基于dsp的矿用应急变频电源控制系统的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于DSP的矿用应急变频电源控制系统的研究论文作者：张谊学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：控制科学与工程指导教师：张英职称：正高级工程师万方数据DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlScienceandEngineeringRESEARCHFORTHECONTROLSYSTEMOFVARIABLE-FREQUENCYMINEEMERGENCYPOWERSUPPLYBASEDONDSPbyZh

2、angYiSupervisor:Prof.ZhangYingMarch2014万方数据万方数据摘要煤矿掘进工作面的安全问题一直受到广泛的关注，特别是瓦斯问题，对煤矿井下安全产生重要的影响，为了防止瓦斯集聚而产生爆炸事故，在生产过程中要时刻保证工作面正常通风，因此井下的供电问题就显得尤为重要。目前虽然煤矿井下的供电线路非常完善，但是井下的环境复杂，设备故障或者其他原因可能导致停电停风事故，导致瓦斯得不到及时排放，造成事故。为了保证煤矿风机的供电可靠性，在井下原有的供电线路基础上，增设应急电源。这样，在由于突发事故造成井下停电时，应急电源能为风机供电。本文的主要目的

3、是设计与研发大功率矿用应急电源，重点研究其控制系统，包括控制方案的理论研究和控制电路的设计。首先，研究了应急电源基本原理，选取磷酸铁锂蓄电池，并设计蓄电池组充电机，采用三相电压型逆变电路，并根据实际情况设计输出滤波器；其次，建立三相逆变和滤波电路的数学模型，经过坐标变换之后，设计电压-电流闭环控制方案，均采用PI控制器，并确定控制器参数；然后，在分析风机负载特性和蓄电池放电特性基础上，设计应急电源变频输出方案，在保证正常通风的情况下，通过变频控制节省电能，保证更长的应急供电时间。研究空间矢量脉宽调制技术原理，对SVPWM算法进行了推导与仿真。最后，搭建实验平台，

4、设计主电路、大功率驱动电路和以TMS320F2812数字信号处理器为核心的外围电路，编写相应的程序，对整个系统进行了MATLAB仿真和实验。仿真和实验结果表明，所设计的控制和变频方案具有良好的性能和实用价值。关键字：应急电源三相逆变器变频控制空间矢量脉宽调制DSPI万方数据ABSTRACTSecurityhasbeenwidespreadconcernedinthedigworkingfaceofcoalmine,particularly,thegasissueshaveanimportantimpactonthesafetyofcoalmine.Inorder

5、topreventtheaccumulationofgasandgenerateexplosion,andthedigworkingfaceshouldbealwaysensuredproperventilationintheproductionprocess.So,thepowersupplyisparticularlyimportantinthemineunderground.Atpresent,althoughthepowerlinesundergroundmineverywell,buttheundergroundenvironmentiscomplex

6、ity,equipmentfailureorotherreasonsmaycausepowerfailureandthewindstopping,whichcausetheaccident.Inordertoensurethereliabilityoftheblowerpowersupply,onthebasisoftheexistingpowersupply,additionemergencypowersupply(EPS),thiscanprovidepowerfortheblower,whenunexpectedpoweroutagescausedbyth

7、eaccident.Themainpurposeofthisstudyisdesignanddevelopmentofhigh-powermineEPS,focusingonthecontrolsystem,includingtheoreticalstudyofcontrolschemeanddesignofcontrolcircuits.Firstly,onthebasisoftheprincipleofEPS,achargerwasdesignedforthelithiumironphosphatebattery.Themaincircuitusethree

8、-phasevoltag