故障。因此,本文介绍了一种适用于煤矿井下环境的1140V/200kW矿用变频器结构设计,可解决矿用变频器散热问题,保障变频器的持续稳定运行,具有一定的现实意义。矿用变频器结构设计主要包括IGBT模块、吸收电容、直流母线电容选择、整流器、散热器等内容。为验证矿用变频器散热系统是否满足井下生产中的散热需求,采用仿真分析方法,从水冷散热器温度场、水冷散热器流体场、流固热耦合3个角度开展变频器散热系统仿真分析,进而根据仿真分析结果确认矿用变频器散热器性能的影响因素,指出对应的改进措施。     

NPC三电平光伏并网逆变器

设计了一种20kW NPC型三电平光伏并网逆变器,采用无升压变压器型设计,Boost部分采用交错并联结构,逆变部分采用NPC三电平结构,控制系统硬件平台采用DSP+FPGA结构,并对系统层参数进行了详细设计和仿真.针对NPC拓扑结构中的中点电压平衡问题,提出了在Boost电路中改变上下电容的充放电时间调节中点电压,与基于母线电容中点电荷的中点电位平衡控制算法,并进行了实验验证.逆变器控制采用电网电压定向矢量控制,并通过实验验证了装置的可靠性.