变频器在煤矿提升机中的应用及研究

发布时间：2017-03-21 15:09

  本文关键词：变频器在煤矿提升机中的应用及研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着电力电子技术的发展,电动机的控制也得到了空前的发展,原来以直流电机为主要控制对象的时代已经被取代。取而代之的是交流电机,交流电机与直流电机相比有其天然的优势即:成本低、过载能力强、操作简单、易于控制等等。但是交流电机又有自己一个明显的缺点就是不易调速。为了解决交流电机不易调速的缺点研究人员经过长时间的研究终于找到了比较好的解决方法,这就是变频调速。于是变频器便成了交流电机控制中一个比较核心的部分,因为它的好坏直接关系整个控制系统的性能。于是采用什么样的控制方案设计变频器便成了异步电动机调速设计当中非常重要的问题。 20实际70年代,电子晶体管的开发成功,为变频调速技术的开发、发展和普及奠定了基础。随着变压变频技术的实现、矢量控制技术的实现、和现代控制理论的不断完善,使得异步电动机的调速性能得到了空前的改善。另外计算机技术和大规模集成电路的飞速进步,极大地简化了实施SPWM及矢量控制的方法,增强和扩展了变频器的功能,使变频调速技术得到了迅猛的发展。另外一些比较先进的控制算法也在不断的发展和优化。如今模糊控制理论已经在很多场合得到应用,并且越来越得到开发人员的重视。模糊自适应PID控制算法是一种比较完备的算法,模糊自适应PID有很多优点,比如在控制系统中动态性能好、调节时间短、没有超调等。目前,虽然鲜有变频器采用模糊自适应PID控制的,但从模糊自适应PID算法的优点来看,它一定会被越来越多的应用到变频器的控制当中。 本文依据现有矿用设备对整个矿用提升机系统进行了深入的研究和改进。重点研究了变频器的设计,通过采用模糊自适应PID控制算法对变频器进行控制,并分别用模糊自适应PID控制算法和普通PID控制算法对变频器系统进行了仿真,结果证明采用模糊自适应PID控制算法有明显的优点。优点如下: 1)、模糊参数自适应PID控制比常规PID控制具有良好的动态性能,如上升时间、调节时间都比较短,而且无超调; 2)、在仿真过程中,当有参数发生变化时,模糊参数自适应PID控制比常规PID控制可以明显地改善控制系统的动态性能; 3)、本文使用的模糊参数自适应PID方法控制效果好、易于实现,便于工程应用,与常规PID控制相比,不仅对被控参数变化适应能力强,而且在对象模型结构发生较大改变的情况下也能获得较好的控制效果。 所以,如果能将模糊自适应PID控制应用于实际的变频器控制当中对于提高变频器的性能是非常有效的。 另外本文还重点介绍了对矿用提升机系统中的改进,其中包括对测速故障保护的设计,触摸屏进一步人性化设计并取得了很好的效果。
【关键词】：提升机 变频器 模糊自适应PID 测速故障 触摸屏
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TD633;TM921.51
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 矿井提升机系统的概述11-13
• 1.2 矿用高压变频器的发展13-15
• 1.2.1 国产高压变频器的发展现状13-14
• 1.2.2 国外高压变频器的发展现状14-15
• 1.2.3 高压变频器的未来发展态势15
• 1.3 本文的主要工作15-17
• 1.3.1 本文的研究内容15-16
• 1.3.2 本文的结构安排16-17
• 第2章 矿用提升机电控方案选择17-21
• 2.1 监控系统选型比较17-18
• 2.1.1 上位机的选型比较17-18
• 2.1.2 主控系统的选型比较18
• 2.2 拖动控制系统选型比较18-20
• 2.2.1 交流传动系统18-19
• 2.2.2 直流传动系统19-20
• 2.3 提升机电控系统选型20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 变频器控制的研究及变频器的选型21-52
• 3.1 矢量控制的基本原理21-31
• 3.1.1 异步电动机的数学模型21-24
• 3.1.2 坐标变换24-26
• 3.1.3 三相异步电动机在两相坐标系中的数学模型26-27
• 3.1.4 转子磁场定向间接矢量控制系统的基本方程27-28
• 3.1.5 空间矢量脉宽调制28-31
• 3.2 基于模糊自适应整定PID的控制策略研究31-45
• 3.2.1 模糊控制基本原理31-32
• 3.2.2 模糊自适应模糊PID控制原理32-35
• 3.2.3 模糊参数自适应PID控制器的设计35-45
• 3.3 变频器系统原理及选型45-51
• 3.3.1 变频器原理45-47
• 3.3.2 模糊PID变频器系统原理47-49
• 3.3.3 变频器的硬件接线图49-50
• 3.3.4 变频器参数的设置50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 矿井提升机调速系统设计及选型52-63
• 4.1 系统的总体方案设计52-53
• 4.2 监控系统选型设计53
• 4.3 PLC硬件选型设计53-59
• 4.3.1 PLC软件设计54-56
• 4.3.2 触摸显示屏选型设计56-57
• 4.3.3 上位机监控软件选型57-59
• 4.4 其它环节的选型设计59-62
• 4.4.1 位置控制系统设计59-61
• 4.4.2 保护系统选型设计61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 提升机系统系统运行63-65
• 5.1 提升机的工作原理图63-64
• 5.2 提升机的系统运行64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 总结65-66
• 附录一66-67
• 附录二67-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 攻读学位期间发表的主要学术论文72-73
• 学位论文评阅及答辩情况表73

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 普文发;;变频控制在煤矿提升机和通风机中的应用[J];经营管理者;2011年15期

2 李山虎;;浅析变频器的过流故障及对策[J];同煤科技;2011年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 徐圆;长螺旋钻机自适应协调钻进系统研究[D];中南大学;2011年

2 王琛;单元串联式高压变频器的直接磁场定向控制系统的研究[D];辽宁科技大学;2012年

3 曹建全;煤矿电机应急调速系统研究[D];安徽理工大学;2012年

4 杨会珍;基于力学模型控制的门式起重机减摆系统的研究[D];太原科技大学;2012年

5 刘凤袖;高压变频器在广州发电厂给水系统改造中的应用[D];华南理工大学;2012年

6 陈经艳;矿用提升绞车PLC控制系统的研究与应用[D];中南大学;2012年

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本文编号：259833