基于背靠背PWM矿井提升机变频调速系统设计.pdf

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1、·76·工业仪表与自动化装置2011年第3期基于背靠背PWM矿井提升机变频调速系统设计汝洪芳，全吉男，王宏民，江晓林(黑龙江科技学院电气与信息工程学院，哈尔滨150027)摘要：针对我国大部分矿井提升机调速系统效率低、成本高、体积大、能源浪费的现状，有必要对其调速方案进行改造。该文设计了PWM整流器和异步电机的解耦矢量控制系统，进而搭建了背靠背PWM变频调速系统，并对该系统进行了仿真分析。仿真结果表明，该系统动、静态性能良好，实现了网侧单位功率因数和能量的双向流动，验证了此调速系统设计的有效性，为广大

2、工矿企业的调速改造提供新思路。关键词：提升机；变频调速；能量回馈；PWM；矢量控制中图分类号：TD633文献标志码：A文章编号：1000—0682(2011)03—0076—04ThedesignofbacktobackPWMfrequency-conversionspeed-regulationsystemforminehoistRUHongfang，QUANJinan，WANGHongmin，JIANGXiaolin(CollegeofElectricalandb~ormationEngineer

3、ing，HeilongfiangScienceandTechnologyUniversity，Harbin150027，China)Abstract：Mostofourminehoistcontrolsystemcharacterizedbybigvolume，highcost，lowefficien—cyandenergywasted．Inordertospeeditstransformationprogram，PWMrectifierandthedecouplingin—ductionmotorv

4、ectorcontrolsystemweredesigned，andthenbacktobackPWMfrequencycontrolsystemwasbuilt．Thesystemweresimulatedandthesimulationresultsshowthatthedynamicandstaticperform—anteisgood，theunitypowerfactorofnetworksideandenergywereachievedatwo—wayflow，thusvali—datet

5、heeffectivenessofthiscontrolsystemdesignandprovidenewideastospeedtransformationforthemajorityofindustrialandminingenterprises．Keywords：hoist；frequency—conversionspeed—regulation；energyfeedback；PWM；vectorcontrol转化为电阻热能消耗掉，既需要增加散热和滤波等0引言装置，造成系统成本和体积的增加，又造

6、成了能源白目前，我国大部分矿井提升机主要采用通用型白的浪费，给系统运行带来了不稳定的因素。因此变频调速系统，此系统一般采用二极管不可控整流如何改善矿井提升机控制系统现状，实现煤矿的节作为供电前端，能量单向流动。当提升机减速、制动能降耗，是交流调速系统研究的重要课题。该文采或带重物下放时，电动机处于再生发电状态，产生的用背靠背PWM控制方案，将PWM整流器作为变频电能不能回馈电网，只能向直流母线电容充电，从而调速系统中前端供电单元，不仅可以保证良好调速产生较大的泵生电压，过高的泵生电压可能损坏开性能，而

7、且可以实现网侧电流小畸变、网侧单位功率关器件、电解电容，甚至破坏电动机的绝缘，从而威因数和再生制动能量及时回馈。胁整个系统的安全运行。特别是在牵引、矿井等需1背靠背PWM变频调速原理及电路结构要频繁启动和制动的调速系统中，大量的制动电能该系统主要由整流器和逆变器组成，整流器和收稿日期：2011—03—25逆变器均采用PWM技术，不用增加任何电路就可基金项目：黑龙江教育厅科学技术指导项目(11551427)实现变频器能量向电网回馈，实现能量的双向流动、作者简介：汝洪芳(1975)，女，黑龙江省伊春市人，

8、黑龙江科技学院电气与信息工程学院讲师，硕士，主要从事矿山电气控制方面研究。电动机四象限运行。该系统特别适合矿井提升机启2011年第3期工业仪表与自动化装置·77·动加速、等速、制动减速、爬行、停止抱闸等各环节的回电网，实现系统的节能降耗。背靠背PWM变频控制，使电动机在四象限自动运行，能量方便地传递调速系统主电路拓扑结构如图1所示。图1背靠背PWM变频调速系统主电路拓扑结构图在背靠背PWM交流变频调速系统中，当电机合，因此利用坐标变换理论，将三相静止坐标