變頻器在交流提升機(jī)控制系統(tǒng)中的研究

由圖1可看出，該系統(tǒng)構(gòu)成為三相橋式6脈波接線交交變頻器。相電壓分別為UOR，UOS，UOT，彼此相差120°，作為三相電壓輸出。這種聯(lián)結(jié)可使在選用的晶閘管承受電壓較低的情況下，提高裝置的輸出電壓。如果3個(gè)相電壓中含有同樣的直流分量，由于采用星形聯(lián)結(jié)，線電壓中不含有直流分量，變頻器輸出到負(fù)載的電壓波中也不會(huì)出現(xiàn)直流分量。從而改善了變頻器的輸入功率因數(shù)。如果3個(gè)相電壓中含有3,6,9等次諧波，由于這些諧波彼此同相，在該接線(Y接輸出)中也相互抵消，不反映到負(fù)載及線電壓中去，即輸出相電壓中的3倍頻諧波不會(huì)傳到電動(dòng)機(jī)端。因此，該系統(tǒng)輸出功率大，高次諧波少，輸出波形好，工作可靠。

4控制系統(tǒng)構(gòu)成

低頻制動(dòng)方式，使提升機(jī)在減速段可將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑仞伒诫娋W(wǎng)，并自然過渡到爬行階段，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的低速爬行。通過采用數(shù)字控制技術(shù)，其控制性能得到大大改善。本系統(tǒng)為速度、電流雙閉環(huán)控制，充分利用了SIMOREGK6RA24的基本控制功能。主要由以下幾個(gè)部分組成：

(1)主機(jī)板。核心為一16位單片機(jī)，用以完成系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)、邏輯操作、故障診斷、自動(dòng)優(yōu)化和運(yùn)行狀態(tài)及故障顯示;

(2)信號(hào)板。完成控制電源分配、電流反饋信號(hào)傳送、脈沖信號(hào)隔離放大、操作連鎖等。

(3)光電隔離開關(guān)量輸入、輸出板;

(4)智能化A/D，D/A板;

(5)總線板。

各功能控制通過外部總線構(gòu)成一控制系統(tǒng)，共同完成各項(xiàng)控制任務(wù)。其數(shù)字控制結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

圖2中，3個(gè)電流反饋信號(hào)經(jīng)電流互感器檢測(cè)，并由兩對(duì)采樣開關(guān)整形后送入單片機(jī);速度給定及速度反饋信號(hào)經(jīng)濾波電路和絕對(duì)值電路變換后送入各組單片機(jī)。電流和速度調(diào)節(jié)均由計(jì)算機(jī)軟件完成。數(shù)字觸發(fā)脈沖信號(hào)由單片機(jī)的6個(gè)高速通道輸出，并由高頻調(diào)制信號(hào)一起送入邏輯門陣列電路，變換成互差60°的雙脈沖列，再經(jīng)放大和隔離，分別去觸發(fā)各相功率組件。所有調(diào)節(jié)和控制全數(shù)字化，保證了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。

圖2數(shù)字控制結(jié)構(gòu)框圖

交交變頻器用于交流提升機(jī)控制系統(tǒng)的研究

傳動(dòng)裝置的工作狀態(tài)通過開關(guān)選擇。“內(nèi)控”時(shí)通過主機(jī)面板按鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和裝置調(diào)試;“外控”時(shí)由操作臺(tái)接通傳動(dòng)裝置，通過主機(jī)串行接口RS232(485)施加主給定，使交流提升機(jī)低頻制動(dòng)過程操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。同時(shí)可利用6RA24的狀態(tài)字觀察晶閘管工作狀態(tài)反饋信號(hào)，讀出實(shí)際值及參數(shù)組的寫入和儲(chǔ)存，完成各數(shù)據(jù)與PC的通訊。

5應(yīng)用實(shí)例

該交交變頻全數(shù)字拖動(dòng)控制系統(tǒng)就用于某礦主井，提升機(jī)型號(hào)JKMD-2.25×4E，AC6kV，800kW。其定轉(zhuǎn)子回路采用真空接觸器換向，整個(gè)操作過程為PLC控制帶CRT監(jiān)控。中信重機(jī)自動(dòng)化工程公司制造安裝，1998年12月投入使用。技術(shù)性能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行效果良好，保證了提升設(shè)備的安全生產(chǎn)。

6結(jié)論

(1)采用全數(shù)字控制交交變頻裝置作為低頻電源用于交流提升機(jī)的拖動(dòng)控制，提高了提升機(jī)運(yùn)行的安全性，具有顯著的節(jié)能效果。有利于改善提升機(jī)制動(dòng)、爬行階段的控制性能，減小爬行距離，縮短提升周期，提高生產(chǎn)能力。

(2)根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果，本裝置可適用于礦井提升機(jī)的各種運(yùn)輸形式。由于控制器硬件采用了SIEMENS公司技術(shù)先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，具有很高的可靠性，結(jié)合自行開發(fā)的軟件和主電路控制系統(tǒng)，整套裝置具有較高的性能價(jià)格比。