矿井主通风机高压电动机绝缘状态监测系统研发

针对目前矿井主通风机电动机绝缘状态在线监测可靠性和稳定性差的问题,在分析监测技术现状的基础上,设计了矿井主通风机高压电动机绝缘状态监测系统硬件电路,开发了以C8051F020单片机为核心的绝缘状态监测系统应用软件。该监测系统可实现对高压电动机绝缘电阻、温度、局部放电、工频电压等信号的有效采集、存储和处理,并将采集到的信号传至上位机进行分析处理。对设计的矿井主通风机高压电动机绝缘状态监测系统进行实验室调试,并在寺河矿二号井进行工业现场试验,结果表明:系统功能完善,运行稳定,数据检测实时、准确,能够满足矿井主通风机高压电动机绝缘状态在线监测的要求。     

基于支持向量机的矿用电机故障诊断

提出一种基于电流信号频谱分析和支持向量机(SVM)的矿用感应电机早期故障诊断方法。对定子电流采样后,经FFT变换后提取故障特征量作为支持向量机的输入,基于1对1算法和混合矩阵组合策略构造了多故障SVM分类,对不同类型的故障进行诊断和分类。实验结果表明,该方法能够有效解决电机故障诊断中小样本集、非线性、高维数时的故障分类问题,提高电机故障诊断的准确性。     

主排水泵寿命预测研究

针对井下主排水装置故障发生率高、可靠程度低、需要经常维修和轮换的问题,介绍了实际中常用的离心泵预测方法的基本流程,针对其缺点和不足,提出了一种改进的离心泵预测方法,其预测针对的是设备出现故障后恢复正常运行时设备的寿命,即根据设备的故障类型对设备的剩余寿命进行相应折减。     

基于遗传算法和神经网络相融合的异步电动机故障建模

分析了异步电动机正常运行及有故障迹象时异步电动机外部特征和内部参数的变化规律,找出了需要采集的信息和需要辨识的参数,针对神经网络的原理和结构进行了探讨和综合,通过分析各网络的特点并结合具体的应用要求,选择了函数逼近功能较强、结构又相对简单的径向基神经网络,并在网络参数的训练上引入遗传算法,使系统的智能化水平得到进一步提高,通过仿真对提出的理论方法进行了验证。     

永磁同步电机调速系统自抗扰控制策略的研究

永磁同步电机(PMSM)在工业领域的应用十分广泛。针对PI控制器无法解决快速性和稳定性之间的矛盾且抗扰动能力弱的问题,在PMSM矢量控制系统的转速环中用自抗扰控制(ADRC)控制器代替PI控制器。利用Simulink分别对基于ADRC和基于PI控制的PMSM矢量控制系统进行仿真,对2种策略的控制效果进行对比。利用dSPACE试验平台对仿真结果进行了初步的验证。结果表明,ADRC有效地抑制了扰动,转速调节快速且无超调,提高了系统的控制性能。     

弱电网下计及锁相环影响的并网逆变器输出阻抗重塑

比例积分+谐振补偿控制器(resonant harmonic compensators,HCs)可以用来抑制电网背景谐波引起的并网电流畸变.然而在电网阻抗较大时,锁相环(phase-locked loop,PLL)、电流控制器与电网阻抗相互耦合,降低了并网逆变器系统的稳定性.为了改善弱电网下锁相环对并网逆变器系统的不利影响,首先建立了考虑锁相环影响的并网逆变器小信号模型,分析了锁相环导致系统稳定性的原因,揭示了电网阻抗影响并网逆变器-电网交互系统稳定性的本质规律.然后,提出一种基于二阶低通滤波器(low-pass filter,LPF)的锁相环优化控制与参数设计方法,以重塑并网逆变器输出阻抗.最后对所提策略进行了仿真与实验验证.研究结果表明,改进的策略可以提高弱电网下并网逆变器系统的稳定性,改善其对电网的适应性,从而证明了理论分析的正确性与所提策略的有效性.     

风剪切和塔影效应作用下直驱式风电并网系统虚拟惯量控制

风剪切和塔影效应使直驱式风电机组成为强迫功率振荡扰动源,虚拟惯量控制可使风电机组同时具备向系统提供惯量支持和抑制扰动的能力。通过分析虚拟惯量控制中比例-微分环节对系统阻尼、风机轴系扭振和扰动源的影响,提出了虚拟惯量控制的改进方案。在VIC补偿量中引入风机输出功率给定量和二阶带通滤波器,实现了比例、微分系数的等效等比增大。算例分析和仿真结果表明,改进方案在不减少系统阻尼和不降低轴系稳定性的前提下,提高了虚拟惯量控制对强迫功率振荡扰动抑制的能力。     

综采工作面双齿辊破碎机自动监控装置设计

针对现有破碎机监控系统存在监测量有限、控制功能单一、无法联动等问题,开发了一套综采工作面双齿辊破碎机监控系统,重点介绍了该系统中双齿辊破碎机自动监控装置的设计方案。该装置以STM32F103微处理器为控制核心,具有集控、就地、检修3种控制模式,可实现双齿辊破碎机与刮板输送机、转载机等运输设备的联锁启停控制,以及电动机常规保护和状态监测数据显示功能。现场测试结果表明,该装置运行稳定,监测数据准确,能实现双齿辊破碎机与其他运输设备自动联锁启停控制,提高了综采工作面运输设备自动化水平。     

添加二氧化硅纳米颗粒对环氧树脂介电和空间电荷特性的影响

为研究纳米颗粒对环氧树脂(epoxy resin,ER)介电和空间电荷特性的影响,以环氧树脂为基体材料,纳米二氧化硅(silicon dioxide,SiO_2)为填料,制备了SiO_2纳米颗粒质量分数在0～5%范围内的ER/SiO_2纳米复合电介质。测试和研究了复合电介质在不同频率下的介电特性和直流场强为33 k V/mm下的空间电荷行为。当SiO_2纳米颗粒的质量分数为0.5%和1%时,复合电介质可以获得较低的介电常数和介质损耗,同时有效抑制了同极性空间电荷在电极界面处的积累及注入;当SiO_2纳米颗粒的质量分数为2.5%和5%时,复合电介质在低频区域介电常数和介质损耗均比纯环氧树脂高,但在高频区域变化不明显,同时在电极界面处的空间电荷积累显著增加、注入明显。研究结果表明:纳米颗粒含量较低时ER/SiO_2复合电介质介电和空间电荷性能得到提高,是由于受到环氧树脂基体和纳米粒子之间的界面区影响,界面区是改善环氧树脂纳米复合材料电性能的关键因素。     

基于神经网络的煤岩界面识别

主要论述了BP网络在煤岩界面识别中的应用,根据本问题的特点设计了BP网络结构,并提出了一种改进的BP算法,使收敛速度加快,性能有所提高。