交交變頻器在交流提升機控制系統的研究中的應用

由圖1可看出，該系統構成為三相橋式6脈波接線(xiàn)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，線(xiàn)電壓中不含有直流分量，變頻器輸出到負載的電壓波中也不會(huì )出現直流分量。從而改善了變頻器的輸入功率因數。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(xiàn)(Y接輸出)中也相互抵消，不反映到負載及線(xiàn)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)機端。因此，該系統輸出功率大，高次諧波少，輸出波形好，工作可靠。

4控制系統構成

低頻制動(dòng)方式，使提升機在減速段可將部分機械能轉變?yōu)殡娔芑仞伒诫娋W(wǎng)，并自然過(guò)渡到爬行階段，實(shí)現穩定的低速爬行。通過(guò)采用數字控制技術(shù)，其控制性能得到大大改善。本系統為速度、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)主機板。核心為一16位單片機，用以完成系統的自動(dòng)調節、邏輯操作、故障診斷、自動(dòng)優(yōu)化和運行狀態(tài)及故障顯示;

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

(3)光電隔離開(kāi)關(guān)量輸入、輸出板;

(4)智能化A/D，D/A板;

(5)總線(xiàn)板。

各功能控制通過(guò)外部總線(xiàn)構成一控制系統，共同完成各項控制任務(wù)。其數字控制結構框圖如圖2所示。

圖2中，3個(gè)電流反饋信號經(jīng)電流互感器檢測，并由兩對采樣開(kāi)關(guān)整形后送入單片機;速度給定及速度反饋信號經(jīng)濾波電路和絕對值電路變換后送入各組單片機。電流和速度調節均由計算機軟件完成。數字觸發(fā)脈沖信號由單片機的6個(gè)高速通道輸出，并由高頻調制信號一起送入邏輯門(mén)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。所有調節和控制全數字化，保證了系統的調節精度。

圖2數字控制結構框圖

交交變頻器用于交流提升機控制系統的研究

傳動(dòng)裝置的工作狀態(tài)通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇。“內控”時(shí)通過(guò)主機面板按鍵進(jìn)行參數設置和裝置調試;“外控”時(shí)由操作臺接通傳動(dòng)裝置，通過(guò)主機串行接口RS232(485)施加主給定，使交流提升機低頻制動(dòng)過(guò)程操作實(shí)現自動(dòng)化。同時(shí)可利用6RA24的狀態(tài)字觀(guān)察晶閘管工作狀態(tài)反饋信號，讀出實(shí)際值及參數組的寫(xiě)入和儲存，完成各數據與PC的通訊。

5應用實(shí)例

該交交變頻全數字拖動(dòng)控制系統就用于某礦主井，提升機型號JKMD-2.25×4E，AC6kV，800kW。其定轉子回路采用真空接觸器換向，整個(gè)操作過(guò)程為PLC控制帶CRT監控。中信重機自動(dòng)化工程公司制造安裝，1998年12月投入使用。技術(shù)性能完全達到設計要求，運行效果良好，保證了提升設備的安全生產(chǎn)。

6結論

(1)采用全數字控制交交變頻裝置作為低頻電源用于交流提升機的拖動(dòng)控制，提高了提升機運行的安全性，具有顯著(zhù)的節能效果。有利于改善提升機制動(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)根據系統的運行結果，本裝置可適用于礦井提升機的各種運輸形式。由于控制器硬件采用了SIEMENS公司技術(shù)先進(jìn)的標準產(chǎn)品，具有很高的可靠性，結合自行開(kāi)發(fā)的軟件和主電路控制系統，整套裝置具有較高的性能價(jià)格比。