雙電源雙風(fēng)機(jī)智能保護(hù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

式中：E（t）為階越函數(shù)。

在電源線路上的總電流Isum為

式中：fi（t）表示第i臺(tái)風(fēng)機(jī)電流與時(shí)間的關(guān)系函數(shù)，fi（t）與一般的交流電動(dòng)機(jī)的電流與時(shí)間的關(guān)系函數(shù)大致相同；ti表示為第i臺(tái)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)刻。

電源系統(tǒng)一般都設(shè)有保護(hù)裝置，發(fā)生短路故障時(shí)自動(dòng)跳閘。而風(fēng)機(jī)即感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)定值一般設(shè)置在其額定電流的8倍以上。所以，在設(shè)置電源系統(tǒng)的短路保護(hù)定值時(shí)，一般將其短路保護(hù)門限電流設(shè)置在當(dāng)8臺(tái)風(fēng)機(jī)都處于額定電流工作情況下，加上1臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)生短路故障時(shí)產(chǎn)生的總電流。

所以，電源系統(tǒng)的短路保護(hù)電流門限值設(shè)置為（7+8×1）IN=15IN。

雙電源雙風(fēng)機(jī)保護(hù)控制系統(tǒng)啟動(dòng)控制策略的目標(biāo)是調(diào)整各風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間t1～t8，使其在任何時(shí)刻滿足條件：

Isum＜15IN （3）

因風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)過程一般比較短暫，而上述目標(biāo)函數(shù)涉及到8個(gè)可變量，求解比較困難，故可將條件簡(jiǎn)化，即假設(shè)在第i（i＞2）臺(tái)風(fēng)機(jī)接收到啟動(dòng)命令時(shí)，第i-1臺(tái)風(fēng)機(jī)還處于啟動(dòng)過程中，風(fēng)機(jī)電流f t-1（t）>IN,而第i-2臺(tái)以及更早啟動(dòng)的風(fēng)機(jī)則可以默認(rèn)已處于啟動(dòng)完成狀態(tài)，風(fēng)機(jī)電流可以直接用IN代替。因此，可以將系統(tǒng)啟動(dòng)控制策略的條件改變?yōu)?p>

因?yàn)閒i（0）等于風(fēng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，所以式（4）還可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為

由于每個(gè)條件只與其中的2個(gè)時(shí)間參數(shù)有關(guān)，這樣就使得系統(tǒng)的控制策略大大地得到了簡(jiǎn)化。

3.3 系統(tǒng)啟動(dòng)控制策略的具體實(shí)現(xiàn)

雙電源雙風(fēng)機(jī)智能保護(hù)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)控制策略的措施：事先測(cè)定時(shí)間t1-tn并設(shè)定首臺(tái)風(fēng)機(jī)，首臺(tái)風(fēng)機(jī)接收到啟動(dòng)信號(hào)后立即啟動(dòng)；當(dāng)任意第i臺(tái)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間ti+1-ti之后，通過CAN總線發(fā)送允許第i+1臺(tái)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的啟動(dòng)信號(hào)，則第i+1臺(tái)風(fēng)機(jī)接收到該信號(hào)后立即啟動(dòng)。

本系統(tǒng)利用時(shí)間判據(jù)控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，取代一般情況下利用電流判據(jù)控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的方法，是出于對(duì)井下供風(fēng)持續(xù)性的要求。如果用電流判據(jù)控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)，由于啟動(dòng)電流很大，此時(shí)用于檢測(cè)電流的互感器可能處于非最佳的線性檢測(cè)區(qū)，A/D轉(zhuǎn)換芯片也可能因?yàn)殡娏鬟^大而處于最大值。這些原因?qū)⑹箚纹瑱C(jī)內(nèi)部經(jīng)算法計(jì)算出來(lái)的電流結(jié)果與實(shí)際電流結(jié)果產(chǎn)生誤差。而該誤差將導(dǎo)致采用電流判據(jù)判別啟動(dòng)條件的過程較采用時(shí)間判據(jù)判別的過程所用時(shí)間長(zhǎng)，從而使系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性下降。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了一種雙電源雙風(fēng)機(jī)智能保護(hù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)采用的互補(bǔ)控制策略和啟動(dòng)控制策略，夠?qū)崿F(xiàn)主機(jī)和從機(jī)的及時(shí)切換，能保證供風(fēng)系統(tǒng)不間斷地運(yùn)行，同時(shí)能夠減小由于多臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)對(duì)電源造成的沖擊。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與試驗(yàn)，該系統(tǒng)取得了良好的使用效果，保證了井下供風(fēng)的持續(xù)性，使井下通風(fēng)系統(tǒng)的安全系數(shù)大大增加。該智能保護(hù)控制系統(tǒng)的下一步改進(jìn)方向是基于環(huán)境變化（如風(fēng)量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓龋?，利用智能控制技術(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整控制策略，使系統(tǒng)更加適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的要求，進(jìn)一步提高安全系數(shù)。