雙電源雙風(fēng)機智能保護控制系統的設計

　　I=f（t）E（t）（1）

　　式中：E（t）為階越函數。

　　在電源線(xiàn)路上的總電流Isum為

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

　　電源系統一般都設有保護裝置，發(fā)生短路故障時(shí)自動(dòng)跳閘。而風(fēng)機即感應電動(dòng)機的短路保護定值一般設置在其額定電流的8倍以上。所以，在設置電源系統的短路保護定值時(shí)，一般將其短路保護門(mén)限電流設置在當8臺風(fēng)機都處于額定電流工作情況下，加上1臺風(fēng)機發(fā)生短路故障時(shí)產(chǎn)生的總電流。

　　所以，電源系統的短路保護電流門(mén)限值設置為（7+8×1）IN=15IN。

　　雙電源雙風(fēng)機保護控制系統啟動(dòng)控制策略的目標是調整各風(fēng)機的啟動(dòng)時(shí)間t1～t8，使其在任何時(shí)刻滿(mǎn)足條件：

　　Isum＜15IN （3）

　　因風(fēng)機的啟動(dòng)過(guò)程一般比較短暫，而上述目標函數涉及到8個(gè)可變量，求解比較困難，故可將條件簡(jiǎn)化，即假設在第i（i》2）臺風(fēng)機接收到啟動(dòng)命令時(shí)，第i-1臺風(fēng)機還處于啟動(dòng)過(guò)程中，風(fēng)機電流f t-1（t）》IN，而第i-2臺以及更早啟動(dòng)的風(fēng)機則可以默認已處于啟動(dòng)完成狀態(tài)，風(fēng)機電流可以直接用IN代替。因此，可以將系統啟動(dòng)控制策略的條件改變?yōu)?/FONT>

　　因為fi（0）等于風(fēng)機的堵轉電流，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)間參數有關(guān)，這樣就使得系統的控制策略大大地得到了簡(jiǎn)化。

　　3.3 系統啟動(dòng)控制策略的具體實(shí)現

　　雙電源雙風(fēng)機智能保護控制系統實(shí)現啟動(dòng)控制策略的措施：事先測定時(shí)間t1-tn并設定首臺風(fēng)機，首臺風(fēng)機接收到啟動(dòng)信號后立即啟動(dòng)；當任意第i臺風(fēng)機啟動(dòng)的同時(shí)，系統內部時(shí)鐘開(kāi)始計時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間ti+1-ti之后，通過(guò)CAN總線(xiàn)發(fā)送允許第i+1臺風(fēng)機啟動(dòng)的啟動(dòng)信號，則第i+1臺風(fēng)機接收到該信號后立即啟動(dòng)。

　　本系統利用時(shí)間判據控制風(fēng)機啟動(dòng)，取代一般情況下利用電流判據控制風(fēng)機啟動(dòng)的方法，是出于對井下供風(fēng)持續性的要求。如果用電流判據控制風(fēng)機的啟動(dòng)，由于啟動(dòng)電流很大，此時(shí)用于檢測電流的互感器可能處于非最佳的線(xiàn)性檢測區，A/D轉換芯片也可能因為電流過(guò)大而處于最大值。這些原因將使單片機內部經(jīng)算法計算出來(lái)的電流結果與實(shí)際電流結果產(chǎn)生誤差。而該誤差將導致采用電流判據判別啟動(dòng)條件的過(guò)程較采用時(shí)間判據判別的過(guò)程所用時(shí)間長(cháng)，從而使系統的實(shí)時(shí)性下降。

4 結語(yǔ)

　　本文介紹了一種雙電源雙風(fēng)機智能保護控制系統的設計。該系統采用的互補控制策略和啟動(dòng)控制策略，夠實(shí)現主機和從機的及時(shí)切換，能保證供風(fēng)系統不間斷地運行，同時(shí)能夠減小由于多臺風(fēng)機同時(shí)啟動(dòng)對電源造成的沖擊。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)調試與試驗，該系統取得了良好的使用效果，保證了井下供風(fēng)的持續性，使井下通風(fēng)系統的安全系數大大增加。該智能保護控制系統的下一步改進(jìn)方向是基于環(huán)境變化（如風(fēng)量、瓦斯濃度的變化等），利用智能控制技術(shù)實(shí)時(shí)調整控制策略，使系統更加適應生產(chǎn)環(huán)境的要求，進(jìn)一步提高安全系數。