矢量控制技术在矿井提升系统中的应用.pdfVIP

行业技艺 矢 量 控 制 技 术 在 矿 井 提 升 系 统 中 的 应 用 毛春雷 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 史彦 安徽工业大学工商学院 摘 要：矿井提升机是地下矿山安全生产的咽喉设备，它运行性能的优劣，不仅直接影响到矿山的正常生产，而且还密切关系到人员安全。目 前，矿井提升机的交流调速系统大部分依 旧采用在绕线转子回路串电阻，逐级切除，实行分级调速的方式。这种系统的控制精度不够高，且效 率低下。而矿井提升机需要频繁进行加、减速，在低速时系统电能的利用效率会比较低 。应用矢量控制技术, 能够实现交流 电机闭环调节, 并采 用单、双馈混合起动的模式，不仅能改善 电机的低频运行特性,还实现了低速平稳的运行, 完成了提高控制准确性的任务，保证了矿井提升系统 安全高效的运行。 关键词：矿井提升机 矢量控制 双馈调速 异步 电机 矿 井提升机驱动装置控 制系统通常采 用全数字控制模 保持直流侧电压的稳定，电压误差要求控制在5%以内。 式，按预先设定的提升速度图、力图和其他安全性能要求完 抗干扰性能。在提升机的加、减速阶段，在亚同步和超 成平稳的起动、运行、减速、停车以及制动。特别是当矢量 同步速度范围以及单、双馈运行模式切换的过程中，直流侧 控制技术应用以来，在整个提升循环过程中，停车位置精准， 电压的最大电压超调或动态降落应在10%内，受扰后恢复时间 钢丝绳振动较小，有足够的驱动 电机及供 电装置的过载能力， 应不大于1秒。 更能确保安全高效的升降人员、物料和设备等任务。 整流器中能量的可逆传递。即使提升机双馈调速系统处 于亚同步状态，网侧变流器也需要有四个象限的运行能力， 矢量控制技术的基本原理 在网侧变流器中，能量必须能满足双向传送。 矢量控制的本质就是通过测量和控制异步电机定子的电 网侧功率因数稳定并且可调，有时可补偿网侧配 电变压 流矢量, 根据磁场定向的原理对异步电机的励磁 电流和转矩 器的励磁无功或者电机定子侧励磁无功，允许误差为5%以内。 电流分别进行控制, 以达到控制异步电机转矩的目标[ 1] 。详 交流侧 电流谐波小，应小于5%。 细来说就 是将异步电机的定子 电流矢量分解为励磁分量i 和 具有完善的保护功能，包括二相交流 电的过 电压、欠 电  转矩分量 i ，这两个分量产生相互垂直的磁场。整个矢量控 压和缺相保护，直流侧过 电流保护等。  三、提升机双馈调速系统电机转子侧变流器控制策略 制的思路可以用下图1来表示。图1中i 和i 表示静止两相坐   第一，煤矿提升机一个运行周期的各运行阶段简述 标系下，相互垂直的两个矢量 电流，经过同步旋转变换成id 和 矿井提升机是大型的，周期性的，频繁加减速的系统设 iq ，其中id 表示励磁电流分量，iq 表示转矩 电流分量，那么， 备，其一个周期的运行速度如图2所示。整个运行周期可以分 为，从静止起动( 0—t ) 、主加速段( t —t2 ) 、高速平稳运行 保持住励磁 电流分量不变，