基于变频器控制的矿井提升机系统

针对中小型煤矿斜井提升机采用继电器-接触器控制方式进行调速的缺陷,文章提出了一种采用通用变频器对提升机进行变频调速的改造方案,详细介绍了变频调速的基本控制电路,并对电气控制系统中的关键技术及主要参数设定进行了说明。     

FR-AH500专用变频器在矿井提升机控制系统中的应用

针对煤矿井下用提升机控制系统中传统的绕线电机转子串电阻调速方式所存在的缺陷,文章提出了在矿井提升机控制系统中应用西门子FR-AH500提升机专用变频器进行变频调速的方案,较为详细地介绍了西门子FR-AH500提升机专用变频器的接口电路、主回路结构、功能特点及其在矿井提升机控制系统中的具体应用。     

基于模糊数学应用的矿井提升机调速装置设计

通过对矿井提升机全数字直流调速系统原理的分析和模糊控制理器的设计,通过模糊控制技术在矿井提升机中的应用研究,阐述了模糊控制系统在矿井提升机调速系统相协调方面的设计与应用。     

基于Profibus的提升机自动化系统的设计

针对煤矿生产系统中提升机效率低,生产安全性不高,控制方式繁琐,调速性能差等现状,以矿井提升机变频调速系统的研发和现场应用为背景,利用目前比较成熟的矢量控制技术和转子变频调速技术,采用两套西门子S7-300PLC,以及6SE70变频器和上位机,利用Profibus DP实现它们之间的通讯.设计了矿井提升机自动化控制系统,以实现提升机节能变频调速的目的.现场运行结果表明,Profibus DP能将提升机系统中分散的设备进行集中管理,通讯稳定且数据传输率高,较大程度提高了生产效率,改善了工作环境,达到了节能的目的.     

新型矿井提升机调速方案的研究

针对目前矿井提升机系统调速方式落后的现状,提出用高-低压变频调速方式取代现在广泛使用的转子串电阻和晶闸管串级调速方式.论述了该方式的优越性,原理及设计方法.提出将模糊控制理论用于提升机速度给定图跟踪.系统仿真和实验结果表明,采用模糊控制策略后系统响应迅速,稳态误差小,对环境因素等引起的参数变化不敏感,具有较强的鲁棒性.     

矿井提升机控制技术研究现状与发展

分析了国内外直流、交流矿井提升机控制系统的现状与发展历程,重点介绍了双三电平拓扑结构下3种变频调速系统,即定子侧高压变频调速系统、同步电动机双三电平变频调速系统、交-直-交电压型双三电平SVPWM变频调速系统在矿井提升机控制系统中的应用,指出交-直-交电压型双三电平变频调速系统节能效果较好,最适用于矿井提升机控制系统。     

基于PLC的提升机控制系统设计

矿井提升机是建立在矿井地面与矿下之间,进行人员、物资运输的设备,其安全、可靠运行是保证地下矿山开采生产安全和工人生命安全的基础。针对传统提升机的停车和调速精准度差,过卷、松绳、超速故障率高,使用效率低等问题,设计了一种基于可编程逻辑器和矢量变频器的数字化提升机控制系统。该系统采用PLC控制器作为主控设备,通过控制矢量变频器改变电源电压与频率的方式实现电机的调速。同时搭载温度传感器、红外定位传感器等测量元件,严控井下温度,确保停车位置精准度。该系统改变了传统的电机有级调速方式,位置控制精度达到±30 mm,稳速精度可达±0.5%,能有效降低提升机故障率,且提高工作效率。     

提升机的节能变频调速控制技术

针对矿井主要能耗设备——提升机的节能与调速问题,文章提出了采用变频调速控制技术方案,介绍了提升机变频调速控制系统的组成、各组成部分的工作原理及系统的初始化调试与设置等,分析了变频调速控制技术节能降耗所产生的经济效益,指出变频调速控制具有很好的推广应用价值。     

矿井提升机调速和控制系统的发展

文章首先介绍了国内矿井提升机调速和控制系统的发展状况,指出"绕线电动机转子回路串电阻"这一广泛被采用的调速方式即将被淘汰,而由变频器和PLC构成的提升机调速控制系统则是一种比较理想的系统;接着分析了各类高压变频器的性能,指出中点箝位三电平变频器适用于提升机的调速控制;最后详细阐述了基于中点箝位三电平拓扑结构的转子双馈变频调速系统、同步电动机机双三电平变频调速系统和鼠笼电动机双三电平变频调速系统,并指出了这3大变频调速系统的最佳应用场合。     

矿井提升机斩波串级调速系统的研究

文章提出了一种矿井提升机采用绕线式异步电动机转子侧斩波串级调速替代转子串电阻调速的方案,详细介绍了斩波串级调速系统的结构、原理、参数选择,最后给出了仿真结果。该方案可提高提升机的调速性能,节约电能25%以上。     

变频调速节能的计算方法

本文介绍了平方转矩负载、恒转矩负载、电磁异步调速器、液力耦合器、绕线式异步电动机、转予串电阻等电机调速系统改变为变频调速系统后的节能计算方法，系统功率因数与变频调速节能的关系。     

相交轴转子系统当量化建模与扭振响应分析

齿轮联结的相交轴转子系统具有转子不同体、不同速、不同轴线等结构特点,使其动力学建模异于常规转子系统,论文采用当量化建模方法,将相交轴转子系统转化为同转速、同轴线的转子系统并建立动力学模型,通过与已有研究对比验证了文中基于DyRoBeS当量化建模方法的有效性.以相交轴齿轮联结转子系统典型结构——某型直升机尾传动系统为研究对象,建立了当量化转子系统动力学模型,分析了系统各阶扭振临界转速及其组成、联结齿轮啮合刚度对扭振的影响、联结齿轮转动惯量对系统临界转速的影响,结果表明:传动系统第1、2阶临界转速为派生临界转速,其余8阶均源于各组成轴;中、尾减啮合刚度值与扭振的各阶共振峰值存在映射关系,部分啮合刚度值会激发共振极大值,应尽量避免;中、尾减啮合刚度变化会引发系统临界转速的变化,尤其是第1、2阶临界转速;不同阶临界转速对各个联结齿轮转动惯量的敏感性亦不同.论文从转子动力学角度研究了齿轮联结的相交轴转子系统的动力学特性,可为此类转子系统的结构优化设计及运行维护提供理论依据.     

Discrete-time sliding mode control of flexible rotor-magnetic bearing systems

This paper is concerned with the computer-based sliding mode control of flexible rotor—magnetic bearing systems (FR-MBS). The plant dynamics consisting of actuator dynamics and flexible rotor dynamics are described. The reduced-order model for controller design is given by eliminating higher-order modes of the mechanical and electrical magnetic interaction system. A discrete-time sliding mode controller with a new robust reduced-order variable structure system (VSS) observer is proposed and its robust performance is evaluated with several simulations based on a calculation model. This digital controller is implemented to replace a linear analogue PID compensator. Levitation tests using the proposed digital controller are performed and compared with those of the PID compensator. The unstable modes can be easily controlled with the good stability and the spillover phenomena due to ignored higher-order modes are not generated. It is indicated that the discrete-time sliding mode control has robustness to the model parameter variations and external disturbances. Using the discrete time sliding mode controller with the reduced-order VSS observer, the test rig of the magnetic bearing system can be successfully rotated in a speed range of 0–35 000 rpm, which includes the first critical shaft frequency of the flexible rotor.     

东二风井抽风机高压变频调速节能改造方案

介绍了抽风机高压变频调速节能基本原理、东二风井抽风机高压变频调速节能改造方案及改造效果。东二风井抽风机变频调速采用"一拖二"手动旁路方式,采用一台变频器传动两台抽风机电动机中的一台变频运行,另一台工频运行。运行结果表明,该方案的节电率约为62%。     

基于模糊滑模控制器和两级滤波观测器的永磁 同步电机无位置传感器混合控制

针对传统带有滑模观测器的永磁同步电机控制系统中的转矩脉动大、抖振明显、反电动势估计精度差等 问题, 在速度环提出了基于双曲正弦函数的新型趋近率, 结合模糊控制思想对趋近率参数实现自整定, 设计了一种 基于新型趋近率的模糊积分滑模速度环控制器; 同时, 在滑模观测器中提出基于变截止频率低通滤波器和修正反 电动势观测器的两级滤波结构来抑制反电动势中的高频分量和纹波分量, 并对转子位置进行合理补偿, 设计了两级 滤波滑模观测器; 通过Lyapunov判据对本文提出的控制策略的稳定性进行了推导证明. 仿真结果表明, 与传统滑模 观测器相比, 本文控制器可使电机在启动和受到外部扰动时系统响应良好.     

工程无PG式永磁同步电动机DTC系统

针对目前永磁交流同步电动机(PMSM)的直接转矩控制(DTC)系统中存在的低速平稳性差、转矩脉动大,及无速度传感器(PG)式系统精度低等问题,提出采用滑模变结构调节器取代现有的转矩与磁链调节器以提高转矩与磁链的控制性能,并提出一种在电机轴侧用一只接近开关(IP/R)取代PG,利用电机自学习阶段接近开关输出的脉冲频率信号...     

基于LabVIEW和三点加重法的转子动平衡测试系统设计

基于LabVIEW开发了转子动平衡测试系统,使用单平面的三点加重方法,在转子上分别进行3次配重,通过测量转子振动速度、转速以及相互垂直方向上的轴心位移,计算转子的不平衡质量和角度,同时对振动参数进行时频分析,绘制轴心轨迹.实验结果证明了该方法的高精确性.     

基于二阶滑模控制的变速双馈风力发电系统最大功率点跟踪

本文提出一种超螺旋二阶滑模控制方案同时实现双馈变速风力发电系统最大风能捕获和无功功率调节.通过设计两个二阶滑模控制器,实现控制目标,降低机械磨损,提高控制精度,通过调节发电机转子电压,跟踪风机最优转速和转子电流设定值,实现额定风速以下的最大风能捕获和无功功率调节.采用二次型李雅普诺夫函数确定控制参数范围、确保系统有限时间稳定性.1.5 MW风机系统仿真实验验证所提方案有效性.     

一种用于异步电机矢量控制的新型滑模转子磁链观测器研究

针对异步电机矢量控制需要实现定、转子电路解耦的一个关键问题是准确地观测转子磁链.提出了一种以异步电机在两相同步旋转坐标系下的定子电流和转子磁链为状态变量的基于滑模变结构思想的转子磁链观测器,对滑模变结构输入控制信号的设计使得滑模运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性.通过仿真表明,该方法具有较高的转子磁链观测准确度,对转子电阻的变化具有很强的鲁棒性,能够改善异步电机矢量控制调速系统的动静态性能.     

Fully sensorless robust control of variable-speed wind turbines for efficiency maximization

This paper focuses on a sensorless robust power generation control strategy for a variable speed wind energy conversion system based on a permanent magnet synchronous generator. The proposed control strategy combines a robust observer of the aerodynamic torque, a simple technique for extracting rotor position using electrical signals, a robust observer of rotor speed, and a sliding mode based field oriented control strategy. The robust vanishing of the observation errors and tracking error is proved. Reported numerical simulations show that the proposed control policy is effective in terms of efficiency maximization and it is robust with respect to bounded parameter variations affecting the mechanical system.