發(fā)布時(shí)間：2020-05-30 13:01

【摘要】：隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展,使得變頻器在煤礦井下得到廣泛應(yīng)用,由于在煤炭企業(yè)電能浪費(fèi)現(xiàn)象極為嚴(yán)重,而四象限變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)電能的雙向流動(dòng),將能量反饋回電網(wǎng),大大提高節(jié)電率,減少生產(chǎn)成本。由于機(jī)載式變頻器具有體積小、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),使得其廣泛應(yīng)用于煤礦井下采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、刮板輸送機(jī)等,而目前中壓變頻器國內(nèi)技術(shù)尚不成熟,研制礦用機(jī)載式中壓四象限變頻器具有十分重要的意義。針對(duì)礦用機(jī)載式中壓四象限變頻器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),本文首先研究了其工作基本原理;建立了三相PWM整流數(shù)學(xué)模型,研究了 SPWM調(diào)制原理以及SVPWM調(diào)制原理,并推導(dǎo)了其算法公式。另外,研究了四象限變頻器控制策略,主要針對(duì)三相PWM整流控制、以及電機(jī)矢量控制進(jìn)行研究,并通過仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和算法的可行性。然后,在理論的基礎(chǔ)上對(duì)四象限變頻器硬件進(jìn)行設(shè)計(jì),主要對(duì)變頻器的電氣連接以及板路進(jìn)行設(shè)計(jì),并通過測(cè)試來保證硬件的可靠性。另外對(duì)礦用機(jī)載式中壓四象限變頻器的軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)四象限變頻器的主要功能。最后,對(duì)所設(shè)計(jì)的礦用機(jī)載式中壓四象限變頻器進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,分別對(duì)其進(jìn)行空載以及基本功能測(cè)試,最后對(duì)變頻器進(jìn)行加載測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所研究設(shè)計(jì)的變頻器能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

為后續(xù)變頻器的研宄與實(shí)現(xiàn)提供數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。逡逑２．１四象限變頻器基本原理逡逑典型的四象限變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為電壓源型結(jié)構(gòu)，如圖２－１所示。逡逑邐＾邋？？邋邐邐邐卜逡逑ｌ邋－＇Ｓ邋ｈＧ邋Ｈｔｉ邋ｈ＆逡逑ｅ。０－Ｃ＝ｌ￣邐逡逑？－Ｃ＝Ｄ－－＾邐—邋ｆ邋ｃ－＝ｐ邐（Ｏ逡逑圖２－１四象限主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖逡逑四象限變頻器工作時(shí)，其運(yùn)行示意圖如圖２－２所示。其中，三相電流綜合矢逡逑量，丨為電網(wǎng)電壓綜合矢量，四象限變頻器運(yùn)行，實(shí)際上就是）的方向與＾方向逡逑角度的問題。如果角度小于９０°，即變頻器輸出，能量流向電機(jī)。若角度大于９０°，逡逑即能量回饋，從電機(jī)側(cè)回饋給電網(wǎng)［３４］。四象限變頻器運(yùn)行示意圖如圖２－２所示。逡逑純電容特性逡逑ＩＩ邐Ｐ邐Ｉ逡逑Ａ逡逑單位功率因數(shù)逆變邐Ｚ邐單位功率因數(shù)整流逡逑、邐ｅ邐ａ逡逑ＩＩＩ邐ＩＶ逡逑純電感特性逡逑圖２－２四象限變頻器運(yùn)行示意圖逡逑當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)可根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向的關(guān)系分為四種，逡逑即電機(jī)正向電動(dòng)、電機(jī)正向制動(dòng)、電機(jī)反向電動(dòng)、電機(jī)反向制動(dòng)四種狀態(tài)。逡逑其中，四象限運(yùn)行時(shí)，變頻器與電機(jī)運(yùn)行時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：逡逑６逡逑

為后續(xù)變頻器的研宄與實(shí)現(xiàn)提供數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。逡逑２．１四象限變頻器基本原理逡逑典型的四象限變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為電壓源型結(jié)構(gòu)，如圖２－１所示。逡逑邐＾邋？？邋邐邐邐卜逡逑ｌ邋－＇Ｓ邋ｈＧ邋Ｈｔｉ邋ｈ＆逡逑ｅ。０－Ｃ＝ｌ￣邐逡逑？－Ｃ＝Ｄ－－＾邐—邋ｆ邋ｃ－＝ｐ邐（Ｏ逡逑圖２－１四象限主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖逡逑四象限變頻器工作時(shí)，其運(yùn)行示意圖如圖２－２所示。其中，三相電流綜合矢逡逑量，丨為電網(wǎng)電壓綜合矢量，，四象限變頻器運(yùn)行，實(shí)際上就是）的方向與＾方向逡逑角度的問題。如果角度小于９０°，即變頻器輸出，能量流向電機(jī)。若角度大于９０°，逡逑即能量回饋，從電機(jī)側(cè)回饋給電網(wǎng)［３４］。四象限變頻器運(yùn)行示意圖如圖２－２所示。逡逑純電容特性逡逑ＩＩ邐Ｐ邐Ｉ逡逑Ａ逡逑單位功率因數(shù)逆變邐Ｚ邐單位功率因數(shù)整流逡逑、邐ｅ邐ａ逡逑ＩＩＩ邐ＩＶ逡逑純電感特性逡逑圖２－２四象限變頻器運(yùn)行示意圖逡逑當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)可根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向的關(guān)系分為四種，逡逑即電機(jī)正向電動(dòng)、電機(jī)正向制動(dòng)、電機(jī)反向電動(dòng)、電機(jī)反向制動(dòng)四種狀態(tài)。逡逑其中，四象限運(yùn)行時(shí)，變頻器與電機(jī)運(yùn)行時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：逡逑６逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD61

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本文編號(hào)：2688166