礦用隔爆型變頻調(diào)速裝置研制.pdf

1、變頻調(diào)速因其無(wú)論從技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來考慮都是交流調(diào)速中較好的調(diào)速系統(tǒng)，從而在控制系統(tǒng)領(lǐng)域中占有重要的地位，國(guó)家在節(jié)能方面把變頻調(diào)速作為大力發(fā)展的項(xiàng)目，由此變頻調(diào)速成為現(xiàn)代電力拖動(dòng)重點(diǎn)推廣應(yīng)用的成熟技術(shù)，交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)已被公認(rèn)為近代交流調(diào)速中性能最優(yōu)越的一種電力拖動(dòng)系統(tǒng)。
　　本文介紹了采用32位ARM處理器為核心，配以SPWM專用芯片SA8282，以VVVF控制算法的交—直—交電壓型礦用隔爆型變頻調(diào)速裝置（以下簡(jiǎn)稱:變

2、頻器）的軟硬件設(shè)計(jì)，采用熱管散熱技術(shù)解決了煤礦井下變頻器隔爆與散熱的矛盾。為了消除諧波，節(jié)能降耗，我們做了大量的研究和分析。本文首先對(duì)SPWM控制技術(shù)從原理上進(jìn)行了詳細(xì)的描述，指出了諧波問題的研究方向和諧波研究的意義。然后針對(duì)逆變器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，利用貝塞爾函數(shù)和傅里葉級(jí)數(shù)理論，分別對(duì)單相二階SPWM逆變器和三相SPWM逆變器的輸出電壓諧波的產(chǎn)生、大小和分布進(jìn)行了細(xì)致而具體的分析和計(jì)算。通過計(jì)算所得到的結(jié)果，以圖文的形式對(duì)諧波問題進(jìn)行了分

3、析，得出了相應(yīng)的結(jié)論，并且對(duì)影響SPWM輸出電壓諧波頻譜分布的因素進(jìn)行了詳細(xì)的討論。本文還討論了諧波對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組磁動(dòng)勢(shì)、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)矩以及銅耗的影響，為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電機(jī)供電電壓諧波分析及附加損耗計(jì)算提供了參考。結(jié)合本課題的研究成果，給出了采用無(wú)源LC濾波技術(shù)、RFI濾波技術(shù)解決了變頻器的諧波污染、EMC（電磁兼容）問題，以湘潭平安電氣集團(tuán)有限公司為平臺(tái)研制出煤礦井下用風(fēng)機(jī)專用變頻器45KW/660V樣機(jī)，可

4、為國(guó)內(nèi)礦用隔爆變頻器的設(shè)計(jì)、應(yīng)用提供參考。
　　本文主要的研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面:
　　(1)闡述了20世紀(jì)90年代以后，隨著IGBT、IGCT等新型電力電子器件的發(fā)展、DSP和ASIC的快速發(fā)展以及新穎控制理論和技術(shù)的完善，使變頻調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速范圍、調(diào)速精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、功率因數(shù)、運(yùn)行效率和使用方便等性能指標(biāo)超過了直流調(diào)速系統(tǒng)，達(dá)到取代直流調(diào)速的地步，受到各行業(yè)的歡迎并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
　　(2)完成了交—直—交電

5、壓型變頻器的硬件設(shè)計(jì)，完成了采用V/F控制技術(shù)的軟件設(shè)計(jì)，應(yīng)用CAD和現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)完成了變頻器隔爆殼體的設(shè)計(jì)和加工。
　　(3)采用熱管散熱技術(shù)，解決了煤礦井下隔爆和散熱的問題;采用三次諧波疊加技術(shù)，解決了變頻器的電壓傳輸比低的問題;采用無(wú)源LC濾波技術(shù)和RFI濾波技術(shù)解決了變頻器的諧波污染和EMC問題。
　　(4)完成了風(fēng)機(jī)專用變頻器45KW/660V的樣機(jī)研制。
　　文章最后對(duì)該變頻器裝置能較好地滿足工程實(shí)踐要