基于三电平直接转矩控制的矿用提升机变频调速系统研究.pdf

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1、·电气与自动化·吴延华，等·基于三电平直接转矩控制的矿用提升机基于三电平直接转矩控制的矿用提升机变频调速系统研究吴延华，王宁(黑龙江科技学院电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150027)摘要：根据矿井提升机的工作特性及变频器在提升系统中的重要应用，提出了用直接控制转矩的变频调速系统替代传统的控制矢量调速系统。在系统输入侧选用三电平配置，并在逆变过程中采用IGCT晶闸管提高开关频率，提高了系统可靠性，并对系统的运行情况进行了仿真，同时配套多种保护措施使设备运行安全稳固。关键词：三电平；直接转矩；IGCT中图分类号：TM921．51文献标

2、志码：A文章编号：1671-5276(2012)02-0164-04StudyDirectTorqueControlofFrequencyModulatedSpeed—controlSystemonMineHoistBaseonThree．1evelWUYan—hua．WANGNing(InstituteofElectricalandInformationEngineering，HeilongjiangColegeofScienceandTechnology，Harbin150027，China)Abstract：Accordingt

3、otheworkingcharacteristicsandinverter’Simportantapplicationinminehoistliftingsystem，thisarticlepropo—sesthemotorspeedfreguencycontrolsystemofthedirectcontroltorgueinsteadofthevectorcontrolsystem．Threelevelconfigura-tionisselectedOftheinputsideofthesystemandtheIGCTthyris

4、torisusedininveringprocesstoimproveswitchingfrequencyandenhancethesystemreliability．Italsosimulatestheoperationofthesystemandtakesvariousprotectivemeasurestomakeequip-mentoperatesafetly．Keywords：threelevel；directcontroltorque；IGCT机特性出发的。众所周知，交流电动机转速的表达式为：0引言：鱼二P提升机是矿井上下

5、运输的咽喉，它的安全有效运行直其中一定子供电电源的频率；接影响矿井的正常生产和工矿企业的经济效益。变频器P——电动机的极对数；已广泛应用在三相交流电动机拖动的提升机调速系统中。s——电动机的转差率。此文列举的ZJT1—1800KW／3．3KV变频设备采用一台三由上式可知，当平滑地改变厂时，n也可得到平稳的改绕组整流变压器，在控制方面采用直接转矩控制，相较于变。所以，变频调速技术的关键是如何获得频率可变的大传统的PWM磁通矢量控制，逆变时每只IGCT的开关状功率供电电源。态都是单独地由磁通和转矩的值决定的，而不是象传统本矿用防爆变频器采

6、用一台三绕组整流变压器，其短路PWM磁通矢量传动中预先确定的矩阵来控制开关状态。阻抗为6％，绝缘等级H级，三绕组整流变压器的二个次级绕在逆变环节中采用先进的集成门极换流型晶闸管IGCT，组采用△和Y接法，两组二次绕组对应线电压之间的相位差可进一步实现跳闸快，低损耗的要求。对系统运行中磁为at／6，进线侧形成12脉冲配置，有效地降低了整流器产生链、转速、转矩等物理量用MATLAB软件进行仿真。基于的谐波电流。若输出侧同时配置正弦波滤波器，可以完全消《煤矿安全》规程规定，此设备在电动机缺相、过载、过压除整流器产生的谐波。变压器的2个次级绕

7、组分别向变频等保护环节都做了充分的考虑和合理布置，使整个矿井提软启动控制器二台整流单元供电。设备连接如图I所示。升机变频调速系统达到安全稳定，高效节能的要求。1系统设计1．1输入部分三电平式设计从结构上看，目前煤矿中使用的变频调速装置有交一图1设备连接直一交和交一交二种。不管是哪种，其调速原理都是从电动作者简介：吴延华(1953一)，男，上海人，教授，硕士生导师，主要研究方向变频调速、电力电子技术、电机与控制。·164-http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE·mail：ZZHD@chainajourna1．n

8、et．Ctl《机械制造与自动化》．电气与自动化·昊延华，等·基于三电平直接转矩控制的矿用提升机三电平变频器相对于传统的两电平而言，可以使主开表1DTC和PWM磁通矢量控制的对比关器件的电压降低一半。由于输出多了一个电平，