基于故障电流变化率的大功率本安电源设计

针对现有本安电源存在的输出功率小、保护效果差、动态响应速度慢等问题,设计了一种基于故障电流变化率的大功率本安电源。将本安电源等效为电势电容(EC)电路,分析了EC电路短路故障特性:短路初始阶段火花放电电流迅速上升,电流变化率会发生突变。通过检测短路故障后电路中故障电流变化率的值,可以提前预知故障状态,在故障电流达到传统电流保护方法所设置的保护阈值之前便触发保护功能,并在短路故障的初始阶段切断输出回路,提高本安电源的输出功率。大功率本安电源包括开关电源和本安保护电路2个部分:开关电源采用反激变换结构,其控制电路以UC3842为核心,反馈电路以光耦与三端稳压器TL431为核心;本安保护电路基于故障电流变化率来限制火花放电的能量,主要包括故障检测电路、比较电路、自恢复电路、软启动电路、驱动电路。本安电源样机性能测试结果表明,交流输入电压在90~265 V波动时,本安电源功率因数不小于0.96,输出直流电压纹波在20 mV以内,电源效率在85%以上。短路实验结果表明,本安电源在发生短路故障后的瞬态输出能量为65μJ,满足设计要求。     

基于蓝牙通信的液压支架电液控制器无线遥控系统开发

矿井机械化综采工作面工况复杂,光线昏暗,液压支架操作人员活动范围狭窄,这使得支架操作人员操作电液控制器控制液压支架时视野受到限制,无法对液压支架进行灵活控制。为进一步满足对液压支架高效性、灵活性的控制需求,提出了一种基于蓝牙通信的液压支架电液控制器的无线遥控方法,开发了无线遥控的软硬件系统,设计了蓝牙主从机的配对方案及通信协议,使无线遥控器能准确无误的向目标支架传递控制命令,实现了对目标支架的无线近距离灵活控制。与此同时,搭建了无线遥控系统实验平台,通过测试,目标支架动作迅速,状态参数传输准确,验证了本控制系统的可行性。     

基于MC9S12XDP512单片机的液压支架支架控制器的研究与设计

为了满足综采工作面自动化采煤技术发展提出的新技术要求,提出了一种基于高性能MC9S12XDP512单片机的液压支架支架控制器设计方案,介绍了该控制器的硬件设计,详细阐述了该控制器的功能实现。通过地面工业试验以及故障模拟表明,该控制器能够完成液压支架模拟量的信息采集、显示以及支架动作输出等控制功能。     

综采工作面液压支架姿态监测系统设计

针对综采面液压支架姿态参数获取难、传输距离远、传输可靠性差等问题,开发了一种基于C8051F0 20微处理器和RS485通信网络的液压支架姿态监测系统。以两立柱掩护式液压支架为模型,推导了姿态计算公式;以加速度传感器ADXL345为核心的倾角传感器可实时测得液压支架关键部件的倾角;以C8051F020微处理器为核心的检测分站通过RS485通信电路获得倾角参数,并将数据存储和通过RS485实时上传到防爆计算机;实验室调试结果表明,本系统实现了液压支架姿态在线监测功能,为现场应用提供了指导意义。     

导学教学法研究

笔者毕生致力于”电工基础”(电路)课教学。近年来，感到学生习惯于埋头演算，分析、解决问题的能力有滑坡趋势；现场同志也反映，分去的学生“交待了任务，还要交待具体方法才能完成，不好用”。究其原因，一则是中学片面追求高考升学率；二则是我们在教学内容及方法上存在弊端。为使学生素质及教学质量提高一步，88年7月提出了试行“导学教学法”的设想。     

基于幅相控制的三相PWM变流器控制策略

本文提出一种基于幅相控制方式三相电压型PWM变流器的控制策略。根据相量间的直角三角形关系和能量转换平衡原则，建立了该系统的低频数学模型，分析了系统的相量调节方式。在此基础上，提出了相量控制方式以及一种电流前馈的调节方式，即将直流侧负载电压的变化率转化为到达下一个平衡状态时相位与调制深度的附加控制量，以提高系统的快速性。实验证明：控制系统实现了单位功率因数和能量的双向流动，且输出直流电压恒定可调，相电流的谐波含量非常小，系统动态性能较好。     

基于β参数的混合控制策略光伏系统MPPT算法研究

最大功率点跟踪技术是光伏发电系统的关键技术之一。文章在Matlab中搭建了光伏系统最大功率点跟踪模型,并针对功率预测-扰动观察法在太阳辐照度快速变化时出现的误判现象以及最大功率点处振荡等问题,提出一种基于β参数的混合控制策略,该方法以β值为界限将跟踪过程分为两个阶段,分别采用变步长扰动法和模糊控制法,在太阳辐照度非匀速变化时,快速追踪最大功率点,避免了误判现象,并提高了系统的稳态精度。     

综采工作面液压支架集中控制系统设计

针对现有液压支架电液控制系统存在自动化程度低等问题,设计了一种综采工作面液压支架集中控制系统,详细介绍了该系统的硬件组成和软件设计,阐述了液压支架集中控制的实现过程。试验结果表明,该系统可实现液压支架的集中控制,通信稳定,实时性高,能满足煤矿生产实际需求。     

矿用乙丙橡胶电缆绝缘电热老化状态评估

针对乙丙橡胶电缆在电热作用下的绝缘老化特性研究较少的问题,对矿用乙丙橡胶电缆进行了电热联合老化试验,分析了乙丙橡胶电缆绝缘在不同老化时间下的极化/去极化电流特性,提出了反映绝缘老化程度的特征参量——老化指数和去极化电量。结果表明,随着老化时间的增加,乙丙橡胶电缆绝缘表面颜色由白色逐渐加深变为棕色,老化后期绝缘外层生成白色粉末状物质,绝缘内形成较多孔洞;绝缘的极化电流和去极化电流均随老化时间的增加逐渐增大,其中去极化电流在老化前期变化明显,在老化后期变化较小;分别根据极化电流和去极化电流计算得到的老化指数和去极化电量均随老化时间的增加而增大,可作为评估乙丙橡胶电缆绝缘老化状态的特征参量。     

电势电容电路短路火花放电影响因素分析

现有针对容性电路电火花放电和大功率本安电源研究的模型和方法大多只考虑了储能元件在放电过程中的放电特性,没有考虑电源电势对容性电路放电特性的影响;在分析容性电路放电特性时都是在空载情况下进行的,没有考虑实际应用中带载的情况。针对上述问题,在分析容性电路短路火花放电特性的基础上,将本安电源等效为电势电容(EC)电路,引入电源电势与外部负载,建立其火花放电等效数学模型,推导在电路发生故障时火花放电电流、放电电压和放电功率的数学表达式,并结合数学模型和Matlab进行了仿真研究,分析了电源电势、滤波电容、短路回路电阻及短路前负载电流对短路故障时火花放电电流、放电电压及放电功率的影响。理论分析和仿真结果表明,EC电路短路时火花放电电流与火花放电功率在起始阶段迅速上升到最大值,后缓慢下降,火花放电电压迅速下降到最小值;EC电路短路时,不改变其他电路参数,随着电源电势增大,火花放电电流明显增大,火花放电功率也明显增大,对电路本质安全性能威胁较大;随着滤波电容增大,火花放电电流尖峰增大,火花放电功率增大,需要考虑输出电压纹波与本质安全性能,合理选择滤波电容的容值;随着短路时的回路电阻增大,火花放电电流明显减小,火花放电功率也明显减小,能够有效提升电路本质安全性能;随着短路前负载电流增大,火花放电电流与火花放电功率有所增大,但增大不明显,对电路的本质安全性能影响不大。