矿井提升机同步电机矢量控制系统的研究

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1、摘要摘要矿井提升机是矿山生产的重要运输设备，它的电气传动及电气控制装置一直是各国电气传动领域的—个研究热点。目前，在矿山应用的电力拖动方案有交流电动机转子串电阻调速、晶闸管供电的直流电动机调速、晶闸管交一交变频同步电动机矢量控制方案等。相比之下，同步电动机交一直一交矢量控制变频调速方案具有功率因数高、谐波电流小、对电网污染小的显著优点，是最具优势的方案，但是目前这方面的研究并不多。因此，本文将矿井提升机同步电动机交一直一交矢量控制系统作为研究课题。课题主要可分为整流币11逆变两部分。整流侧采用可逆PWM整流器；逆变采用同

2、步电动机矢量控制方案。首先详细讨论了PWM整流器的基本原理、一般数学模型、d1模型及交流侧稳态数学模型。在此基础上，结合矿井提升机矢量调速系统的具体要求，研究PWM整流器的控制策略，采用矢量控制方案。利用MaⅡab软件对整流器矢量控制策略的稳态、抗扰动性能，尤其在提升机负载下的性能进行全面而系统的研究。同时基于TMS320I．U2407DSP，设计系统硬件和软件，进行系统的实验研究。此A'I-，因Maflab软件库中无励磁同步电动机仿真模型，出于研究的需要，本文建立了基于X0标幺值系统下的凸极同步电动机仿真模型，并对模型

3、的正确性和实用性进行系统的仿真研究。在逆变部分，本文将气隙磁链定向矢量控制应用于矿井提升机拖动，研究其原理、数学模型和系统调节器的设计方法，并在凸极同步电动机模型基础上，建立气隙磁链定向矢量控制仿真模型。同时，对系统在空载启动、负载突变、一个提升循环的性能进行重点研究。另外，针对提升机启车时的下坠现象，提出用复合控制对系统加以改善，仿真结果表明，下坠现象明显削弱。关键词：矿井提升机；同步电动机模型；PWM整流器；矢量控制图【79】表【2】参【65】分类号：TM341安徽理工大学硕士学位论文Abs仃actThemilleh

4、oistisanimportanttransportequipmentduringproducingofthecoalmine．Itselectricdrivingandcontroldevicesarealwaysaresefl／chfocusinmanycountries’dearicdriving．Atpresent,theelectricdrivingsystemsappliedtothemineincludeadjustablespeedsystembyrotorinserieswithresistors,DC

5、motorV-Mreversibleadjustablespeedsystem，synchronousmotor’SvectorcontrolsystemwiththyristorAC-ACfrequencyconversion,etc．Comparingwiththese,synchronousmotorvectorcontrolAC-DC-ACvariable-fxequencyadjustable删systemisthemostpreponderantschemebecauseithashi．曲powerfacto

6、r,littleharmoniccurrentandtittlepollutiontothepowernetwork．Butnowadaysthereislittleresearchaboutit．Therefore,aquestionfordiscussionandresearchisputforwardaboutusingthisschemeforhoist．Rectiferpartandinverterpartcontructthepaper．PWMreaifierandvectorcontrolareapplie

7、dtotheresearchpaper．Firstly,PWMrectifier’Skeystone,normalmathematicmodel，modelunderd-qaxisandmodelofACsideatstablestatearediscusseddetailedly．Basedonthis，combinedwiththespecificdemandsofAC-DC-ACvariable-fi：equencyadjustablespeedsystemforhoist,PWMrectifier’Scontro

8、lstrategyisresearchedandvectorcontrolstrategyisadopted．ByusiI唔Matlab，theperformanceofrectifier’Svectorcontrolstrategyisresearchedroundlyandsystemicallyincludin